En Construcción.

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Calibración de Equipos de Medición en el Control de Calidad para el Mantenimiento y Reparación de Estructuras Metálicas

Importancia Crítica de la Calibración

La calibración de equipos de medición es un pilar fundamental dentro de cualquier sistema de gestión de calidad, especialmente en un sector tan crítico como el del mantenimiento y reparación de estructuras metálicas. Garantizar la precisión y fiabilidad de los instrumentos de medición es indispensable para asegurar la integridad estructural, la seguridad y el cumplimiento de las normativas vigentes en Colombia y, específicamente, en proyectos desarrollados en Bogotá. Un error, por pequeño que sea, en la medición de dimensiones, ángulos, tensiones o espesores, puede tener consecuencias catastróficas, desde fallos estructurales hasta accidentes graves.

Identificación de Equipos de Medición Críticos

El primer paso en un programa de calibración efectivo es la identificación exhaustiva de todos los equipos de medición que influyen directamente en la calidad del trabajo realizado. Esta identificación no debe limitarse a una lista genérica, sino que debe ser un inventario detallado que incluya, como mínimo:

• Nombre del equipo: Descripción clara y precisa (ej. "Calibrador Vernier Digital").
• Marca y Modelo: Información para la correcta identificación y trazabilidad.
• Número de serie o ID único: Permite un seguimiento individualizado del equipo.
• Ubicación: Dónde se encuentra físicamente el equipo (taller, obra, etc.).
• Responsable: Persona encargada del cuidado y uso del equipo.
• Frecuencia de uso: Estimación de la frecuencia con la que se utiliza el equipo.
• Criticidad: Nivel de impacto que tendría una medición incorrecta del equipo en la calidad final del trabajo (Alto, Medio, Bajo).
• Rango de Medición: Capacidad mínima y maxima de medicion del equipo.

Algunos equipos comunes que requieren calibración en el contexto de estructuras metálicas son:

• Calibradores (Vernier, digitales): Medición de dimensiones lineales internas, externas y de profundidad.
• Micrómetros: Medición de espesores y diámetros con alta precisión.
• Cintas métricas: Medición de longitudes y distancias.
• Goniómetros: Medición de ángulos.
• Niveles (de burbuja, láser): Verificación de la horizontalidad y verticalidad.
• Medidores de espesor por ultrasonido: Determinación del espesor de materiales, especialmente útil para detectar corrosión.
• Durómetros: Medición de la dureza de los materiales.
• Equipos de ensayo no destructivo (END): Inspección de soldaduras y materiales (p. ej., líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ultrasonido). Aunque la calibración de los equipos END en sí es crucial, en este contexto nos referimos a la calibración de los instrumentos de medición utilizados *dentro* de las pruebas END, como galgas de espesores en ultrasonido.
• Dinamómetros: Medición de fuerzas de Tensión
• Llaves de torsión (Torquímetros): Aplicación y medición de pares de apriete.
• Flexómetros Medición de Longitudes con Alta Presición.

Establecimiento de un Programa de Calibración Formal

Una vez identificados los equipos, es crucial establecer un programa de calibración formal. Este programa debe ser un documento escrito que defina:

• Frecuencia de calibración: Para cada equipo, se debe establecer la frecuencia con la que debe ser calibrado. Esta frecuencia puede basarse en:
  • Recomendaciones del fabricante.
  • Normas técnicas aplicables (ej., ISO, ASTM, AWS, NTC – Normas Técnicas Colombianas).
  • Frecuencia de uso del equipo.
  • Criticidad del equipo (equipos más críticos pueden requerir calibraciones más frecuentes).
  • Historial de calibraciones previas (si un equipo tiende a desviarse rápidamente, la frecuencia debe aumentarse).
• Procedimientos de calibración: Se deben documentar los procedimientos específicos para calibrar cada equipo. Estos procedimientos deben ser claros, concisos y basados en normas reconocidas. Pueden ser procedimientos internos de la empresa o procedimientos proporcionados por el fabricante del equipo.
• Criterios de aceptación: Se deben definir los límites de error permisibles para cada equipo. Si un equipo está fuera de estos límites, se considera "no conforme" y debe ser ajustado, reparado o reemplazado.
• Responsabilidades: Se debe asignar claramente quién es responsable de:
  • Realizar las calibraciones (puede ser personal interno capacitado o un laboratorio externo acreditado).
  • Llevar el registro de las calibraciones.
  • Gestionar los equipos no conformes.
  • Mantener actualizado el programa de calibración.
• Trazabilidad Se debe mantener la trazabilidad de los equipos.

Ejecución de la Calibración según Normas y Procedimientos

La calibración debe realizarse siguiendo estrictamente los procedimientos definidos y utilizando patrones de calibración trazables. La trazabilidad significa que los patrones utilizados para calibrar el equipo han sido, a su vez, calibrados con patrones de mayor exactitud, y así sucesivamente, hasta llegar a un patrón nacional o internacional reconocido. En Colombia, el organismo encargado de mantener los patrones nacionales es el Instituto Nacional de Metrología (INM). Es de vital importancia verificar la trazabilidad a un ente reconocido. Los laboratorios acreditados en Colombia, bajo la norma ISO/IEC 17025, garantizan esta trazabilidad.

Uso de Patrones de Calibración Trazables: La Cadena de Trazabilidad

La trazabilidad es la propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual pueda relacionarse a referencias establecidas, generalmente patrones nacionales o internacionales, a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas. En términos más simples, es la garantía de que la medición realizada con un equipo calibrado es comparable y consistente con las mediciones realizadas en otros lugares, incluso en otros países. Es de vital importancia que los laboratorios de calibracion sean laboratorios acreditados.

