Skip to main content
search

Entender los certificados de calibración es clave para la toma de decisiones respecto al equipo

Una vez realizada la calibración en espectrofotómetros UV-Vis (ultravioleta-visible), los laboratorios acreditados emiten un certificado al cliente. Con los datos que desprende este informe la empresa puede tomar decisiones sobre el equipo y, en su caso, sobre los ajustes que pueden realizarse en él y sobre las medidas que el equipo está obteniendo.

Para ello es importante saber interpretar adecuadamente los datos que aparecen en dicho informe de calibración. Es por lo que en esta entrada, hablaremos de cuestiones clave para la interpretación de un certificado de calibración de este tipo de equipos, como la corrección o la incertidumbre.

Aludiremos también a temas más generales propios del proceso de calibración, y a conceptos como la trazabilidad, así como la diferencia entre calibración trazable y calibración acreditada. Abordaremos también cuestiones como el ajuste a cero, la verificación, o el ajuste y recalibración del equipo.

Además, mostraremos ejemplos de datos obtenidos en la calibración de un espectrofotómetro UV-Visible para diferentes magnitudes, y explicaremos en qué consiste un plan de calibración.

Espectrofotómetros UV-Vis. Interpretación del certificado.

Los espectrofotómetros UV-Visible son herramientas fundamentales en muchos laboratorios de sectores diversos. Se trata de equipos que permiten la medición de la absorbancia de sustancias en función de la longitud de onda de la luz incidente. Ahora bien, para asegurar la precisión y fiabilidad de estas mediciones, es esencial comprender cómo interpretar los certificados de calibración que acompañan a estos instrumentos.

Si la calibración se ha contratado en longitud de onda (λ) y en absorbancia, en el certificado de calibración aparecerán detallados los resultados obtenidos tanto para longitud de onda, como para absorbancia con todas las longitudes de onda que se hayan contratado.

La calibración de la longitud de onda del espectrofotómetro ofrece datos para asegurarse de que el instrumento sea capaz de emitir luz a las longitudes de onda requeridas con precisión y que los valores de absorbancia o transmitancia que el equipo mide corresponden a la longitud de onda correcta.

En cuanto a la calibración en absorbancia, es crucial validar que el espectrofotómetro mide correctamente la cantidad de luz absorbida por una muestra a diferentes longitudes de onda. Esta calibración verifica que las lecturas de absorbancia sean precisas y consistentes con los estándares establecidos.

Por otro lado, la luz difusa es la radiación que puede llegar al detector con una longitud de onda no deseada. Este tipo de radiación puede causar errores importantes de lectura de absorbancia y, con ello, desviaciones de la Ley de Lambert-Beer. Si en la calibración se mide también la luz difusa, se está determinando si el equipo está recibiendo o no luz no deseada.

Además, el certificado puede mostrar también los valores relativos a la linealidad fotométrica del equipo. Es decir, mediante un ajuste lineal de los resultados, se establece cómo de lineal es el comportamiento del equipo. Si es lineal, el equipo se está comportando de forma similar en todo el rango de longitud de onda analizado.

Certificado de calibración
Imagen 1. Certificado de calibración acreditado

¿Qué debe incluir un certificado de calibración?

La calibración se efectúa con el propósito de verificar la conformidad de un producto o equipo con ciertas especificaciones predefinidas. Esto implica asegurar que los valores obtenidos de las características del producto o equipo se encuentren dentro de los límites aceptables establecidos según su uso.

Espectrofotómetros UV-VIS
Imagen 2. Espectrofotómetro UV-Vis

El certificado de calibración emitido por un laboratorio debe presentar los resultados de manera precisa, clara, objetiva y sin ambigüedades. Estos documentos deben incluir:

