Estimación de la incertidumbre de las determinaciones de : alcalinidad total, dureza total, hierro total, aluminio y PH para el laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira

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(1)ESTIMACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE DE LAS DETERMINACIONES DE: ALCALINIDAD TOTAL, DUREZA TOTAL, HIERRO TOTAL, ALUMINIO Y pH PARA EL LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA.. RUBY XIOMARA MONCADA CABICHE MARIBEL MONTOYA GARCÍA. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍA PROGRAMA DE QUÍMICA INDUSTRIAL PEREIRA JUNIO DE 2008.

(2) ESTIMACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE DE LAS DETERMINACIONES DE: ALCALINIDAD TOTAL, DUREZA TOTAL, HIERRO TOTAL, ALUMINIO Y pH PARA EL LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA.. RUBY XIOMARA MONCADA CABICHE MARIBEL MONTOYA GARCÍA. PROYECTO DE GRADO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TÍTULO DE QUÍMICO INDUSTRIAL. DIRECTOR: QUÍMICO INDUSTRIAL CARLOS HUMBERTO MONTOYA NAVARRETE. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍA PROGRAMA DE QUÍMICA INDUSTRIAL PEREIRA JUNIO DE 2008.

(3) NOTA DE ACEPTACIÓN: ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________. PRESENTADO POR: RUBY XIOMARA MONCADA CABICHE MARIBEL MONTOYA GARCÍA. Los suscritos Director y Jurado del presente Trabajo de Grado, una vez revisada la versión escrita y presenciando la sustentación oral, decidimos otorgar la nota de: _______________________________________________________________ Con la connotación de: _______________________________________________. El Director: Nombre: Carlos Humberto Montoya Navarrete. Jurado 1 Nombre: Edwin Jhovany Alzate Rodríguez. Pereira Junio de 2008.

(4) DEDICATORIA Este trabajo está dedicado a mi familia, a quienes quiero expresarles mis más sinceros agradecimientos. A mi esposo por su apoyo incondicional, comprensión y tolerancia. A Samuel por que él es mi inspiración para salir adelante y seguir este proceso sin dar marcha atrás. A mis padres y Hermana que siempre han confiado en mí y me han acompañado desinteresadamente durante toda mi carrera. Y a Dios por permitirme alcanzar este nuevo logro en mi vida. Por el constante apoyo y por creer en mi en todo momento … mil gracias… Maribel Montoya G. Dedico este trabajo a Dios y a la Virgen María por permitir que un día se me presentara la oportunidad de realizar este valioso trabajo con Maribel, porque siempre sentí la fortaleza para continuar y superar cualquier obstáculo. A mi Madre y a mi Hermana pues son ellas la razón de mi vida, las que siempre me apoyan y con quienes cuento incondicionalmente sin importar las circunstancias. A Edward, una persona ejemplar que estuvo a mi lado acompañándome en todo momento tendiendo una mano amiga. A mi Jefe Diego Alejandro Rincón por brindarme la posibilidad de continuar con mis estudios. De todo corazón… Gracias Xiomara Moncada C..

(5) AGRADECIMIENTOS. •. A Carlos Humberto Montoya, por creer en nosotras, apoyarnos y orientarnos en este proceso tan importante.. •. A Edwin Jhovany Alzate, por compartir su conocimiento, apoyarnos y facilitarnos la realización de éste trabajo.. •. A Olga Inés Vallejo, por brindarnos su apoyo y compartir su conocimiento..