Los patrones de calibración son instrumentos o materiales de referencia que tienen un valor conocido y una incertidumbre asociada. Se utilizan para comparar y ajustar la precisión de los equipos de medición. Estos patrones deben ser:

• Trazables: Como se mencionó anteriormente, deben estar vinculados a patrones nacionales o internacionales a través de una cadena de calibración ininterrumpida.
• Adecuados: Deben tener una exactitud y estabilidad suficientes para calibrar el equipo en cuestión. Generalmente, la incertidumbre del patrón debe ser significativamente menor que la incertidumbre deseada para el equipo que se está calibrando (a menudo se recomienda una relación de 1:4 o 1:10).
• Mantenidos adecuadamente: Los patrones deben ser almacenados, manipulados y calibrados periódicamente para asegurar que mantengan su precisión.

Registro de Resultados de calibración

Cada calibración debe ser meticulosamente registrada. El registro debe incluir, como mínimo:

• Identificación del equipo calibrado (nombre, marca, modelo, número de serie).
• Fecha de calibración.
• Identificación de los patrones de calibración utilizados (incluyendo su número de serie y fecha de última calibración).
• Procedimiento de calibración utilizado.
• Resultados de la calibración (valores medidos antes y después del ajuste, si aplica).
• Incertidumbre de la medición.
• Criterios de aceptación y si el equipo cumple o no con ellos.
• Identificación de la persona que realizó la calibración.
• Condiciones ambientales durante la calibración (temperatura, humedad, etc., si son relevantes).
• Cualquier observación relevante (ej., si el equipo requirió reparación).

Emisión de Certificados de Calibración: Documentación Formal

Después de cada calibración, se debe emitir un certificado de calibración. Este certificado es un documento formal que resume la información del registro de calibración y sirve como evidencia de que el equipo ha sido calibrado y cumple (o no) con los criterios de aceptación. El certificado debe incluir, al menos, la información mencionada en el punto anterior (registro de calibración). Los certificados emitidos por laboratorios acreditados bajo la norma ISO/IEC 17025 tienen un reconocimiento y validez internacional, lo que facilita el comercio y la aceptación de los resultados de las mediciones en diferentes países.

Etiquetado de los Equipos Calibrados: Identificación Visual

Cada equipo calibrado debe ser etiquetado de manera clara y visible con:

• Fecha de calibración.
• Fecha de próxima calibración.
• Identificación del organismo que realizó la calibración (si es externo).
• Una indicación de si el equipo es "conforme" o "no conforme" (si aplica).

Esto permite a los usuarios identificar rápidamente si un equipo está dentro de su período de calibración y si es apto para su uso.

Gestión de Equipos No Conformes: Acciones Correctivas

Cuando un equipo se encuentra fuera de los criterios de aceptación ("no conforme"), se deben tomar acciones correctivas inmediatas. Estas acciones pueden incluir:

• Ajuste: Si el equipo lo permite, se puede ajustar para que vuelva a estar dentro de los límites de error permisibles.
• Reparación: Si el equipo está dañado o defectuoso, debe ser reparado por personal calificado.
• Reemplazo: Si el equipo no puede ser ajustado ni reparado, debe ser reemplazado.
• Restricción de uso: Si el equipo no puede ser ajustado, reparado o reemplazado de inmediato, se puede restringir su uso a aplicaciones donde la desviación no tenga un impacto crítico. Esto debe ser documentado claramente.
• Investigación de la causa raíz: Es importante investigar la causa de la no conformidad para prevenir que vuelva a ocurrir. Esto puede implicar revisar el procedimiento de calibración, el uso del equipo, las condiciones ambientales, etc.

Archivo y Organización de los Registros de Calibración: Historial Completo

Todos los registros de calibración (incluyendo los certificados) deben ser archivados de manera organizada y segura. Estos registros son esenciales para:

• Demostrar el cumplimiento de las normas y requisitos de calidad.
• Realizar un seguimiento del historial de calibración de cada equipo.
• Identificar tendencias y problemas recurrentes.
• Tomar decisiones informadas sobre la frecuencia de calibración y el mantenimiento de los equipos.
• Facilitar las auditorías internas y externas.

Verificación Periódica de la Calibración: Aseguramiento Continuo

Además de la calibración programada, es recomendable realizar verificaciones periódicas de la calibración de los equipos, especialmente aquellos de uso frecuente o críticos. Estas verificaciones pueden ser más simples y rápidas que una calibración completa, y pueden realizarse utilizando patrones de trabajo o equipos de referencia internos. El objetivo es detectar cualquier desviación significativa entre calibraciones y tomar acciones correctivas oportunas.

Diferencias de calibración entre equipos

Es crucial entender que la calibración no es un proceso uniforme para todos los equipos. Cada tipo de instrumento tiene sus propias características, métodos de calibración y requisitos específicos. A continuación, se presentan algunas diferencias clave en la calibración de equipos comunes en el ámbito de las estructuras metálicas:

• Calibradores y Micrómetros: Estos instrumentos se calibran típicamente utilizando bloques patrón de longitud, que son bloques de metal o cerámica con dimensiones extremadamente precisas. La calibración implica comparar las lecturas del calibrador o micrómetro con las dimensiones conocidas de los bloques patrón en varios puntos del rango de medición.
• Cintas Métricas y Flexómetros:La calibración de cintas métricas y flexómetros a menudo implica compararlas con una cinta métrica maestra o una regla patrón de mayor precisión. Se verifica la exactitud de la cinta en varias longitudes y se comprueba si hay errores de estiramiento o desgaste.

Calibracion de Equipos de Ensayo No Destructivo (END)

Los equipos de END, como los medidores de espesor por ultrasonido, los equipos de partículas magnéticas y los de líquidos penetrantes, requieren calibraciones especializadas. Estas calibraciones suelen involucrar el uso de bloques de prueba con defectos conocidos o simulados, y se verifica la capacidad del equipo para detectar y medir estos defectos con precisión.