  • Título («Certificado de calibración»).
  • Nombre y dirección del laboratorio.
  • Lugar en el que se realizan las actividades.
  • Identificación única de todos los componentes del certificado (por ejemplo, paginación).
  • Nombre e información de contacto del cliente.
  • Identificación del método utilizado. Cuando el método sea normalizado o se haga referencia a un método normalizado se debe incluir el estado de revisión o año de aprobación del documento que identifica dicho método normalizado.
  • Fechas de ejecución de la actividad del laboratorio.
  • Fecha de emisión del certificado.
  • Declaración acerca de que los resultados se relacionen solamente con los ítems sometidos a calibración.
  • Resultados con las unidades de medición.
  • Adiciones, desviaciones o exclusiones del método.
  • Identificación de las personas que autorizan el certificado.
  • Identificación clara cuando los resultados provengan de proveedores externos.
  • Utilización adecuada de la marca ENAC en el certificado.
  • Incertidumbre de medición del resultado.
  • Condiciones en las que se han hecho las calibraciones, por ejemplo, condiciones ambientales.
  • Declaración que identifique cómo las mediciones son trazables metrológicamente.
  • Resultados antes y después de ajuste o reparación si están disponibles.
  • Puede incluir recomendaciones sobre el intervalo de calibración, si el cliente lo indica.

Corrección/Error/Exactitud

Para comprender el rendimiento del equipo, es esencial conocer las correcciones asociadas a cada parámetro o magnitud de medida. La corrección representa la discrepancia entre el valor medido por el equipo a calibrar y el valor certificado de los estándares de referencia utilizados.

La información sobre las correcciones proporcionada en el certificado resulta fundamental para ajustar las lecturas obtenidas durante el uso regular del equipo. Por ejemplo, en el caso de calibrar un espectrofotómetro UV-Visible, las correcciones que aparecen en el informe indican la diferencia entre los valores medidos por el equipo y los valores certificados.

Incertidumbre

La incertidumbre en un proceso de medición se refiere a la falta de exactitud o precisión absolutas debido a una variedad de factores. Estos factores pueden incluir los métodos utilizados en la medición, los equipos empleados, las condiciones ambientales, la manipulación de los objetos de prueba y factores humanos, entre otros.

La incertidumbre abarca todas las posibles fuentes de error que influyen en la calibración, y su valor se determina mediante fórmulas específicas de cálculo. En los certificados de calibración, generalmente se indica la incertidumbre expandida, la cual se obtiene al multiplicar la incertidumbre típica de la medición por un factor de cobertura, denotado como «k=2». Este factor, aplicado en una distribución normal, corresponde a una probabilidad de cobertura de aproximadamente el 95%.

Longitud de onda

Los espectrofotómetros UV-Vis tienen capacidad de emitir luz a diferentes longitudes de onda, y utilizan esta propiedad para identificar y cuantificar diferentes sustancias, ya que cada compuesto absorbe luz a longitudes de onda específicas, creando un espectro característico. Al medir la absorbancia de la luz en distintas longitudes de onda, el espectrofotómetro puede determinar la concentración de los compuestos presentes en una muestra. Esta técnica es ampliamente utilizada en química, biología y materiales científicos para analizar la composición y pureza de diversas sustancias.

En un certificado de calibración, los datos relativos a la longitud de onda muestran información de la corrección del equipo. La corrección se obtiene de la diferencia entre el valor certificado y el valor medido, y tiene asociada una incertidumbre:

Así, más concretamente, para la calibración de la longitud de onda se utilizan patrones que tienen picos de absorbancia en longitudes de onda concretas cuyos valores están certificados. Al medir dichos estándares con el equipo a calibrar, puede detectarse la discrepancia entre los valores de referencia y los valores de los picos de absorbancia obtenidos con el espectrofotómetro. De esta forma, en la corrección, puede observarse si el equipo es capaz de emitir luz a las longitudes de onda requeridas con la precisión necesaria para cada caso. La corrección se presenta siempre junto a su incertidumbre expandida asociada.

A continuación, puede observarse un ejemplo de cómo pueden mostrarse los datos relativos a la longitud de onda en un certificado de calibración:

Espectrofotómetros UV-Visible. longitud de onda

Luz difusa

Como hemos explicado anteriormente, la luz difusa es la radiación que puede llegar al detector con una longitud de onda no deseada. Esta radiación puede causar errores importantes de lectura de absorbancia.

