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Calibración de equipos de laboratorio de suelos

La realización de ensayos de laboratorio para caracterizar el terreno es una parte fundamental de cualquier proyecto geotécnico. Por lo tanto, es imprescindible la calibración de los equipos de laboratorio de suelos empleados en dichos ensayos, de manera que los resultados obtenidos sean confiables

Contenido

Qué es una calibración

En el ámbito de la tecnología de las mediciones, la calibración es la comparación documentada entre un dispositivo de medición que se va a calibrar, y un dispositivo de referencia trazable (Bureau International des Poids et Mesures, 2008). De acuerdo a esta definición, para calibrar un instrumento determinado se debe disponer de uno de mayor precisión, usualmente denominado patrón de calibración, el cual proporciona un valor verificable para cierta medida, que se utilizará para compararlo con la indicación del instrumento que está siendo sometido a la calibración.

 

Así, durante el proceso de calibración se contrasta el valor de salida generado por el instrumento a ser calibrado, frente al patrón de calibración en diferentes puntos del rango de calibración. Si el error de calibración — es decir, el error que se genera durante la calibración— es inferior al límite de aceptación determinado, la calibración será aceptada. ​ Caso contrario, se requiere un ajuste del instrumento con un posterior contraste. Este proceso se repite tantas veces como sea necesario, hasta que el error obtenido resulta inferior al límite establecido.

 

De acuerdo a esto, el proceso de calibración gira alrededor de dos elementos:

 

  1. El error de calibración.
  2. La trazabilidad del patrón de calibración.

 

La Figura 1 muestra esquemáticamente la relación entre el proceso de calibración y el error de calibración. Básicamente, se busca que el error llegue a ser inferior a cierto valor aceptado, mediante el ajuste del equipo si es necesario.

Figura 1 Proceso de calibración de un dispositivo

El otro aspecto importante es la trazabilidad del patrón de calibración. Pero, ¿qué es la trazabilidad? y ¿por qué es importante? Como se mencionó anteriormente, cualquier dispositivo a calibrar debe ser comparado con un dispositivo de referencia trazable. Básicamente, esta trazabilidad significa que el estándar de referencia también se debe haber calibrado con un estándar de nivel aún más alto. Así, la trazabilidad debe ser una cadena de calibraciones continua, de tal modo que la calibración de mayor nivel se haya realizado en un centro de calibración nacional o equivalente, ligado a los patrones de las unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades. La Figura 2 muestra esquemáticamente el proceso de trazabilidad.

En los equipos en los cuales no es posible efectuar ajustes, como por ejemplo termómetros o algunos equipos de campo, en caso de no satisfacer las tolerancias marcadas, los aparatos tendrán que ser sustituidos por otros que hayan estado previamente calibrados

Necesidad de calibración de equipos de laboratorio de suelos

Según los expertos en calibración, existe una vieja regla que versa más o menos así: “todos los dispositivos de medición miden mal, y la calibración nos dice qué tan malos son estos dispositivos”.

 

Por supuesto, esa no es la única razón para calibrar. La calibración de los equipos de laboratorio de suelos puede ser necesaria por algunos de los siguientes motivos:

 

  • La exactitud de las mediciones disminuye con el tiempo.
  • El cumplimiento de la normativa vigente estipula un proceso de calibración con cierta regularidad.
  • El sistema de la calidad requiere la calibración.
  • Confiabilidad de los resultados obtenidos en ciertos ensayos.
  • Transporte de equipos.
  • Razones medio-ambientales.

 

Adicionalmente, puede mencionarse que el objetivo de la calibración es mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos, particularmente de los más sensibles (es decir, con menor tolerancia del error), los cuales requieren ser calibrados con más frecuencia.​

Frecuencia de calibración

¿Cuál es la frecuencia con la que deben calibrarse los equipos de laboratorio de suelos? La norma internacional COPANT 1689:2000/OML D-10, menciona que la decisión sobre el intervalo de calibración está basada en lo que denomina la intuición ingenieril. Es decir, que alguien con experiencia en las mediciones o en los instrumentos a calibrar, o con información sobre los intervalos usualmente asumidos en otros laboratorios, hace un estimado para cada instrumento o grupo de instrumentos, en cuanto al intervalo de tiempo probable en el que los mismos permanecerán dentro del intervalo de tolerancia después de la calibración. Para ello, considera los factores mostrados en la Figura 3.