Consideraciones Adicionales Específicas para Colombia y Bogotá

• Normativa Colombiana: Además de las normas internacionales como ISO, ASTM y AWS, es fundamental tener en cuenta las Normas Técnicas Colombianas (NTC) relevantes para la construcción y el mantenimiento de estructuras metálicas. Estas normas pueden establecer requisitos específicos para la calibración de equipos.
• Acreditación de Laboratorios: En Colombia, el Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC) es el encargado de acreditar a los laboratorios de calibración bajo la norma ISO/IEC 17025. Se recomienda utilizar laboratorios acreditados por ONAC para garantizar la trazabilidad y confiabilidad de las calibraciones.
• Condiciones Ambientales de Bogotá: La altitud y las condiciones climáticas de Bogotá (temperatura, humedad) pueden influir en el comportamiento de algunos equipos de medición. Es importante tener en cuenta estas condiciones al realizar las calibraciones y, si es necesario, aplicar factores de corrección.

Tabla comparativa : Instrumentos de Medicion, Metodos y Patrones

Tabla 2: Frecuencias de Calibración Sugeridas

Tabla 3 : Ejemplo de Registro de Calibración

Errores Comunes en la Calibración y Cómo Evitarlos

La calibración, aunque esencial, puede ser susceptible a errores si no se realiza correctamente. A continuación, se detallan algunos errores comunes y cómo evitarlos:

1. No utilizar patrones trazables: Utilizar patrones de calibración que no están debidamente certificados o cuya trazabilidad no está documentada, invalida todo el proceso.
   • Solución: Asegurarse de que todos los patrones tengan certificados de calibración vigentes y emitidos por laboratorios acreditados, con trazabilidad demostrable a patrones nacionales o internacionales.
2. No seguir los procedimientos adecuados: Improvisar o saltarse pasos en el procedimiento de calibración puede llevar a resultados incorrectos.
   • Solución: Seguir estrictamente los procedimientos de calibración documentados, ya sean internos o proporcionados por el fabricante del equipo. Si hay dudas, consultar con un experto.
3. No considerar las condiciones ambientales: Ignorar factores como la temperatura, la humedad o la vibración puede afectar la precisión de la calibración, especialmente en equipos sensibles.
   • Solución: Realizar la calibración en un ambiente controlado, dentro de los rangos especificados por el fabricante del equipo o el procedimiento de calibración. Si es necesario, aplicar factores de corrección.
4. No limpiar o preparar adecuadamente el equipo: La suciedad, el polvo o el desgaste pueden interferir con la medición y dar lugar a errores.
   • Solución: Antes de calibrar un equipo, limpiarlo y verificar que esté en buenas condiciones de funcionamiento. Si es necesario, realizar un mantenimiento preventivo.
5. No registrar correctamente los resultados: Errores en la toma de datos o en la documentación de la calibración pueden invalidar los resultados o dificultar su interpretación.
   • Solución: Registrar todos los datos de la calibración de forma clara y precisa, incluyendo la identificación del equipo, los patrones utilizados, los resultados obtenidos, la incertidumbre y cualquier observación relevante. Utilizar formatos estandarizados para facilitar el registro y la revisión.
6. No verificar la incertidumbre de la medición: Toda medición tiene una incertidumbre asociada, que es una estimación del rango dentro del cual se encuentra el valor verdadero. No calcular o no tener en cuenta la incertidumbre puede llevar a conclusiones erróneas sobre la conformidad del equipo.
   • Solución: Calcular la incertidumbre de cada medición siguiendo métodos reconocidos (ej., la Guía para la Expresión de la Incertidumbre de Medida - GUM). Asegurarse de que la incertidumbre sea menor que el error máximo permisible para el equipo.

Personal Calificado para la Calibración

La calibración de equipos de medición debe ser realizada por personal que tenga la formación, la experiencia y las competencias necesarias. Esto puede incluir:

• Técnicos en metrología: Profesionales especializados en la ciencia de la medición, con conocimientos teóricos y prácticos sobre calibración, trazabilidad, incertidumbre, etc.
• Técnicos de mantenimiento: Personal con experiencia en el mantenimiento y reparación de equipos, que hayan recibido formación específica en calibración de los instrumentos que utilizan.
• Ingenieros: Profesionales con conocimientos técnicos en el área de aplicación (ej., ingenieros mecánicos, civiles, etc.), que hayan sido capacitados en calibración de equipos específicos.

Es fundamental que el personal que realiza la calibración:

• Conozca los principios de la metrología y la calibración.
• Entienda los procedimientos de calibración aplicables a cada equipo.
• Sea capaz de utilizar correctamente los patrones de calibración.
• Pueda interpretar los resultados de la calibración y calcular la incertidumbre.
• Sepa identificar y corregir errores comunes en la calibración.
• Sea Competente en las Calibraciones.

Tabla 4: Criterios de Selección de un Proveedor de Servicios de Calibración

Calibración Interna vs. Calibración Externa: Ventajas y Desventajas

Una empresa puede optar por realizar la calibración de sus equipos internamente (con su propio personal y patrones) o contratar a un laboratorio externo. Cada opción tiene sus ventajas y desventajas:

Calibración Interna

Ventajas

• Mayor control: La empresa tiene un control directo sobre el proceso de calibración, los tiempos y la calidad.
• Menor costo a largo plazo: Si la empresa calibra un gran volumen de equipos, la inversión en patrones y capacitación puede ser menor que el costo de contratar a un laboratorio externo a largo plazo.
• Mayor disponibilidad: Los equipos pueden ser calibrados en el momento en que se necesiten, sin tener que esperar a que un laboratorio externo tenga disponibilidad.

Desventajas

• Mayor inversión inicial: Se requiere invertir en patrones de calibración, equipos auxiliares y capacitación del personal.
• Mayor responsabilidad: La empresa es responsable de mantener la trazabilidad de sus patrones, asegurar la competencia de su personal y cumplir con los requisitos de las normas aplicables.
• Mayor riesgo de errores: Si la empresa no cuenta con el personal calificado o los recursos adecuados, existe un mayor riesgo de cometer errores en la calibración.
• Limitaciones Técnicas: Es posible que no se tenga el alcance completo.