La medida de la luz difusa se realiza a longitudes de onda a las que la absorbancia del patrón de referencia es mayor que 2. De esta forma, si la absorbancia medida fuera menor que 2, significaría que está llegando al detector luz que no proviene del haz del espectrofotómetro que atraviesa el patrón.

A continuación, se muestran datos relativos a la medida de la luz difusa que se han obtenido durante la calibración de un espectrofotómetro UV-visible:

Espectrofotómetros UV-Visible. Luz dispersa

Absorbancia/Escala fotométrica

La absorbancia es una medida cuantitativa que refleja la capacidad de una sustancia de absorber luz en una longitud de onda específica. Esta medida es crucial en muchas aplicaciones científicas y técnicas, como el análisis de concentraciones de soluciones, la determinación de la pureza de sustancias, y el estudio de reacciones químicas y bioquímicas.

Ahora bien, es importante señalar, que al igual que para el caso de la longitud de onda, en un certificado de calibración, los datos relativos a la absorbancia proporcionan información sobre la corrección del equipo. Como hemos explicado, la corrección se obtiene de la sustracción entre el valor certificado y el valor medido, con su incertidumbre asociada:

fórmula corrección

En concreto, la absorbancia puede calibrarse en el rango de longitudes de onda que mide cada equipo con patrones de referencia de mayores y menores absorbancias. Así, del mismo modo que para la longitud de onda, el certificado presenta en los resultados los valores medidos por el equipo a calibrar, así como los valores de absorbancia certificados asociados a los estándares de referencia en cada una de las longitudes de onda medidas. Con estos valores, se calcula la discrepancia que hay entre el valor que mide el equipo a calibrar y el valor certificado del patrón, que aparece en la columna de “Corrección”.

A continuación, se observan los datos que refleja un certificado de calibración para el caso de la absorbancia en el rango visible:

Espectrofotómetros UV-Visible. absorbancia visible

Linealidad fotométrica

La linealidad de la escala fotométrica hace referencia a la linealidad de los valores de absorbancia medidos en función de la concentración.

Para evaluar esta linealidad, se utilizan los coeficientes de correlación (R2) de la curva de calibración que relaciona la absorbancia con la concentración. Es decir, mediante un ajuste de los resultados, se establece cómo de lineal es el comportamiento del equipo. Si es lineal, el equipo se está comportando de forma similar en todo el rango de longitud de onda analizado.

Para los siguientes valores de absorbancia en el rango UV, se muestran a continuación los resultados de la linealidad fotométrica.

valores de absorbancia_ linealidad fotométrica

Aceptación/Rechazo de los resultados de calibración

Se recomienda que la empresa establezca una tolerancia permitida basada en el uso específico del equipo. Por ejemplo, si es crítico que el equipo mida con una precisión de ±0.1 unidades para las medidas que se realizan, los criterios deberían reflejar esa tolerancia. Con base en esta tolerancia, se debe evaluar si las correcciones e incertidumbres obtenidas en la calibración son adecuadas. Para ello, se pueden aplicar diferentes criterios. Un ejemplo común es el siguiente: C+U ≤ Tolerancia permitida.

Para definir los criterios de aceptación y rechazo de los resultados de calibración de un equipo, pueden considerarse los siguientes aspectos clave, basados en buenas prácticas metrológicas y estándares internacionales:

  1. Compatibilidad con las especificaciones del equipo.
    • Especificaciones del fabricante: Compara la corrección y su incertidumbre con las especificaciones de precisión y exactitud del fabricante del equipo.
    • Tolerancia permitida: Define un rango de tolerancia basado en la aplicación específica del equipo. Por ejemplo, si tu equipo debe medir con una precisión de ±0.5 unidades, tus criterios deberían reflejar esta tolerancia.
  2. Incertidumbre expandida (U).
    • Cálculo de la incertidumbre expandida: La incertidumbre estándar multiplicada por un factor de cobertura (k), generalmente 2 para un nivel de confianza del 95%.
    • Comparación con la tolerancia: La incertidumbre expandida debe ser pequeña en comparación con la tolerancia del equipo. Si U es mayor que la tolerancia permitida, el equipo no es confiable para la medida requerida.
  3. Errores sistemáticos.
    • Corrección aplicada: Analiza si la corrección puede ser aplicada de manera consistente y precisa en las mediciones futuras. Si la corrección es demasiado grande, podría ser un indicativo de que el equipo necesita mantenimiento o recalibración.
  4. Estabilidad y consistencia.
    • Historial de calibración: Revisa los resultados de calibraciones anteriores para observar tendencias. Un cambio significativo podría indicar un problema con el equipo.
    • Repetibilidad: Asegúrate de que las mediciones sean repetibles bajo las mismas condiciones.
  5. Impacto en el proceso.
    • Requisitos del proceso: Considera cómo una corrección o incertidumbre afectará tu proceso o producto final. Si una medida incorrecta puede tener consecuencias graves, los criterios deben ser más estrictos.

Ejemplo de criterios de aceptación y rechazo:

  1. Corrección (C) dentro del rango permitido:
    1. Aceptar: Si |C| ≤ Tolerancia permitida
    1. Rechazar: Si |C| > Tolerancia permitida
  2. Incertidumbre expandida (U) dentro de un límite aceptable:
    1. Aceptar: Si U ≤ Tolerancia permitida/2 (u otro factor que se defina)
    1. Rechazar: Si U > Tolerancia permitida/2
  3. Corrección y su incertidumbre dentro de los límites de aceptabilidad:
    1. Aceptar: Si |C| + U ≤ Tolerancia permitida
    1. Rechazar: Si |C| + U > Tolerancia permitida

Documentación

Es fundamental documentar todos los criterios y resultados de la calibración. La trazabilidad y la documentación detallada son esenciales tanto para auditorías como para mantener la calidad del proceso.

Implementación

Para realizar la implementación se puede desarrollar un procedimiento operativo estándar (SOP) para la evaluación de los resultados de la calibración, que incluya estos criterios y un flujo de decisión claro.

Aplicación de la Ley de Lambert-Beer

Aunque la Ley de Lambert-Beer no se aplica para obtener los datos que aparecen en los certificados de calibración, consideramos relevante hacer referencia a ella, puesto que a nivel práctico, diferentes industrias y laboratorios la emplean como una herramienta esencial para llevar a cabo análisis cuantitativos precisos.

Así, esta ley establece que la absorbancia de una sustancia o especie es directamente proporcional a la concentración de esta. Es decir, la absorbancia de una especie en solución homogénea es directamente proporcional a su actividad óptica, longitud de paso óptico y su concentración. Se trata de una relación empírica que relaciona absorción de luz con las propiedades del material atravesado.

A continuación, se muestra el diagrama de absorción de un haz de luz atravesando una cubeta de longitud I.

Diagrama de absorción de un haz de luz atravesando una cubeta de longitud l
Imagen 3. Diagrama de absorción de un haz de luz atravesando una cubeta de longitud l
leyenda

La curva de calibrado se corresponde con la ley de Lambert-Beer y, a partir de ella, se puede obtener la concentración de las sustancias. Mediante el uso de soluciones con concentraciones conocidas, se puede crear una curva de calibrado que relaciona absorbancias y concentraciones. Ésta se puede utilizar como referencia para, posteriormente, ser capaces de obtener los valores de concentración del analito a partir de las medidas de absorbancia del espectrofotómetro.

Una vez establecida la recta de calibrado, cualquier muestra cuya concentración sea desconocida puede ser analizada utilizando esta relación. Así, cualquier valor de absorbancia de concentración desconocida interpolado en esta recta de calibrado, nos dará su valor de concentración. Esto facilita la cuantificación de sustancias en solución de manera rápida y confiable.

Algunos conceptos

A continuación, mostramos algunos conceptos que, más allá de los arriba explicados, pueden ser de utilidad.