(6) TABLA DE CONTENIDO Página. 1. Introducción. 9. 2. Planteamiento del problema. 12. 3. Justificación. 13. 4. Antecedentes. 14. 5. Objetivos. 16. 5.1 Objetivo general. 16. 5.2 Objetivos específicos. 16. 6. Marco de referencia. 17. 6.1 Marco teórico. 17. 6.2 Marco conceptual. 18. 6.2.1 Incertidumbre. 18. 6.2.2 Incertidumbre estándar. 19. 6.2.3 Evaluación (de incertidumbre) tipo A. 19. 6.2.4 Evaluación (de incertidumbre) tipo B. 19. 6.2.5 Incertidumbre estándar combinada. 19. 6.2.6 Incertidumbre expandida. 20. 6.2.7 Factor de cobertura. 20. 6.3 Marco legal. 20. 6.3.1 Solicitud de acreditación. 23. 6.3.2 Evaluación preliminar. 23. 6.3.3 Evaluación documental. 23. 6.3.4 Evaluación en sitio. 24. 6.3.5 Decisión de acreditación. 24. 6.4 Marco geográfico. 25. 6.5 Marco organizacional. 26. 7. Metodología. 27. 8. Resultados. 34.

(7) Página. 9. Análisis de las contribuciones. 225. 10. Conclusiones. 230. 11. Recomendaciones. 232. 12. Bibliografía. 233. 13. Anexos. 235.

(8) LISTA DE FIGURAS Página.. •. Figura Nº 1 Diagrama de flujo del proceso de acreditación. •. Figura Nº 2 Campus Universidad Tecnológica de Pereira. •. 25. Figura Nº 3: Estructura Organizacional de la facultad de Tecnología. •. 22. 26. Figura Nº 4: Espectrofotómetro de absorción atómica Solaar. 27. •. Figura Nº 5: Espectrofotómetro Génesis 5. 28. •. Figura Nº 6: Balanza Analítica Precisa. 28. •. Figura Nº 7: Material de vidrio clase A y. •. reactivos Certipur. 29. Figura Nº 8: Calibración de material de vidrio clase A. 29.

(9) 1. INTRODUCCIÓN Con el crecimiento del mercado, la tendencia que se observa en las entidades interesadas en alcanzar la excelencia operativa, es ajustarse a las actuales normas que exigen trabajar con prácticas seguras y confiables. Para el caso de un Laboratorio analítico, el propósito es generar resultados de alta confiabilidad y calidad en todos sus ensayos ofreciendo el mejor servicio a los clientes, garantizando una calidad de medición lo cual significa posicionarse dentro de los márgenes de tolerancia que establecen los estándares y recomendaciones de aplicación y así cumplir con los lineamientos exigidos por los sistemas de aseguramiento de la calidad, introduciendo entonces el concepto de incertidumbre en la medición. La incertidumbre de medición, es un parámetro asociado con el resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al mesurando. La palabra incertidumbre es asociada generalmente por la palabra duda, ampliando conceptos, se puede interpretar como una medida del posible error en el valor estimado del mesurando del resultado a partir de una medición y también como una estimación que caracteriza el rango de valores dentro del cual puede estar el valor verdadero [1]. Poder calcular la incertidumbre con que se determina el valor de una magnitud (en nuestro caso, Alcalinidad Total, Dureza Total, Hierro Total, Aluminio y pH), permite verificar si la metodología y el equipamiento empleado son los adecuados en relación con la tolerancia admisible en la evaluación del valor económico involucrado..

(10) Es importante que los analistas estén al corriente de la incertidumbre asociada con cada resultado analítico y estimen esa incertidumbre. La incertidumbre en la medición puede calcularse mediante diversos procedimientos. Es necesario que los laboratorios de análisis sean objeto de control, utilicen métodos sometidos a ensayos en colaboración, siempre que estén disponibles, y verifiquen la aplicación de dichos métodos antes de utilizarlos habitualmente. Esos laboratorios tienen pues a su disposición una variedad de datos analíticos de los que pueden servirse para estimar la incertidumbre en sus mediciones [2]. Además de emplear metodologías reconocidas internacionalmente, el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira, requiere establecer un procedimiento para estimar la incertidumbre de las mediciones, identificando las variables que pueden generar error en el resultado final, involucrando el aporte en la incertidumbre sobre el resultado que se genere. La norma Técnica Colombiana NTC- ISO/IEC 17025 versión 2005 de acuerdo al numeral 5.4.6 establece que “los laboratorios de ensayo y calibración deben tener y aplicar un procedimiento para estimar la incertidumbre de la medición”. De acuerdo a lo anterior, la implementación de este numeral contribuye a alcanzar el sistema de aseguramiento de la calidad del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira que se encuentra en proceso de acreditación. El propósito de este trabajo es presentar de la manera más clara posible la estimación de la incertidumbre asociada a la medición de cinco magnitudes químicas: Alcalinidad Total, Dureza Total, Hierro Total, Aluminio y pH para el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira. El objetivo apunta al personal que de alguna manera esté involucrado en el proceso de medición o en la interpretación de sus resultados, dándole las herramientas necesarias para evaluar la calidad de la medición que se realiza, la necesidad o no de mejorar ciertos aspectos del procedimiento y equipo, y por.