Calibración Externa

Ventajas:

• Menor inversión inicial: No es necesario invertir en patrones ni en capacitación especializada.
• Menor responsabilidad: El laboratorio externo es responsable de la trazabilidad, la competencia de su personal y el cumplimiento de las normas.
• Mayor confianza: Los laboratorios acreditados ofrecen una mayor garantía de la calidad y confiabilidad de sus mediciones.
• Mayor alcance: Los laboratorios externos suelen tener un alcance de calibración más amplio que el que una empresa podría tener internamente.

Desventajas:

• Menor control: La empresa tiene menos control sobre el proceso de calibración y los tiempos.
• Mayor costo a largo plazo: Si la empresa calibra un gran volumen de equipos, el costo de contratar a un laboratorio externo puede ser mayor que el costo de realizar la calibración internamente a largo plazo.
• Menor disponibilidad: Es posible que la empresa tenga que esperar a que el laboratorio tenga disponibilidad para calibrar sus equipos.

La calibración interna, requiere una evaluación exhaustiva de las capacidades y la inversión a realizar, para que sea viable, eficiente y confiable.

Impacto de la no Calibración

No calibrar los equipos puede llevar a lo siguiente:

• Defectos: Puede ocasionar que se aprueben productos que en realidad no son conformes.
• Reprocesos: La fabricacion de productos no conformes conlleva, a tener que realizar correcciones o a desechar el producto.
• Perdida de Clientes: Un producto no conforme, puede ocasionar insatisfaccion de un Cliente y por ende, la posible perdida del Cliente.
• Sanciones: En Colombia, las entidades de Vigilancia y Control, pueden imponer multas o sanciones a las empresas que no cumplen con la calibración de los equipos.
• Demandas: Un producto no conforme, que afecte al cliente, puede acarrear demandas en contra de la empresa fabricante.

Software para la gestion de las Calibraciones

Hoy en dia, existen en el mercado, diversos software especializados en la Gestion de Calibraciones y del Mantenimiento. Estos software, contribuyen a organizar, planificar, ejecutar y controlar, todo el proceso de calibración de los equipos. Permiten llevar trazabilidad de las calibraciones, asi como tambien generar alertas y avisos de las proximas calibraciones a realizar.

Frecuencia de Calibración y Ajuste de Equipos: Un Análisis Detallado

La frecuencia de calibración de los equipos de medición es un aspecto crítico que debe ser cuidadosamente considerado. No existe una regla única que se aplique a todos los equipos y situaciones, ya que la frecuencia óptima depende de varios factores. Establecer una frecuencia adecuada es esencial para garantizar la confiabilidad de las mediciones sin incurrir en costos innecesarios. Ajustar un equipo durante la calibración implica modificar sus parámetros internos para que sus lecturas se acerquen lo más posible al valor verdadero. No todos los equipos permiten este ajuste, y en algunos casos, puede ser necesario enviar el equipo al fabricante o a un taller especializado. Si un equipo requiere ajustes frecuentes, esto puede ser una señal de que está fallando o de que necesita ser reemplazado.

Auditorías del Sistema de Calibración: Verificación y Mejora Continua

El sistema de calibración de una empresa debe ser auditado periódicamente para verificar su eficacia y cumplimiento con los requisitos de las normas aplicables (ej., ISO 9001, ISO/IEC 17025). Estas auditorías pueden ser internas (realizadas por personal de la propia empresa) o externas (realizadas por un organismo de certificación o un cliente). Las auditorías de calibración suelen revisar aspectos como:

• La documentación del programa de calibración (procedimientos, registros, certificados).
• La trazabilidad de los patrones de calibración.
• La competencia del personal que realiza la calibración.
• El cumplimiento de los procedimientos de calibración.
• El estado y la adecuación de los equipos de medición.
• La gestión de los equipos no conformes.
• Las acciones correctivas y preventivas implementadas.

Las auditorías son una herramienta valiosa para identificar áreas de mejora en el sistema de calibración y asegurar su eficacia continua.

Lista Detallada : Equipos de Medición y Aplicaciones Específicas en Estructuras Metálicas

Para complementar la información previa, a continuación, se presenta una lista más detallada de equipos de medición, junto con sus aplicaciones específicas en el contexto de la fabricación, mantenimiento y reparación de estructuras metálicas:

• Calibrador Pie de Rey (Vernier):
  • Medición de dimensiones exteriores de perfiles, platinas, tubos.
  • Medición de dimensiones interiores de tubos, agujeros.
  • Medición de profundidades de ranuras, agujeros ciegos.
  • Verificación de la perpendicularidad de uniones soldadas.
  • Verificación de dimensiones de elementos de conexión (tornillos, pernos, remaches).
• Micrómetro de Exteriores:
  • Medición de espesores de láminas, platinas y perfiles.
  • Medición de diámetros de barras, varillas y elementos cilíndricos.
  • Medición de alta precisión de componentes mecanizados.
• Micrómetro de Profundidades:
  • Medición de la profundidad de agujeros, ranuras y rebajes.
  • Verificación de la profundidad de avellanados y chaflanes.
• Cinta Métrica (Flexómetro):
  • Medición de longitudes de vigas, columnas, diagonales y otros elementos estructurales.
  • Medición de distancias entre puntos de referencia en la estructura.
  • Verificación de dimensiones generales de la estructura.
• Goniómetro:
  • Medición de ángulos entre elementos estructurales (vigas, columnas, diagonales).
  • Verificación de la correcta inclinación de elementos.
  • Medición de ángulos de bisel en preparaciones para soldadura.
• Nivel de Burbuja:
  • Verificación de la horizontalidad de vigas y superficies de apoyo.
  • Verificación de la verticalidad de columnas y elementos verticales.
• Nivel Láser:
  • Nivelación de grandes áreas y estructuras.
  • Alineación precisa de elementos estructurales.
  • Transferencia de cotas y niveles a diferentes puntos de la estructura.
• Medidor de Espesor por Ultrasonido:
  • Medición del espesor de paredes de tubos y perfiles, especialmente en zonas de difícil acceso.
  • Detección de corrosión interna o externa en elementos metálicos.
  • Verificación del espesor remanente en estructuras después de procesos de limpieza o reparación.
• Durómetro:
  • Medición de la Dureza en Materiales, posterior a procesos de Soldadura.
• Detector de Fisuras (Líquidos Penetrantes, Partículas Magnéticas):
  • Inspección de soldaduras en busca de grietas, porosidades u otras discontinuidades superficiales (líquidos penetrantes).
  • Inspección de soldaduras y materiales ferromagnéticos en busca de discontinuidades superficiales y subsuperficiales (partículas magnéticas).
  • Inspección general de materiales.
• Equipo de Inspección por Ultrasonido (Phased Array, TOFD):
  • Inspección volumétrica de soldaduras en busca de defectos internos (grietas, inclusiones, falta de fusión).
  • Medición precisa de la profundidad y tamaño de los defectos.
  • Inspección de materiales en busca de laminaciones, delaminaciones u otras discontinuidades internas.
• Torquímetro (Llave de Torsión):
  • Aplicación y medición del par de apriete en uniones atornilladas.
  • Verificación de que los pernos y tuercas estén apretados a la tensión correcta para garantizar la integridad de la unión.
• Dinamómetro:
  • Medición de fuerzas de tensión en cables, tensores y otros elementos estructurales.
  • Verificación de la carga aplicada a elementos durante pruebas de carga.
• Regla de Acero:
  • Medición de Longitudes.
  • Verificación de la Rectitud de elementos.
• Galga de Soldadura:
  • Medicion de la geometria de la Soldadura.
  • Medición de Angulos de Soldadura.

Profundizando en la Trazabilidad Metrológica: Implicaciones y Requisitos

La trazabilidad metrológica es un concepto fundamental en la calibración de equipos de medición, y su importancia no puede ser subestimada. Ya se ha mencionado brevemente, pero ahora se profundizará en sus implicaciones y requisitos:

Definición Formal: La trazabilidad metrológica se define como la "propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual puede relacionarse a referencias establecidas, generalmente patrones nacionales o internacionales, a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas" (Vocabulario Internacional de Metrología - VIM).

Cadena de Trazabilidad: La cadena de trazabilidad es la secuencia de patrones y calibraciones que vinculan el resultado de una medición con un patrón de referencia (nacional o internacional). Cada eslabón de la cadena tiene una incertidumbre asociada, que se va acumulando a medida que se asciende en la cadena.

Requisitos de la Trazabilidad:

• Cadena ininterrumpida: No debe haber saltos ni eslabones perdidos en la cadena de calibraciones.
• Incertidumbres determinadas: La incertidumbre de cada calibración en la cadena debe ser calculada y documentada.
• Competencia técnica: Cada laboratorio que realiza una calibración en la cadena debe demostrar su competencia técnica (ej., mediante la acreditación bajo ISO/IEC 17025).
• Documentación: Cada calibración en la cadena debe estar documentada con un certificado de calibración que incluya la información necesaria para establecer la trazabilidad (identificación de los patrones, resultados, incertidumbre, etc.).
• Referencia a patrones nacionales o internacionales: La cadena debe terminar en un patrón nacional (ej., mantenido por el Instituto Nacional de Metrología de Colombia - INM) o un patrón internacional reconocido.

Implicaciones de la Trazabilidad:

• Confiabilidad de las mediciones: La trazabilidad asegura que las mediciones realizadas con un equipo calibrado son comparables y consistentes con las mediciones realizadas en otros lugares.
• Validez internacional: Los resultados de las mediciones trazables son reconocidos y aceptados a nivel internacional, lo que facilita el comercio y la colaboración.
• Cumplimiento de normas: Muchas normas y regulaciones (ej., ISO 9001, ISO/IEC 17025) exigen la trazabilidad de las mediciones.
• Base para la toma de decisiones: Las mediciones trazables proporcionan una base sólida para la toma de decisiones en áreas como la calidad, la seguridad y la ingeniería.

Ejemplo de Cadena de Trazabilidad (Simplificada):

1. Patrón Nacional (INM): Un bloque patrón de longitud mantenido por el Instituto Nacional de Metrología de Colombia.
2. Laboratorio de Calibración Acreditado: Calibra sus bloques patrón contra el patrón nacional del INM.
3. Empresa (Calibración Interna): Calibra sus bloques patrón contra los bloques patrón del laboratorio acreditado.
4. Equipo de Medición: Un calibrador Vernier se calibra contra los bloques patrón de la empresa.

En este ejemplo, la medición realizada con el calibrador Vernier es trazable al patrón nacional del INM a través de una cadena ininterrumpida de calibraciones, con las incertidumbres determinadas en cada paso.

Incertidumbre de la Medición: Un Componente Esencial de la Calibración

La incertidumbre de la medición es un parámetro que cuantifica la duda que existe sobre el resultado de una medición. No es un error, sino una estimación del rango dentro del cual se espera que se encuentre el valor verdadero de la magnitud medida. Ninguna medición es perfecta, y la incertidumbre es una forma de expresar la "calidad" de la medición. Componentes de la Incertidumbre: La incertidumbre de la medición se compone de varias fuentes de error, que pueden ser de tipo A (evaluadas mediante métodos estadísticos) o de tipo B (evaluadas por otros medios). Algunas fuentes comunes de incertidumbre incluyen:

• Repetibilidad: Variación en las lecturas obtenidas al medir la misma magnitud repetidamente bajo las mismas condiciones.
• Resolución del instrumento: La división más pequeña que se puede leer en la escala del instrumento.
• Incertidumbre del patrón de calibración: La incertidumbre asociada al valor del patrón utilizado para calibrar el equipo.
• Efectos ambientales: Variaciones en la temperatura, la humedad, la presión atmosférica, etc., que pueden afectar la medición.
• Método de medición: Imperfecciones en el procedimiento de medición.
• Operador: Variabilidad introducida por la habilidad y el juicio del operador.

