Uso de materiales de referencia en Costa Rica
The use of reference materials in Costa Rica
Paula Raquel Solano Sanchez*, Johanna Mendez Arias**, Lautaro Javier Ramirez Varas***, Isabela de Sainz Molestina****
* Laboratorio de metrología, normalización y calidad (LABCAL), Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII) y Escuela de Ingeniería Química, Universidad de Costa Rica (8824-0408, [email protected]).
** Unidad de Recursos Forestales (REFORESTA), Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII), Universidad de Costa Rica (8488-1962, [email protected])
*** Escuela de Ingeniería Química y Laboratorio de metrología, normalización y calidad (LABCAL), Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII), Universidad de Costa Rica (8990-7746,
**** Laboratorio de metrología, normalización y calidad (Labcal), Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII), Universidad de Costa Rica (8911-5749, [email protected])
Resumen
El presente documento compila los resultados preliminares de un proyecto que tiene como objetivo identificar las necesidades de desarrollo de materiales de referencia (MR) que requieren las empresas de servicios, la industria y la investigación en Costa Rica. En este solo se incluyen resultados obtenidos al consultar laboratorios de investigación y laboratorios de servicios.
Se consulta la información a través de una encuesta semiestructurada para de esta manera determinar datos clave sobre los materiales de referencia utilizados en el país, entre ellos, si se utilizan o no MR, para que utilizan el MR, cuales tipos de MR se utilizan, con cuánta frecuencia compran MR y lugar de procedencia del MR.
Se obtiene que el mayor porcentaje de MR son importados directamente de otros países, mientras que de aquellos comprados en Costa Rica solo dos son producidos en Costa Rica y los demás son importados y vendidos por empresas costarricenses. Se identifica que el área donde más se utilizan MR es el área de análisis químicos de alimentos seguida por el área de análisis de aguas.
Palabras clave:
Calidad, Calibración, Trazabilidad, Necesidad Abstract:
This document compiles the preliminary results of a project that aims to identify the need of developing reference materials (RM) required by service companies, industry and research laboratories in Costa Rica. This paper only includes results obtained by consulting research laboratories and service laboratories.
The information is obtained through a survey to determine key data about reference materials used in Costa Rica. Information about: whether or not RM are used, for which purpose they use the RM, what types of RM are used, how often they buy the RM and place of origin of the RM.
As a result, it’s obtained that the highest percentage of RM are imported directly from other countries, while of those bought in Costa Rica only two are produced in Costa Rica and the other are imported and sold by Costa Rican companies. It’s identified that the area where RM are mostly used is the chemical food analysis area followed by the water analysis area.
Key Words:
Quality, Calibration, Traceability, Need
I. Introducción
Un material de referencia es un material(es) que tienen una (varias) propiedad(es) suficientemente bien establecidas que pueden ser utilizados en la calibración de instrumentos de laboratorio, comprobación de métodos de medida o para la asignación de valores a materiales. Por otro lado, un material de referencia certificado (MRC) es aquel en el cual las propiedades se hallan certificadas por un procedimiento técnicamente validado, acompañadas por un certificado y tienen trazabilidad e incertidumbre establecidas (CENMA, 2006).
Los materiales de referencia siempre han jugado un papel importante en la validación y control de métodos analíticos, recientemente su importancia aumenta a medida que los requisitos de calidad se han vuelto cada vez más exigentes al igual que la demanda de los consumidores de comprar productos con propiedades debidamente verificadas y controladas (Marsland S., 2007). Es difícil estimar precisamente el impacto real de la calidad de las mediciones en los campos sociales, científicos y económicos del mundo. No obstante autores varios han intentado cuantificar los costos en áreas de servicios e industria, un estimado conservador del número de análisis químicos que se repiten en un laboratorio analítico por sospechas de contaminación, interferencia o resultados erróneos es 1 de cada 10. En un país como Estados Unidos donde se estima que diariamente se realizan 250 millones de mediciones químicas ($50 billones anuales), los análisis repetidos serian de 5 millones diarios ($5 millones anuales) (Maier E., Boenke A., Mériguet P., 1997).