(11) último, tomar conciencia de las implicaciones económicas que éstas representan para el Laboratorio..

(12) 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la actualidad, el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de La Universidad Tecnológica de Pereira se encuentra en el proceso de acreditación para adquirir la competencia técnica que exige el mercado, de acuerdo a los requerimientos de la norma Técnica Colombiana NTC- ISO/IEC 17025, y para dar cumplimiento a su numeral 5.4.6 es necesario estimar la incertidumbre de la medición ya que el Laboratorio no cuenta con el procedimiento pertinente para calcular esta estimación..

(13) 3. JUSTIFICACIÓN El Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira, tiene como propósito generar resultados de alta confiabilidad y calidad en todos sus ensayos para ofrecer el mejor servicio a los clientes [3]. Aunque en la actualidad, en el Laboratorio se emplean metodologías reconocidas internacionalmente, se hace necesario establecer un procedimiento para estimar la incertidumbre de las mediciones y de ésta forma establecer cuales son las variables que pueden generar una mayor variación en el resultado final. Con esta información buscar mecanismos para controlar si es el caso, o estimar el aporte en la incertidumbre para tener la certeza sobre un resultado que se exprese. La norma Técnica Colombiana NTC- ISO/IEC 17025 versión 2005 de acuerdo al numeral 5.4.6 establece que “los laboratorios de ensayo y calibración deben tener y aplicar un procedimiento para estimar la incertidumbre de la medición”. De acuerdo a esto se hace necesario implementar este numeral, para optimizar el sistema de aseguramiento de la calidad del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira, que se encuentra en proceso de acreditación, generando una herramienta para el buen desempeño en la calidad analítica en la ejecución de los análisis..

(14) 4. ANTECEDENTES Gracias a trabajos y publicaciones reconocidos nacional e internacionalmente los criterios de calidad planteados en la necesidad de obtener la acreditación por parte de la Superintendencia de Industria y Comercio, el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira establece necesario introducir el concepto de incertidumbre en la medición en los procedimientos utilizados en la realización de sus análisis. Los trabajos de grado “Aplicación del numeral 5.4 métodos de ensayo y calibración y validación de métodos de la norma ISO-IEC 17025 en el Laboratorio de Aguas de la Universidad Tecnológica de Pereira (2003) y Validación de ocho metodologías analíticas mediante el empleo del software Kalibo versión 1.2a en el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira (2006)”, hacen parte de los avances que ha tenido el Laboratorio en el proceso de acreditación para la validación y mejoramiento de sus procedimientos analíticos. La incertidumbre en la medición (o “confiabilidad de la medición”) de un resultado analítico puede estimarse mediante diversos procedimientos, en particular los descritos por la ISO/IEC 17025 y el EURACHEM. En esos documentos se recomiendan procedimientos basados en un enfoque por componentes, datos sobre validación de métodos, datos sobre control interno de la calidad y datos sobre pruebas de aptitud. En muchos casos se puede determinar la incertidumbre general mediante un estudio entre cierto número de laboratorios (en colaboración), mediante una serie de matrices de la UIQPA/ISO/AOAC INTERNATIONAL o mediante los Protocolos ISO 5725. El personal del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira participó en el “Curso-Taller de metrología básica, cálculo.