Expresión de la Incertidumbre: La incertidumbre de la medición se expresa generalmente como una incertidumbre expandida (U), que se obtiene multiplicando la incertidumbre estándar combinada (uc) por un factor de cobertura (k). El factor de cobertura se elige para proporcionar un nivel de confianza específico (generalmente 95%). Ejemplo: Si la incertidumbre estándar combinada de una medición de longitud es 0.01 mm y se utiliza un factor de cobertura de 2 (para un nivel de confianza aproximado del 95%), la incertidumbre expandida sería: U = k * uc = 2 * 0.01 mm = 0.02 mm Esto significa que se tiene una confianza del 95% de que el valor verdadero de la longitud se encuentra dentro del intervalo (valor medido ± 0.02 mm).

Importancia de la Incertidumbre:

• Evaluación de la conformidad: La incertidumbre se utiliza para determinar si un equipo cumple con los criterios de aceptación. Si el intervalo (valor medido ± incertidumbre) se superpone con los límites de tolerancia, no se puede afirmar con certeza que el equipo es conforme.
• Toma de decisiones: La incertidumbre proporciona información sobre la fiabilidad de la medición, lo que permite tomar decisiones más informadas.
• Comparación de mediciones: La incertidumbre permite comparar mediciones realizadas con diferentes equipos o en diferentes laboratorios, para determinar si son compatibles.
• Mejora continua: El análisis de las fuentes de incertidumbre puede ayudar a identificar áreas de mejora en el proceso de medición.

El Rol de las Normas Técnicas en la Calibración de Equipos

Las normas técnicas juegan un papel crucial en la calibración de equipos de medición, proporcionando un marco de referencia común y asegurando la uniformidad y la calidad de los procesos. Existen diversas normas relevantes, tanto a nivel internacional como nacional (Colombia). Normas Internacionales:

• ISO/IEC 17025: Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. Esta es la norma más importante para los laboratorios de calibración, ya que establece los requisitos para la gestión de la calidad, la competencia técnica, la trazabilidad de las mediciones y la emisión de certificados de calibración.
• ISO 9001: Sistemas de gestión de la calidad - Requisitos. Aunque no es específica para la calibración, esta norma establece los requisitos generales para un sistema de gestión de la calidad, que incluye la calibración de los equipos de medición como un elemento importante.
• ISO 10012: Sistemas de gestión de las mediciones - Requisitos para los procesos y los equipos de medición. Esta norma proporciona una guía más detallada sobre la gestión de los equipos de medición, incluyendo la calibración, la verificación y el mantenimiento.
• VIM (Vocabulario Internacional de Metrologia): El VIM define la terminologia a usar.

En Colombia, el ICONTEC (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación) es el organismo encargado de la normalización. El ICONTEC adopta y adapta normas internacionales, y también desarrolla normas técnicas colombianas (NTC) específicas para las necesidades del país./p>

Algunas NTC relevantes para la calibración de equipos en el contexto de estructuras metálicas podrían incluir:

• NTC-ISO/IEC 17025: (Versión colombiana de la ISO/IEC 17025).
• NTC-ISO 9001: (Versión colombiana de la ISO 9001).
• NTC-ISO 10012:(Version colombiana de la ISO 10012).
• Normas específicas para la construcción y el mantenimiento de estructuras metálicas: Estas normas pueden establecer requisitos particulares para la calibración de ciertos equipos, como los utilizados en ensayos no destructivos (END).

Es fundamental que las empresas que realizan calibraciones, ya sean internas o externas, conozcan y cumplan las normas técnicas aplicables. Esto no solo asegura la calidad y la trazabilidad de las mediciones, sino que también facilita el cumplimiento de requisitos legales y contractuales.

Calibración de Equipos para Ensayos No Destructivos (END) en Estructuras Metálicas

Los Ensayos No Destructivos (END) son un conjunto de técnicas que permiten inspeccionar materiales y componentes sin causarles daño. En el contexto de las estructuras metálicas, los END son fundamentales para detectar defectos como grietas, porosidades, inclusiones, falta de fusión, corrosión, etc., que podrían comprometer la integridad estructural. Los equipos utilizados en END también requieren calibración periódica para asegurar la fiabilidad de sus mediciones. La calibración de estos equipos suele ser más compleja que la de los instrumentos de medición dimensional, ya que implica el uso de bloques de prueba con defectos conocidos o simulados, y la verificación de la capacidad del equipo para detectar y medir estos defectos con precisión. Algunos ejemplos de equipos END y sus requisitos de calibración:

• Medidor de Espesor por Ultrasonido:
  • Calibración: Se utilizan bloques de prueba de espesor conocido, fabricados con el mismo material que la estructura a inspeccionar. Se verifica la linealidad de la escala del equipo y su capacidad para medir espesores con precisión.
  • Normas: ASTM E797, ISO 16809.
• Equipo de Inspección por Líquidos Penetrantes:
  • Calibración: No se calibra el equipo en sí, sino que se verifican los materiales (líquidos penetrantes, reveladores, limpiadores) y el procedimiento de aplicación. Se utilizan bloques de prueba con grietas conocidas para verificar la sensibilidad del método.
  • Normas: ASTM E165, ISO 3452.
• Equipo de Inspección por Partículas Magnéticas:
  • Calibración: Se verifica la intensidad del campo magnético generado por el equipo, la concentración de las partículas magnéticas y la sensibilidad del método. Se utilizan bloques de prueba con defectos conocidos o un medidor de campo magnético (gaussímetro).
  • Normas: ASTM E709, ASTM E1444, ISO 9934.
• Equipo de Inspección por Ultrasonido (Phased Array, TOFD):
  • Calibración: Se utilizan bloques de prueba con defectos conocidos (ej., entallas, taladros) para calibrar la ganancia, el ángulo de haz, la resolución y la capacidad de detección y dimensionamiento del equipo. Se pueden utilizar técnicas avanzadas como la calibración DAC (Distance Amplitude Correction) o TCG (Time Corrected Gain).
  • Normas: ASTM E2491, ISO 13588, ISO 18563.

