Calibración

CALIBRACIÓN. POR: PEDRO ERVIN CULEBRO HERNANDEZ

Introducción

Como ya sabemos los instrumentos industriales pueden medir, transmitir y controlar las variables que intervienen en un proceso.

En la ejecución de todas estas funciones existe una relación entre la variable de entrada y la de salida del instrumento.

Un instrumento o una de sus partes pueden considerarse como dispositivos de conversión de señales (transductores) que pasan de una variable de entrada (presión, caudal, nivel, temperatura, posición, pH, conductividad, posición, etc.) a una o varias de las siguientes funciones en la salida: indicación de la variable de entrada, lectura de un índice o de una pluma de registro; transmisión de la variable de entrada en señal neumática o eléctrica; fijación de la posición de una palanca o de un vástago de una varilla interna del instrumento o del vástago del obturador de una válvula.

Existirá, por lo tanto, una correspondencia entre la variable de entrada y la de salida, representando esta última el valor de la variable de entrada. Siempre que el valor representado sea exactamente el de la variable de entrada al instrumento se estará efectuando una medición correcta. Ahora bien, en la práctica, los instrumentos determinan frecuentemente valores inexactos en la salida que se apartan en mayor o menor grado del valor verdadero de la variable de entrada, lo cual constituye el error de la medida.

En ciencias e ingeniería, el concepto de error tiene un significado diferente del uso habitual de este término. Coloquialmente, es usual el empleo del término error como análogo o equivalente a equivocación. En ciencia e ingeniería, el error, como veremos en lo que sigue, está más bien asociado al concepto de incerteza en la determinación del resultado de una medición. Más precisamente, lo que procuramos en toda medición es conocer las cotas (o límites probabilísticos) de estas incertezas.

El error es universal e inevitable y acompaña a toda medida, aunque ésta sea muy elaborada, o aunque se efectúe un gran número de veces. Es decir, el valor verdadero no puede establecerse con completa exactitud y es necesario encontrar unos límites que lo definan, de modo que sea práctico calcular la tolerancia de la medida.

¿Qué es la calibración?

Calibración, según el vocabulario internacional de términos fundamentales y generales de metrología (VIM), es aquel conjunto de operaciones con las que se establece, en condiciones especificadas la correspondencia entre los valores indicados en el instrumento, equipo o sistema de medida, o por los valores representados por una medida materializada o material de referencia, y los valores conocidos correspondientes a una magnitud de medida o patrón, asegurando así la trazabilidad de las medidas a las correspondientes unidades básicas del Sistema Internacional (SI) y procediendo a su ajuste o expresando esta correspondencia por medio de curvas o tablas de corrección.

De esta definición se deduce que para calibrar un instrumento o patrón es necesario disponer de uno de mayor precisión que proporcione el valor convencionalmente verdadero que es el que se empleará para compararlo con la indicación del instrumento sometido a calibración. Esto se realiza mediante una cadena ininterrumpida y documentada de comparaciones hasta llegar al patrón, y que constituye lo que llamamos trazabilidad.

Así pues, la calibración puede implicar simplemente esta determinación de la desviación en relación un valor nominal de un elemento patrón, o bien incluir la corrección (ajuste) para minimizar los errores.

¿Para qué calibrar?

El envejecimiento de los componentes, los cambios de temperatura y el estrés mecánico que soportan los equipos deteriora poco a poco sus funciones. Cuando esto sucede, los ensayos y las medidas comienzan a perder confianza y se resienten tanto el diseño como la calidad del producto. Esta realidad no puede ser eludida, pero sí detectada y limitada, por medio del proceso de calibración.

La correcta calibración de los equipos proporciona la seguridad de que los productos o servicios que se ofrecen reúnen las especificaciones requeridas. Cada vez son más numerosas las razones que llevan a los fabricantes a calibrar sus equipos de medida, con el fin de:

Mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos.

Responder a los requisitos establecidos en las normas de calidad.

Garantizar la fiabilidad y trazabilidad de las medidas.

La calibración de un instrumento permite determinar su incertidumbre, valor fundamental, dentro de un sistema de calidad, para la agrupación de los instrumentos en categorías metrológicas para su posterior utilización. El resultado de una calibración es lo que se recoge en el certificado de calibración.

Aparte de las razones lógicas que existen sobre la conveniencia o necesidad de calibrar ciertos instrumentos de medida en un laboratorio, y que van encaminadas a asegurar que el trabajo diario con ellos se realiza bien, la mayor parte de las veces se decide calibrar los equipos de medida por una de estas dos razones o necesidades: la calibración voluntaria, realizada sin imposición o influencia externa, y la calibración por necesidades externas como la acreditación (ISO 17025) o la certificación (ISO 9001) de los laboratorios.

Calibración de instrumentos de presión, nivel y temperatura

Para calibrar los instrumentos de presiónpueden emplearse varios dispositivos que figuran a continuación, y que utilizan en general manómetros patrón.

Los manómetros patrón se emplean como testigos de la correcta calibración de los instrumentos de presión. Son manómetros de alta precisión con un valor mínimo de 0,2 % de toda la escala. Esta precisión se consigue de varias formas:

1. Dial con una superficie especular, de modo que la lectura se efectúa por coincidencia exacta del índice y de su imagen, eliminando así el error de paralaje.

2. Dial con graduación lineal, lo que permite su fácil y rápida calibración.

3. Finura del índice y de las

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