(15) de incertidumbre de medición y calibración de material volumétrico” con una intensidad de 25 horas orientado por el Químico Industrial Edwin Jhovany Alzate Rodríguez, y contó además con la asistencia de una analista de laboratorio al curso “Estimación práctica de la Incertidumbre en el Laboratorio de Análisis” orientado por el Licenciado en Química Sergio Gustavo Chesniuk en la ciudad de Pereira los días 4 a 7 de septiembre de 2007 con una intensidad de 32 horas..

(16) 5. OBJETIVOS 5.1 OBJETIVO GENERAL. •. Documentar los procedimientos para estimar la incertidumbre en las determinaciones de Alcalinidad Total, Dureza Total, Hierro Total, Aluminio y pH para el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira. 5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. •. Realizar un diagnóstico inicial de los procedimientos de ensayo a acreditar para establecer la expresión matemática que relaciona la magnitud a medir en cada prueba.. •. Identificar claramente para las determinaciones, cada una de las fuentes de incertidumbre que puedan asociarse a la medición.. •. Recopilar la información necesaria y referente a las variables que son fuente de incertidumbre para cada medición.. •. Estimar la incertidumbre de medición para los parámetros de análisis: Alcalinidad Total, Dureza Total, Hierro Total, Aluminio y pH, con los equipos, materiales y reactivos del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira.. •. Generar una hoja de cálculo en Excel que permita estimar la incertidumbre para los parámetros Alcalinidad Total, Dureza Total, Hierro Total, Aluminio y pH para el uso del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira..

(17) 6. MARCO DE REFERENCIA 6.1 MARCO TEÓRICO La Superintendencia de Industria y Comercio tiene como función acreditar y supervisar los organismos de certificación, los laboratorios de pruebas y ensayo y de calibración que hagan parte del Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología [4]. La Superintendencia deberá acreditar mediante resolución motivada, a las diferentes entidades que lo soliciten para operar como organismos pertenecientes a dicho Sistema. El Decreto 2269 del 16 de noviembre de 1993 organiza el Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología, cuyo objetivo fundamental consiste en promover en los mercados la seguridad, la calidad y la competitividad del sector productivo o importador de bienes y servicios y proteger los intereses de los consumidores. Con el fin de lograr los objetivos propuestos, a través de la acreditación concedida tanto a organismos como a laboratorios, se les reconoce la competencia técnica y la idoneidad para que lleven a cabo las actividades dentro del alcance de la respectiva acreditación, concediéndoles adicionalmente, la confiabilidad necesaria para administrar un sistema de certificación, consultando los intereses generales.. El Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira actualmente se encuentra en este proceso de acreditación, entendiéndose este término como “la serie de etapas sistemáticas y secuenciales que deben cumplir tales laboratorios con el objeto de confirmar que su sistema de calidad y aseguramiento de la calidad de la información analítica en términos de confiabilidad, así como idoneidad del personal, adecuación de instalaciones y equipos, métodos de prueba, manuales de laboratorio, archivos, reportes y demás componentes necesarios y que se precisan en el manual de auditoria, se ajustan a las normas nacionales e internacionales sobre el tema"..