La calibración de los equipos END debe ser realizada por personal calificado y siguiendo los procedimientos establecidos en las normas aplicables. Los resultados de la calibración deben ser documentados y registrados.

Consideraciones de Seguridad en la Calibración de Equipos

La seguridad es un aspecto fundamental en cualquier actividad laboral, y la calibración de equipos de medición no es una excepción. Aunque la calibración en sí misma no suele implicar riesgos mayores, es importante tener en cuenta algunas consideraciones para prevenir accidentes y lesiones:

• Manipulación de equipos:
  • Algunos equipos de medición pueden ser pesados o voluminosos. Utilizar técnicas adecuadas de levantamiento y transporte para evitar lesiones musculares.
  • Asegurarse de que los equipos estén correctamente sujetos o apoyados durante la calibración para evitar caídas.
• Uso de equipos eléctricos:
  • Verificar que los equipos eléctricos estén en buen estado, con los cables y conexiones en buen estado.
  • No utilizar equipos eléctricos en ambientes húmedos o con riesgo de explosión, a menos que estén diseñados para ello.
  • Desconectar los equipos de la fuente de alimentación antes de realizar cualquier ajuste o reparación.
• Uso de productos químicos:
  • Algunos procedimientos de calibración pueden implicar el uso de productos químicos (ej., líquidos penetrantes, soluciones de limpieza). Utilizar el equipo de protección personal adecuado (guantes, gafas de seguridad, mascarilla) y seguir las instrucciones de seguridad del fabricante.
• Riesgos ergonómicos:
  • La calibración puede implicar movimientos repetitivos o posturas forzadas. Realizar pausas frecuentes y adoptar posturas ergonómicas para evitar lesiones musculoesqueléticas.
• Uso de Herramientas:
  • Al utilizar herramientas, se deben usar las adecuadas y en buen estado.

Capacitación y Desarrollo Profesional en Metrología

La metrología, la ciencia de la medición, es un campo en constante evolución. Los avances tecnológicos, las nuevas normas y los requisitos cada vez más exigentes de la industria hacen que la capacitación y el desarrollo profesional sean fundamentales para el personal involucrado en la calibración de equipos. Algunas opciones de capacitación y desarrollo profesional en metrología incluyen:

• Cursos de formación:
  • Existen cursos de formación en metrología básica, calibración de equipos específicos, incertidumbre de la medición, gestión de la calidad en laboratorios de calibración, etc.
  • Estos cursos pueden ser impartidos por instituciones educativas, organismos de normalización, laboratorios de calibración o empresas especializadas.
• Certificaciones profesionales:
  • Algunas organizaciones ofrecen certificaciones profesionales para técnicos y especialistas en metrología. Estas certificaciones pueden ser un reconocimiento de la competencia y la experiencia en el campo.
• Participación en congresos y seminarios:
  • Asistir a congresos y seminarios sobre metrología es una forma de mantenerse actualizado sobre las últimas tendencias, tecnologías y normativas.
• Lectura de publicaciones especializadas:
  • Existen revistas, libros y artículos científicos sobre metrología que pueden ser una fuente de información y aprendizaje.
• Programas de mentoría:
  • Los programas de mentoría, en los que un profesional experimentado guía y apoya a un colega menos experimentado, pueden ser una forma efectiva de transferir conocimientos y habilidades.

Las empresas deben invertir en la capacitación y el desarrollo profesional de su personal de calibración para asegurar que tengan las competencias necesarias para realizar su trabajo de manera efectiva y cumplir con los requisitos de las normas y los clientes.

Tendencias Futuras en la Calibración de Equipos

La calibración de equipos de medición está experimentando una serie de transformaciones impulsadas por los avances tecnológicos y las demandas de la industria. Algunas tendencias futuras incluyen:

• Automatización: La automatización de los procesos de calibración está ganando terreno, con el uso de robots, software especializado y sistemas de adquisición de datos. Esto puede aumentar la eficiencia, reducir los errores humanos y mejorar la repetibilidad de las mediciones.
• Calibración en sitio: Cada vez más, se busca la posibilidad de calibrar los equipos en el lugar donde se utilizan (en sitio), en lugar de tener que enviarlos a un laboratorio. Esto puede reducir los tiempos de inactividad y los costos de transporte.
• Calibración remota: La calibración remota, utilizando tecnologías de comunicación y software especializado, permite a los expertos realizar calibraciones a distancia, sin tener que desplazarse físicamente al lugar donde se encuentra el equipo.
• Uso de la nube: El almacenamiento y la gestión de los datos de calibración en la nube (cloud computing) facilita el acceso a la información, la colaboración y el análisis de datos.
• Inteligencia artificial (IA): La IA puede utilizarse para optimizar los procesos de calibración, predecir el comportamiento de los equipos, identificar patrones de error y mejorar la toma de decisiones.
• Realidad aumentada (RA): La RA puede utilizarse para guiar a los técnicos durante el proceso de calibración, proporcionando instrucciones visuales y superponiendo información relevante sobre el equipo.
• Internet de las Cosas (IoT): La conexión de los equipos de medición a Internet (IoT) permite la monitorización remota de su estado, el envío de alertas cuando se requiere calibración y la recopilación de datos para el análisis y la mejora continua.

Estas tendencias apuntan hacia una calibración más eficiente, precisa, automatizada y conectada, lo que permitirá a las empresas mejorar la calidad de sus productos y servicios, reducir costos y cumplir con los requisitos cada vez más exigentes de la industria.