Diferencia entre calibración trazable y calibración acreditada

En la calibración trazable, las mediciones se pueden rastrear hasta estándares reconocidos, asegurando así la fiabilidad de los resultados. Se realiza mediante un laboratorio que utiliza patrones o equipos de referencia, proporcionando certificados de calibración que garantizan esta trazabilidad. La Norma ISO 9001 establece que las mediciones deben ser trazables a estándares reconocidos, ya sean nacionales o internacionales, mediante una cadena continua de comparaciones. Esta trazabilidad garantiza la fiabilidad y la validez de las mediciones realizadas.

Por otro lado, la calibración acreditada se lleva a cabo por laboratorios evaluados y acreditados por entidades competentes como ENAC. Estos laboratorios cumplen con estándares rigurosos y emiten certificados con la marca ENAC, asegurando tanto la trazabilidad como la calidad de las mediciones.

Ajuste a cero, verificación y recalibración

El ajuste a cero es un paso crucial antes de tomar mediciones con un equipo, donde se restablece su lectura a cero mediante una pieza de ajuste suministrada por el fabricante. Es esencial mantener esta pieza en perfecto estado y entender que no es intercambiable entre equipos. El ajuste garantiza el funcionamiento del equipo según las especificaciones del fabricante.

La verificación, diferente de la calibración, confirma que el equipo cumple con las especificaciones establecidas. No implica un proceso de ajuste, sino más bien la comparación de resultados con las expectativas teóricas.

Tras la calibración, si se detecta un error sistemático, se puede realizar un ajuste para corregirlo y, posteriormente, una recalibración del equipo. Sin embargo, no todos los instrumentos permiten ajustes, ni todos los errores pueden ser corregidos de esta manera.

Plan de calibración

La industria depende en gran medida de una amplia gama de equipos de medida para asegurar la calidad de los productos que produce. Sin embargo, para garantizar la fiabilidad de estas mediciones, es esencial que los equipos se sometan a calibración periódica. Este proceso no solo asegura que las mediciones sean precisas, sino que también garantiza que sean trazables, es decir, que puedan relacionarse con estándares nacionales o internacionales. Por lo tanto, la implementación de un plan de calibración se vuelve fundamental dentro del marco de calidad de una empresa.

El objetivo principal del plan de calibración es detectar posibles errores o mal funcionamiento de los equipos utilizados en el proceso de producción. Esto implica definir las calibraciones necesarias y determinar si serán realizadas interna o externamente. En el caso de calibraciones internas, se deben establecer procedimientos claros y garantizar que el personal técnico encargado posea la formación adecuada. Es recomendable que el plan de calibración también incluya consideraciones sobre la adquisición de nuevos instrumentos o patrones, si fuera necesario.

El plan de calibración debe identificar de manera metódica todos los equipos, patrones o instrumentos de medida, así como los intervalos de calibración adecuados para cada uno. Este enfoque garantiza que las mediciones realizadas con estos dispositivos mantengan la cadena de trazabilidad, asegurando la integridad de los resultados.

Además, independientemente de si las calibraciones se realizan interna o externamente, es recomendable que la empresa realice un control interno entre las calibraciones programadas. Este control adicional ayuda a detectar cualquier desviación en las mediciones y permite tomar medidas correctivas de manera oportuna.

En el caso de calibraciones externas, la empresa debe seleccionar laboratorios acreditados que se ajusten a sus criterios y necesidades. Estos laboratorios, con una periodicidad establecida por la empresa, llevarán a cabo la calibración de los equipos y emitirán certificados con los resultados obtenidos. Es fundamental que la empresa documente esta selección en su plan de calibración, asegurando así la transparencia y la calidad del proceso.

Laboratorios Eyco

Laboratorios Eyco ofrece servicios de calibración acreditada y asesoramiento en la elaboración de planes de calibración para garantizar la precisión y fiabilidad en las mediciones.

Eyco cuenta con acreditación ENAC para la calibración de equipos ópticos. Esta acreditación la acreditación ENAC garantiza la trazabilidad de los resultados, y está reconocida a nivel internacional. Los informes y certificados emitidos bajo esta acreditación son aceptados por los firmantes de acuerdos EA, ILAC e IAF, lo que refuerza aún más la confianza que empresas y laboratorios de todo el mundo depositan en los laboratorios acreditados.

Close Menu