(18) Para adquirir la competencia técnica que exige el mercado, de acuerdo a los requerimientos de la norma Técnica Colombiana NTC- ISO/IEC 17025, y para dar cumplimiento a su numeral 5.4.6 se hace necesario estimar la incertidumbre de la medición dando inicio con la validación de los métodos utilizados en sus análisis, ya que a la fecha el Laboratorio no cuenta con estos procedimientos pertinentes para calcular esta estimación. Teniendo claridad respecto a que el proceso de acreditación es voluntario, El Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira asume este reto y pretende por medio de la acreditación alcanzar la satisfacción de contar con un Laboratorio de alta calidad avalado por la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC). Para El Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira, el obtener esta acreditación es una mayor responsabilidad y un estímulo para seguir trabajando en la calidad de sus servicios. 6.2 MARCO CONCEPTUAL [5] 6.2.1 Incertidumbre La palabra “incertidumbre” significa duda, y por tanto, en un sentido más amplio “incertidumbre de medición” significa duda en la validez del resultado de una medición. Es el parámetro asociado con el resultado de una medición que caracteriza la dispersión de los valores, que en forma razonable se le podría atribuir a una magnitud por medir. En general, la incertidumbre de una medición comprende muchas componentes. Algunas de estas componentes pueden ser evaluadas a partir de la distribución estadística de los resultados de una serie de mediciones y puede ser caracterizada por desviaciones estándar experimentales. Las otras componentes, que también pueden ser caracterizadas utilizando.

(19) desviaciones estándar, se determinan a partir de distribuciones de probabilidad supuestas, basadas en la experiencia u otra información. Se entiende que el resultado de la medición es la mejor estimación del valor de la magnitud por medir, y que todos los componentes de incertidumbre contribuyen a la dispersión, incluyendo aquellos resultantes de efectos sistemáticos tales como los componentes asociados con correcciones y patrones de referencia. 6.2.2 Incertidumbre Estándar Incertidumbre del resultado de una medición expresada como una desviación estándar. 6.2.3 Evaluación (De Incertidumbre) Tipo A Método para evaluar la incertidumbre mediante el análisis estadístico de una serie de observaciones. 6.2.4 Evaluación (De Incertidumbre) Tipo B Método para evaluar la incertidumbre por otro medio que no sea el análisis estadístico de una serie de observaciones. 6.2.5 Incertidumbre Estándar Combinada Incertidumbre estándar del resultado de una medición cuando el resultado se obtiene a partir de los valores de algunas otras magnitudes, igual a la raíz cuadrada positiva de una suma de términos, siendo estos términos las varianzas y covarianzas de estas otras magnitudes ponderadas de acuerdo cómo el resultado de la medición varía con respecto a cambios en estas magnitudes..

(20) 6.2.6 Incertidumbre Expandida Cantidad que define un intervalo alrededor de una medición del que se puede esperar que abarque una fracción grande de la distribución de valores que razonablemente pudieran ser atribuidos al mensurando. A la incertidumbre expandida se le denomina incertidumbre total. 6.2.7 Factor De Cobertura Factor numérico usado como multiplicador de la incertidumbre estándar combinada con el propósito de obtener una incertidumbre expandida. El factor de cobertura “k”, usualmente toma valores en el intervalo de 2 a 3. 6.3 MARCO LEGAL Para lograr que El Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira alcance la acreditación, debe implementar un sistema de gestión con el objeto de demostrar su competencia, lo cual le permitiría expedir informes y certificados con resultados confiables de reconocimiento nacional e internacional. Para este proceso de acreditación se citan las principales normas que lo regulan:. •. Decreto 2269 del 16 de noviembre de 1993, por el cual se organiza el Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología. •. Circular única del 19 de julio de 2001, Título V-Acreditación. •. P-310 del 07 de julio de 2005, Acreditación de Laboratorios. •. La competencia de los laboratorios (NORMA TECNICA ISO-IEC 17025) y su relación con los modelos de gestión de la calidad (ISO 9001) y de las.

(21) mediciones (ISO 10012) y el apoyo de ISO 9000: 2000, ISO 10012 e ISO 19011. •. Cálculos basados según la Norma Técnica Colombiana GTC 51, guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones.. •. Sus métodos de ensayo son procedimientos procedentes de normas internacionales como el Standard Methods, Normas Técnicas Colombianas, tomando como referencia las regulaciones emanadas por el INVIMA y por el Ministerio de la Protección Social. El proceso de la acreditación es el siguiente [6]. •. Diagrama de flujo del proceso de acreditación [7]:.

(22) FIGURA Nº 1: DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE ACREDITACIÓN.