Calibración y su Relación con la Industria 4.0

La Industria 4.0, también conocida como la Cuarta Revolución Industrial, se caracteriza por la digitalización y la interconexión de los procesos industriales. En este contexto, la calibración de equipos de medición juega un papel fundamental, ya que la calidad y la confiabilidad de los datos son esenciales para la toma de decisiones automatizada y la optimización de los procesos. La calibración se integra con la Industria 4.0 a través de:

• Sensores inteligentes: Los equipos de medición equipados con sensores inteligentes pueden autocalibrarse o enviar alertas cuando requieren calibración.
• Sistemas ciberfísicos: La calibración se integra en los sistemas ciberfísicos, que combinan el mundo físico con el mundo digital, permitiendo la monitorización y el control en tiempo real de los procesos de medición.
• Big data y análisis de datos: Los datos de calibración se recopilan y analizan a gran escala para identificar patrones, predecir fallos y optimizar los intervalos de calibración.
• Mantenimiento predictivo: La calibración se integra con los sistemas de mantenimiento predictivo, que utilizan algoritmos de aprendizaje automático para predecir cuándo un equipo requerirá calibración o mantenimiento, basándose en su historial de uso y rendimiento.

Consideraciones Específicas para la Calibración de Equipos en Proyectos de Construcción en Bogotá

La ciudad de Bogotá, con su altitud, clima y entorno urbano, presenta algunas consideraciones específicas para la calibración de equipos de medición utilizados en proyectos de construcción de estructuras metálicas:

• Altitud: La altitud de Bogotá (aproximadamente 2640 metros sobre el nivel del mar) afecta la presión atmosférica, lo que puede influir en el comportamiento de algunos equipos de medición, como los manómetros y los instrumentos que miden propiedades de los fluidos. Es importante tener en cuenta este factor y aplicar las correcciones necesarias.
• Temperatura y humedad: Las variaciones de temperatura y humedad en Bogotá pueden afectar la precisión de algunos equipos de medición, especialmente los electrónicos. Se recomienda calibrar los equipos en condiciones ambientales similares a las que se utilizarán en el proyecto, o aplicar factores de corrección si es necesario.
• Vibraciones: El entorno urbano de Bogotá, con su tráfico y actividad industrial, puede generar vibraciones que afecten la precisión de algunos equipos de medición sensibles. Se recomienda calibrar los equipos en un lugar libre de vibraciones o utilizar soportes antivibratorios.
• Polvo y contaminación: La presencia de polvo y contaminación en el aire de Bogotá puede afectar el funcionamiento de algunos equipos de medición, especialmente los ópticos y los electrónicos. Se recomienda limpiar y proteger los equipos adecuadamente.
• Disponibilidad de laboratorios acreditados: Bogotá cuenta con una buena oferta de laboratorios de calibración acreditados por el ONAC. Se recomienda utilizar estos laboratorios para garantizar la trazabilidad y confiabilidad de las calibraciones.

Requisitos Legales y Regulatorios Relacionados con la Calibración en Colombia

En Colombia, existen varios requisitos legales y regulatorios relacionados con la calibración de equipos de medición, que buscan garantizar la calidad, la seguridad y la protección del consumidor. Algunos de los más relevantes son:

• Ley 1480 de 2011 (Estatuto del Consumidor): Esta ley establece los derechos y deberes de los consumidores y los proveedores, y exige que los productos y servicios cumplan con los requisitos de calidad e idoneidad. La calibración de los equipos de medición es fundamental para garantizar el cumplimiento de estos requisitos.
• Decreto 1074 de 2015 (Decreto Único Reglamentario del Sector Comercio, Industria y Turismo): Este decreto reglamenta varios aspectos de la Ley 1480, incluyendo la metrología legal. Establece que los instrumentos de medición utilizados en transacciones comerciales, la protección de la salud y la seguridad deben ser calibrados y verificados periódicamente.
• Resolución 77506 de 2016 de la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC): Esta resolución establece el Reglamento Técnico Metrológico aplicable a los instrumentos de medición sujetos a control metrológico en Colombia. Define los requisitos técnicos, los procedimientos de evaluación de la conformidad y las sanciones por incumplimiento.
• Normas Técnicas Colombianas (NTC): Como se mencionó anteriormente, las NTC (ej., NTC-ISO/IEC 17025, NTC-ISO 9001) establecen requisitos técnicos para la calibración de equipos y la gestión de la calidad en los laboratorios de calibración.

Calibración de Instrumentos que miden Magnitudes Eléctricas.

En el ambito de las Estructuras Metalicas, tambien se utilizan equipos que miden magnitudes electricas, tales como:

• Pinzas Amperimetricas: Miden la corriente electrica, que circula a traves de un conductor. Son muy utilizadas para verificar la corriente que consumen los equipos de Soldadura.
• Multimetros: Miden Voltaje, Corriente, Resistencia, Continuidad, entre otros parametros electricos.
• Medidores de Aislamiento (Megohmetros): Miden la resistencia de aislamiento de los equipos electricos.

Estos instrumentos, deben ser incluidos en el Plan de Calibración, con su respectivo procedimiento, trazabilidad y periodicidad.

Relación entre Calibración y Mantenimiento Preventivo

La calibración y el mantenimiento preventivo son actividades complementarias que contribuyen a garantizar el buen funcionamiento y la fiabilidad de los equipos de medición. Mientras que la calibración se enfoca en asegurar la precisión de las mediciones, el mantenimiento preventivo se centra en prevenir fallas y prolongar la vida útil del equipo. Un programa de mantenimiento preventivo para equipos de medición puede incluir actividades como:

• Limpieza: Eliminar el polvo, la suciedad y otros contaminantes que puedan afectar el funcionamiento del equipo.
• Inspección visual: Verificar el estado general del equipo, buscando signos de desgaste, daño o corrosión.
• Lubricación: Aplicar lubricante a las partes móviles del equipo para reducir la fricción y el desgaste.
• Reemplazo de piezas: Sustituir las piezas desgastadas o dañadas, como baterías, cables, conectores, etc.
• Ajustes menores: Realizar pequeños ajustes para corregir desalineaciones o desajustes.