Del laboratorio a la piel: Cómo los dispositivos impresos están transformando la atención médica

Metrología para todos:

Calibración, ¿qué es? y como usarla.

Cuando compras un litro de leche, ¿Cómo sabes que realmente es un litro? Cuando un avión despega, ¿cómo garantizan que cada pieza encaje a la perfección? Cuando vas al supermercado por un kilogramo de Azúcar ¿En realidad compras un kilogramo? Detrás de cada medición que utilizamos en la vida cotidiana, la industria y la investigación científica, está la metrología: la ciencia de la medición. Aunque pocas veces la notamos, su impacto es enorme, asegurando desde la calidad de los productos que consumimos hasta la seguridad de los equipos médicos y la exactitud en los avances tecnológicos. Pero ¿Por qué es tan crucial medir bien y qué pasaría si no lo hiciéramos? ¿Cómo sabemos si los equipos utilizados para hacerlo son adecuados? Acompáñanos a descubrirlo.

Figura 1. Balanzas comparativas. Generado en por IA chat GPT

Si estás leyendo esto, probablemente la metrología ha llamado tu atención o incluso necesitas calibrar algún equipo de medición para cumplir con normativas como la IATF 16949 (específica para los requisitos de procesos y calidad en el sector automotriz,) o incluso ISO 9001 (sirve a las empresas para gestionar la calidad en sus productos y servicios) o quizá seas un estudiante, un profesional en formación o simplemente alguien con curiosidad por el mundo de las mediciones. Sea cual sea el motivo, estás en el lugar correcto.

La metrología es más que números y equipos; es la base de la calidad, la precisión y la confiabilidad en múltiples industrias, te invitamos a continuar leyendo este blog y descubrir por qué “medir bien lo cambia todo”.

Pero antes de continuar sabes ¿Qué es una calibración?

En el vocabulario internacional de metrología (VIM, 2012) se define como:

“Una operación que, bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación”. En otras palabras, esto quiere decir que, al calibrar un instrumento, se compara con un “patrón”; es decir, un instrumento o material de referencia cuyos valores e incertidumbres (margen de duda) ya se conocen. Gracias a esta comparación, podemos identificar y cuantificar características como su error de indicación. (“margen de duda" en cualquier medición) son conocidos y mediante esta comparación somos capaces de conocer y cuantificar características como su error de indicación.

Figura 2. Ejemplo de patrón de medida: Patrones de masa de 1 kg Fuente: NIST (https://www.nist.gov/blogs) 

Ahora bien, retomando lo anterior, se menciona que existe un error. Pero ¿error? Entonces, ¿cuándo un instrumento se calibra no significa que ya no tiene error?

Como también se plantea en el VIM es conveniente no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “auto calibración”, ni con una verificación de la calibración. Es muy común pensar que, cuando un instrumento se encuentra calibrado, ya no tiene ningún tipo de error y, se dice que mide “bien”. Sin embargo, la calibración no elimina el error; lo identifica y cuantifica. De hecho, muchas empresas creen que, al enviar sus equipos a calibrar, estos ya están libres de errores o incluso han sido ajustados. Pero esto no siempre es así. Calibrar no implica corregir el instrumento, sino conocer con qué precisión está midiendo. El ajuste, si se requiere, es un proceso aparte y podría solicitarse explícitamente.

Si bien algunos instrumentos pueden ser ajustados para reducir su error de indicación, no todos cuentan con esta capacidad. Por ejemplo, instrumentos graduados como las reglas no pueden ajustarse, y en otros casos el ajuste solo corrige el error en parte del alcance de medición.

Entonces, si el calibrar un instrumento no corrige o minimiza su error ¿para qué calibrar?

En general los instrumentos son calibrados para poder dar un aseguramiento de la validez y confiabilidad de los resultados de medición y, ¿cómo es esto posible si el instrumento tiene error?

Es aquí donde la calibración nos ayudará, no sería posible asegurar si los resultados de medición son válidos y confiables sin conocer el estado actual del instrumento, podríamos estar realizando mediciones de cualquier tipo y estar discriminando de manera equivocada procesos o productos, llevándonos esto a falsos positivos o negativos, así como a incumplimiento de procesos y tolerancias, e incluso a problemas de manufactura.

No podemos saber qué tan exacto es un instrumento de medición si este no es calibrado, nada es perfecto, por lo que todo equipo tendrá un error por más pequeño que este sea, y no seremos capaces de conocer este valor hasta no calibrar el instrumento en la figura 3 se presenta una gráfica en la cual representa precisión y exactitud.

Figura 3. Grafica representativa de precisión y exactitud, Generado por IA 2025.

Para poder entender de manera gráfica nos tomaremos la libertad de ejemplificar esto con el siguiente ejercicio.

Supongamos que tenemos una pieza “x”, cuya especificación de medida es de 50 mm, con una tolerancia de medida superior e inferior correspondiente a ± 0,02 mm y se realizan 10 mediciones a 2 piezas distintas las cual denominaremos pieza 1 y pieza 2. Primero se mostrarán los datos arrojados por los instrumentos sin haberse calibrado, dichos valores se muestran en figura 4 y se grafican, con la finalidad de ver el comportamiento de cada medición, dentro de la gráfica se muestra un par de líneas roja y amarilla las cuales se posicionan en los limites superior e inferior permitidos y de color verde el valor nominal indicado en gráfica.