 

Otro factor importante a considerar son los costos asociados a la calibración de los equipos. Para tomar en cuenta este factor y para optimizar los intervalos de frecuencia de calibración, la mencionada norma COPANT 1689:2000/OML D-10 propone varias metodologías, que serán aplicadas a grupos de equipos (por ejemplo, los equipos para la realización de ensayos de deformación y resistencia al corte – TX, corte directo, consolidación, etc.) o a equipos individuales (por ejemplo, un densímetro nuclear):

 

  1. Método de ajuste automático o “escalera”, en el cual cada vez que se calibra un equipo determinado de forma rutinaria, el intervalo posterior es ampliado si el mismo se encuentra dentro de las tolerancias, o reducido si fue hallado fuera de las tolerancias. Para aplicar este método, es imprescindible mantener y usar los registros correspondientes a cada equipo (por ejemplo, cada equipo puede tener una carpeta en la que se integra toda la información asociada a calibraciones, mantenimientos, traslados, etc.).

Figura 3 Elementos a considerar para establecer la frecuencia de calibración de equipos de laboratorio de suelos

2. Método de carta de control, en el que se eligen puntos de calibración significativos y se colocan los resultados en un gráfico en función del tiempo, a partir del cual se calculan la dispersión y la deriva para los diferentes intervalos de calibración. A partir de estas figuras, se determina el intervalo de tiempo apropiado para establecer la frecuencia de calibración.

 

3. Método de tiempo en uso, según el cual el intervalo de calibración se establece en relación al tiempo en el que se opera el equipo. La desventaja asociada a este método es que debe llevarse un control estricto del tiempo de uso del equipo.

 

Otra opción es ceñirse a cierta normativa para establecer la frecuencia de calibración de los equipos de laboratorio. Al respecto, la norma BS-EN-ISO 17892-1:2014(E) propone ciertos criterios para hornos, termómetros y balanzas, de manera de asegurar que los mismos arrojen valores confiables.

Certificado de calibración

Tal como se mencionó en la sección 1 de este post, la definición de calibración incluye la palabra “documentada”. Esto significa que la comparación de la calibración se debe registrar, para lo cual se genera un documento que suele denominarse certificado de calibración.

 

Un certificado de calibración incluye el resultado de la comparación y el resto de información relevante de la calibración, como el equipo utilizado, las condiciones medioambientales, los firmantes, la fecha de calibración, el número de certificado, la incertidumbre de la calibración, entre otros datos.

Es muy importante mantener al día los certificados de calibración, ya que los mismos evidencian el estado del equipo, y sirven de base para aplicar algunas de las metodologías mencionadas en la sección 3 de este post, para establecer el intervalo apropiado de calibración para cada equipo.

Acreditación de un laboratorio

En los últimos años, ha sido cada vez más frecuente que un requisito que debe cumplir un laboratorio de suelos para realizar ensayos en el marco de proyectos de importancia, es que el mismo esté acreditado. Pero, ¿qué significa que un laboratorio “está acreditado”?

 

Una acreditación de un laboratorio es un reconocimiento de la competencia del laboratorio por parte de un tercero. Dicha acreditación se realiza de conformidad con principios uniformes en todo el mundo, y lo más habitual es que se base en el estándar internacional ISO/IEC 17025.

 

La mayoría de los organismos internacionales de acreditación pertenecen al ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation) y están suscritos al acuerdo MRA (Acuerdo de Reconocimiento Mutuo – https://ilac.org/).

 

Referencias

  • BEAMEX (2021) ¿Qué es la calibración? Disponible en https://www.beamex.com/es/
  • recursos/que-es-la-calibracion/.
  • Bureau International des Poids et Mesures (2008) “Vocabulario Internacional de Metrología – Conceptos Básicos y Generales y Términos Asociados (VIM)”. Saint Cloud, Francia.
  • Comisión Panamericana de Normas Técnicas (2000) “Norma COPANT 1689:2000 – Guía para la Determinación de los Intervalos de Recalibración de los Equipos utilizados en Laboratorios de Ensayos”. Sao Paulo, Brasil.
  • The British Standards Institution (2014) “BS EN ISO 17892-1:2014 Geotechnical Investigation and Testing – Laboratory Testing of Soil”. London, UK.

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