Las mediciones analíticas son parte importante de muchas actividades humanas y son usadas en muchos casos para tomar decisiones importantes en problemáticas económicas, tecnológicas, ambientales y de legislación (entre otras). La evaluación de la calidad en diferentes materiales y procesos productivos, el control de procesos, la protección de la salud del consumidor y la protección del medio ambiente son algunas de las actividades importantes que se basan en análisis de productos químicos (Dhoska K., Dorri A., Kacani J. & Ramaj V., 2009). Las áreas mencionadas pueden ser asistidas por la presencia de MR para realizar y avalar las mediciones químicas analíticas, y estos son dependientes de la precisión y exactitud de caracterización de los MR (Jocuhm K. & Nohl U., 2009).
Los MR son utilizados para apoyar mediciones relacionadas a composición química, biológica, clínica, física, ingenieril y áreas misceláneas como lo son el olor y sabor. Existen tipos comunes de materiales de referencia tales como:
1. Sustancias puras: caracterizadas por pureza química y/o trazas de impurezas.
2. Soluciones estándar y mezclas de gases: caracterizadas por la composición de componentes químicos principales, secundarios y trazas.
3. Materiales de referencia matriz: caracterizado por la composición de componentes químicos principales, menores o traza especificados. Dichos materiales pueden prepararse a partir de matrices que contienen los componentes de interés, o preparando mezclas sintéticas.
4. Materiales de referencia físico-químicos: caracterizados por propiedades como el punto de fusión, la viscosidad y la densidad óptica.
5. Objetos de referencia o artefactos: caracterizados por propiedades funcionales como sabor, olor, número de octano, punto de inflamación y dureza. Este tipo también incluye
muestras de microscopía caracterizadas por propiedades que van desde el tipo de fibra hasta muestras microbiológicas.
Según la EA (2003) la demanda de materiales de referencia supera, en gran medida, la oferta en términos de la gama de materiales y la disponibilidad de estos. Debido a lo anterior el usuario debe elegir el material más adecuado disponible y es importante que tengan presente las limitaciones de los materiales de referencia elegidos. Además de lo mencionado anteriormente no todos los materiales que se usan como materiales de referencia se describen como tales, los productos químicos de pureza variables, los materiales matriciales comerciales y los productos de los programas de investigación a menudo se usan como estándares sin ninguna certificación. Es responsabilidad del usuario evaluar y verificar la pureza de los materiales de referencia no certificados y utilizar las guías ISO 31, 34 y 35 para con estos preparar materiales de referencia de nivel de trabajo aptos y adecuados para ser utilizados en análisis químico.
II. Metodología
En esta primera fase del proyecto la recopilación de la información se realizó mediante una encuesta semiestructurada dirigida a laboratorios acreditados por el Ente Costarricense de Acreditación (ECA) y a laboratorios de investigación de las universidades públicas del país, por lo que fue necesario construir una base de datos con la información de contacto de estos laboratorios.
La encuesta fue diseñada por los metrólogos del Laboratorio de Metrología, Normalización y Calidad (LABCAL) del Instituto de Investigaciones en Ingeniería de la Universidad de Costa Rica.
Incluye preguntas para recolectar información de identificación del laboratorio y su actividad económica, así como preguntas clave sobre los materiales de referencia y su uso (ver detalle en Figura 1). Se inició el proceso de envío de encuestas el 15 de julio del presente año, utilizando la plataforma Google Forms.
Figura 1. Diagrama de la metodología para identificar necesidades en MR
En la etapa de análisis y presentación de resultados se realizó la codificación de los datos obtenidos hasta el 15 de agosto del presente año y, dado que son datos preliminares ya que la compilación de información está en sus inicios, se realizó el análisis de resultados con el fin presentar un primer mapeo de los MR que se utilizan en el país.