Figura 4. Ejemplo de toma de datos sin realizar corrección. S.f. Elaboración propia

Si solo utilizamos los instrumentos de medición sin tener conocimiento de sus características metrológicas podemos observar que algunas de estas mediciones se encuentran en el límite de la tolerancia, pero como ya fue mencionado anteriormente, todo instrumento cuenta con un error, el cual no estamos considerando por el momento, ¿qué sucede si calibramos ambos equipos y obtenemos su error? Seremos capaces de realizar una corrección y obtener valores que nos permitan realizar una correcta discriminación de la pieza, para esto se repite la misma operación, pero tomando en cuenta la corrección del equipo y tenemos lo mostrado en la figura 5.

Figura 5. Ejemplo de toma de datos con corrección e incertidumbre de calibración. S.f. Elaboración propia.

Como se puede observar ahora que conocemos el error del instrumento y lo hemos corregido, es perceptible que la pieza 1 sí cumple con la especificación mientras que la pieza 2 no.

En este ejemplo el instrumento de medición tiene un error en lecturas de 50 mm de 0,01 mm, por lo que su corrección es de -0,01 mm, coloquialmente se diría que el calibrador mide de más.

Pero en la definición de calibración se mencionaba la incertidumbre, ¿qué es? y ¿dónde queda en las mediciones?

La incertidumbre de acuerdo con el VIM “es el parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza”. En otras palabras, es un intervalo de dispersión en el que puede oscilar el resultado de medición, el cual es determinado por varios componentes que generan esta “duda”, donde podría entrar realmente el resultado de medición. Como se mencionó anteriormente, nada es perfecto, por lo tanto, no existen las mediciones perfectas.

Y bien, ¿qué podemos hacer con la incertidumbre de un instrumento para la discriminación de resultados?, continuando con el ejemplo anterior, se agregará l valor de incertidumbre del instrumento para poder determinar la conformidad de la pieza, como la incertidumbre es un intervalo, se graficará como tal, el resultado de estos datos se muestra en la figura 6.

Figura 6. Ejemplo de toma de datos con corrección e incertidumbre de calibración. S.f. Elaboración propia.

Ahora, tomando en consideración la incertidumbre podemos observar que todas las lecturas de la pieza dos no cumplen con la especificación, mientras que la pieza 1, las lecturas 3, 5, 8 y 9 tienen una baja probabilidad de no cumplir, aunque esta sea baja aún existe, por lo que incluso podemos darnos cuenta de que este instrumento no es el indicado para determinar esta especificación derivado a que no cumple con las tolerancias resultado de la medición.

De manera similar a este ejemplo, existen procesos de manufactura cuyas condiciones son monitoreadas por dispositivos de medición, como sensores de temperatura y presión por mencionar algunos, y estos tienen especificaciones en las que deben estar dentro, si dichos instrumentos no son calibrados y la información de su calibración no es utilizada de la manera apropiada, existe la posibilidad de que el proceso no esté cumpliendo con la especificación requerida.

Recordemos entonces que un instrumento de medición, cualquiera que sea su magnitud es susceptible a tener errores, al calibrar dicho instrumento somos capaces de conocer su error e incertidumbre, y hacer correcciones para poder hacer uso de este. Por lo tanto, un instrumento, aunque tenga errores de medición puede ser usado, siempre y cuando conozcamos el valor de dichos parámetros y hagamos su respectiva corrección para obtener valores apropiados de las mediciones.

No tiene ninguna finalidad calibrar instrumentos si no hacemos uso de la información obtenida de los certificados de calibración, la calibración no es solo para cumplir con una normativa, se debe hacer uso de su información para mantener y mejorar los estándares de calidad de sus procesos y mediciones.

“La calibración: la base de la calidad, la fuente de la confianza”

En CIATEQ contamos con especialistas altamente capacitados en calibración de diversas magnitudes, comprometidos con la confiabilidad de tus mediciones. Si tienes dudas o necesitas apoyo para interpretar tus certificados de calibración o mejorar tus procesos, acércate a nosotros.

Y si deseas seguir aprendiendo, no te pierdas nuestras próximas publicaciones, donde abordaremos temas como la trazabilidad de las mediciones, la interpretación de certificados de calibración y las pruebas realizadas en la calibración de distintos tipos de instrumentos.

Autores:

Ing. Angel de Jesús Pérez Méndez • angeldejesus.perez@ciateq.mx
Ing. Edgar Alvarado Flores • edgar.alvarado@ciateq.mx
Ing. Luis Francisco Monreal Macías • luis.monreal@ciateq.mx

Referencias:

• NMX-EC-17025-IMNC. (2018). Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. NMX-EC-17025-IMNC-2018.
• VIM. (2012). Vocabulario Internacional de Metrología, conceptos fundamentales y generalidades. 3° Edicion.