(23) 6.3.1 Solicitud de acreditación El proceso de inicia con la solicitud de acreditación por parte de la entidad solicitante. Para ello, se utilizan los formatos disponibles donde se indica la documentación que debe aportarse. Dicha información la puede obtener en la sección solicitudes o en las oficinas de la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) sede CAN. 6.3.2 Evaluación preliminar La documentación es analizada por el personal designado por la SIC y, si está completa (de acuerdo con los documentos que se piden en la solicitud de acreditación respectiva), se designa un equipo evaluador que previamente ha sido calificado conforme a los requisitos de la SIC. El equipo evaluador incluye expertos en actividades de evaluación realizadas por el solicitante y éste puede recusar a los miembros del equipo si, a su juicio, existiese un conflicto de intereses no detectado previamente. Se envía una cuenta de cobro por concepto de la evaluación documental que se realizará en la siguiente etapa (ver sección tarifas). En determinadas circunstancias la SIC podrá considerar la conveniencia de realizar una visita preliminar al solicitante (preauditoria), con el objeto de servir como apoyo a la evaluación documental. La realización de la visita así como su costo se le informará al solicitante oportunamente. 6.3.3 Evaluación documental El equipo evaluador evalúa, que la entidad solicitante cumple los criterios de acreditación desde el punto de vista documental. En el caso de presentarse alguna posible desviación con respecto a los requisitos de acreditación, se le informa al solicitante indicándole que debe contestar con las acciones correctivas que considere pertinentes. Se envía una cuenta de cobro por concepto de la evaluación en sitio que se realizará en la siguiente etapa..

(24) 6.3.4 Evaluación en sitio Una vez superada la etapa de evaluación documental, se procede a realizar una evaluación en sitio, donde el equipo evaluador presenciará la realización de actividades para las que solicita la acreditación. Los resultados de dicha evaluación se recogen en un informe que se entrega al solicitante, donde se detalla cualquier posible desviación detectada con respecto a los requisitos de acreditación. El solicitante debe contestar con las acciones correctivas que considere pertinentes. 6.3.5 Decisión de acreditación Con el informe de evaluación y, a la luz de las acciones correctivas presentadas, la Comisión de Acreditación toma la decisión que oportunamente es comunicada al solicitante. Si es positiva se emite la correspondiente resolución de acreditación y certificado de acreditación (diploma); en caso contrario, se emite un auto de archivo justificando la decisión, con el cual se pone fin al trámite. Anualmente se realizarán auditorias de seguimiento para verificar que la entidad continúa cumpliendo los requisitos de acreditación y cada cinco (5) años se reevalúa la competencia de la entidad mediante una evaluación similar a la inicial. Con la acreditación se adquiere la responsabilidad de efectuar los análisis de los parámetros avalados bajo las normas o guías respectivas, los organismos que son acreditados serán responsables de las actividades por las que tienen aval, para ello, El Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira cuenta con profesionales y equipos de alta tecnología con el propósito de mantener estándares de calidad.

(25) 6.4 MARCO GEOGRÁFICO [8]. EDIFICIO DE AGUAS. FIGURA Nº 2: CAMPUS UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA La infraestructura física del laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de La Universidad Tecnológica de Pereira se encuentra ubicada en el edificio de aguas de la Universidad Tecnológica de Pereira; primer y segundo piso; en el primer piso se realizan los ensayos a las muestras de agua potable y alimentos; y se divide internamente en 5 zonas: instrumental, gases, zona de análisis fisicoquímico de alimentos, zona de trabajo y balanzas, y fuera del laboratorio se encuentran las oficinas de dirección y secretaría del mismo. Cada una de las zonas mencionadas cuenta con un espacio suficiente para la realización de las actividades dentro de ellas. En el segundo piso se encuentran el laboratorio de microbiología y aguas residuales..

(26) FIGURA Nº 3: ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DE LA FACULTAD DE TECNOLOGÍA (Propuesta). 6.5 MARCO ORGANIZACIONAL.