III. Resultados y discusión
Los resultados que se presentan a continuación corresponden a respuestas de 18 laboratorios de los cuales 5 son laboratorios de investigación.
A partir de las respuestas obtenidas en la encuesta se inicia realizando un gráfico que ilustra el porcentaje de laboratorios que utiliza MR en sus ensayos. En la Figura 2 podemos ver que el porcentaje de laboratorios que utilizan MR es en total 83%, 15 de los 18 laboratorios solicitados sí utilizan MR en sus mediciones. Únicamente uno de los laboratorios, que se encuentra dentro del área agrícola (manejo de semillas y granos), comenta que la razón por la cual no hace uso de MR en sus mediciones es porque no hay disponibilidad de estos MR que les serían útiles.
16,67 %
83,33 %
No Sí
Figura 2. Porcentaje de uso de MR en mediciones químicas en laboratorios
En la Figura 3 podemos observar las razones por las cuales los laboratorios consultados utilizan los MR: de los 15 laboratorios que sí utilizan MR los 15 utilizan uno o varios de estos MR para el aseguramiento de la calidad en las mediciones. Esta información llega a apoyar la temática discutida anteriormente, donde hablamos de la importancia que hay de obtener mediciones analíticas confiables y que aseguren la calidad de nuestras materias primas, productos intermedios y productos finales. El menor uso de los MR es para el desempeño del personal, las razones pueden ser varias entre ellas los costos que tienen los MR para llevar a cabo esta actividad habiendo otras maneras de capacitar y evaluar el desempeño del personal.
Calibracion Aseguramiento Calidad Trazabilidad Desempeño Personal
0 2 4 6 8 10 12 14 16
12
15 8
7
Figura 3. Razones de uso de MR en laboratorios de Costa Rica
En la Tabla I se pueden observar cuales son las áreas de trabajo de los laboratorios consultados, cuantos laboratorios hay por área y cuántos materiales de referencia utilizan (en total) por área de trabajo. A pesar de solo haber tres laboratorios consultados en el área de química alimentos es el área donde se consumen más tipos de materiales de referencia, seguida por el área de análisis de aguas. Aunque el área de combustibles solo contempla un laboratorio en esta área se consumen más materiales de referencia que en el área de farmacia y en el área de materiales.
Tabla I. MR utilizados por área en Costa Rica
Áreas Laboratorios
por área Materiales de Referencia
Análisis de Agua 5
CO2 en Agua (a)
Agua de mar sintética (a)* Buffer pH (4.0, 7.0, 10.0) (a)
Patrón de conductividad (1413 µS, 12880 µS) (s) Patrón de Cloro Residual (1 mg/L) (s)
Turbiedad (100 NTU) (s) Aniones (1000 mg/L) (b) Metales (1000mg/L) (b) Grasas y Aceites en agua (a) Organoclorados en agua (b) Organofosforados en agua (b) Química de
Alimentos
3 Disoluciones brix (0°, 10°, 60°, 70° y 80°) (a) Leche (s)
Mantequilla (s)
Queso (s)
Leche en Polvo (s) Nitrato (1000 mg/L) (a) Nitrito (1000 mg/L) (a)
Estándares Aw (0.760, 0.500 y 0.984) (a) Sodio (10 mg/g) (a)
Hierro (10 mg/g) (a) Calcio (10 mg/g) (a) Potasio (10 mg/g) (a) Magnesio (10 mg/g) (a) Zinc (10 mg/g) (a) Microbiología 3 Cepas Liofilizadas (a)
Materiales 3
Suelos Cohesivos (a) Suelos Granulares (s) Cemento (s)
Agregados de Construcción (a) Poscosecha de
semillas y granos 1 No hay Disponibles
Farmacia 1 pH (4.0, 7.0, 10.0) (a)
Combustibles 1
Dodecano (a) Keroseno (a) Isooctano (a)
MR para octanaje (a) Agua Ultrapura (a)
* Se destaca que solo está disponible en una concentración y sería útil en varias concentraciones (s)= semestral, (a)= anual y (b)= bienal
En la Figura 4 podemos observar la periodicidad de compra de los materiales de referencia listados en la tabla anterior, cabe aclarar que la periodicidad de compra se coloca a la par de cada material de la tabla anterior donde (a) es anual, (s) semestral y (b) es bienal. Se ilustra como el área con mayor consumo de materiales de referencia, como se mencionó anteriormente, es el área de química de alimentos donde la mayoría de estos se compra anualmente y únicamente cuatro de ellos de compra semestralmente por lo tanto se puede concluir que a pesar de consumir una gran cantidad de materiales de referencia menos de la mitad de ellos se usan con mucha frecuencia.
En el área de análisis de aguas podemos observar que solo 3 de los materiales de referencia se consumen con alta frecuencia y estos corresponden a materiales de referencia de patrones que facilitan la medición de parámetros estipulados en el Reglamento para la Calidad de Agua Potable (Decreto N° 32327-S, 2005). Podemos concluir que las tres áreas donde hay una frecuencia de compra más alta son el área de química de alimentos, análisis de aguas y materiales.
Aguas Alimentos Microbiologia Materiales Farmacia Combustibles 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Anual Semestral Bienal
Figura 4. Periodicidad de compra de materiales de referencia por área de trabajo
Por último, en la Figura 5 se ilustra cuantos de estos materiales se compran en Costa Rica y en otros países. El 33% de los MR (5 materiales de referencia) se compran en Costa Rica, de los cuales tres son importados de otros países y vendidos por compañías costarricenses y únicamente dos son producidos en Costa Rica.
Por otro lado, de los MR consumidos en Costa Rica la mayoría se importan directamente de otros países. Principalmente de Estados Unidos, seguidos por Europa (7% Francia y 7% Reino Unido) y por último de México. Es entendible que la mayoría de los MR se importen de Estados Unidos ya que es el país con mayor desarrollo en esta área, por medio del área de materiales de referencia del National Institute of Standards and Technology (NIST) que se encuentra más cerca a Costa Rica.
46,67 % 33,33 %
6,67 %6,67 %6,67 %
Estados Unidos Costa Rica Francia Reino Unido México
Figura 5. Distribución de compra de MR en Costa Rica por país.
IV. Conclusiones
Se logra desarrollar una herramienta efectiva para la recolección de datos sobre la necesidad de MR que hay en el país, tanto de laboratorios de investigación como de laboratorios de ensayos.
A pesar de estar en sus etapas iniciales se logra identificar una necesidad aparente en el área de manejo de semillas y granos. En esta área que no hay disponibilidad de MR que serían de gran ayuda para los procesos de aseguramiento de la calidad de sus ensayos.
Es necesario el desarrollo de MR locales ya que de esta manera se pueden adaptar mejor a las necesidades del país para brindar un mejor desarrollo e investigación, así como resultados confiables en estos ámbitos.
V. Bibliografía
CENMA (2006). Materiales de referencia y comparaciones interlaboratorio. Primera edición.
Santiago, Chile.
Dhoska K., Dorri A., Kacani J. & Ramaj V. (2009). Quality assurance and quality control in chemical and physical analysis. 6th Research/Expert Conference with International Participations, Conference Paper.
EA (2003). EA-4/14 The selection and Use of Reference Materials. European Accreditation.
Hertz H. (1988). Are Quality and Productivity Compatible in the Analytical Laboratory? Journal of Analytical Chemistry 60(2): 75A-80A.
Jochum K. & Nohl U. (2008). Reference materials in geochemistry and environmental research and GeoReM database. Jorunal of Chemical Geology 253: 50-53.
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Maier E.A., Boenke A. & Mériguet P. (1997). Importance of Certified Reference Materials Programmes for the European Union. Journal of Trends in Analytical Chemistry 16(9): 496-503.
Marsland S. (2007). Importance and Method of using Reference Materials in measuring reliability and analytical results and why consumers should use them. Journal South African Institute of Mining and Metallurgy 107(2):75-77.