(27) 7. METODOLOGÍA Para la realización del proyecto de grado se siguió la siguiente metodología Se realizó la lectura acerca de los procedimientos de pH (LAA-PDE-002), alcalinidad Total (LAA-PDE-001), Dureza Total (LAA-PDE-003), Hierro Total (LAAPDE-020) y Aluminio (LAA-PDE-008) con el fin de identificar las variables asociadas a cada medición y que arrojan incertidumbre. Se estudiaron las hojas de vida de los siguientes equipos para conocer el error instrumental de cada uno de ellos:. FIGURA Nº 4: ESPECTROFOTÓMETRO DE ABSORCIÓN ATÓMICA SOLAAR.

(28) FIGURA Nº 5: ESPECTROFOTÓMETRO GENESIS 5. FIGURA Nº 6: BALANZA ANALÍTICA PRECISA.

(29) Se verificaron los certificados de calibración, pureza de los reactivos y tolerancia del material volumétrico implicado en cada ensayo. Con estos datos se hacen los respectivos análisis y cálculos.. FIGURA Nº 7: MATERIAL DE VIDRIO CLASE A Y REACTIVOS CERTIPUR Se utilizaron los resultados de calibración del material volumétrico involucrado en las mediciones, para obtener la desviación estándar por repetibilidad en cada uno de ellos.. FIGURA Nº 8: CALIBRACIÓN DE MATERIAL DE VIDRIO CLASE A.

(30) Se validaron las cinco determinaciones que se acreditarán para obtener un resultado de repetibilidad en cada una de ellas. La metodología aplicada fue la sugerida por el Programa Interlaboratorios de Control de Calidad para Aguas Potables – PICCAP para la validación de métodos analíticos. La validación se hizo de acuerdo al “instructivo de validación de metodologías analíticas para el Laboratorio De Aguas Y Alimentos De La Universidad Tecnológica De Pereira” [9]., haciendo uso del Software denominado Kalibo, que se encarga de la realización de los cálculos estadísticos requeridos en cada metodología para la recopilación de los atributos propios del método, en las tablas 1 a 5, se muestran los resultados típicos para los ensayos considerados.. ATRIBUTOS DEL MÉTODO Coeficiente de correlación. 0,999836. Probabilidad de correlación. 100 %. Desviación estándar residual. 0,0469 pH Exp.. Desviación estándar del método. 0,047950 pH teórico. Coeficiente de variación del método. 0,639335 %. Desviación estándar intercepto. 0,056752 pH Exp.. 0,007237 pH Exp./ pH teórico Tabla Nº 1: Resumen de los atributos para el método pH Desviación estándar pendiente.

(31) ATRIBUTOS DEL MÉTODO Coeficiente de correlación. 0,999974. Probabilidad de correlación. 100 %. Desviación estándar residual. 0,041087 mL H2SO4. Desviación estándar del método. 0,444949 mg/L. Coeficiente de variación del método. 0,770216 %. Desviación estándar intercepto. 0,008238 mL H2SO4. 0,000099 mL H2SO4/ mg/L Tabla Nº 2: Resumen de los atributos para el método Alcalinidad Total Desviación estándar pendiente. ATRIBUTOS DEL MÉTODO Coeficiente de correlación. 0,999962. Probabilidad de correlación. 100 %. Desviación estándar residual. 0,033067 mL EDTA. Desviación estándar del método. 0,33582 mg/L. Coeficiente de variación del método. 0,12025 %. Desviación estándar intercepto. 0,000238 mL EDTA. 0,000125 mL EDTA/ mg/L Tabla Nº 3: Resumen de los atributos para el método Dureza Total Desviación estándar pendiente.

(32) ATRIBUTOS DEL MÉTODO Coeficiente de correlación. 0,999757. Probabilidad de correlación. 100 %. Desviación estándar residual. 0,000811 Abs.. Desviación estándar del método. 0,011951 mg/L. Coeficiente de variación del método. 2,608961 %. Desviación estándar intercepto. 0,000155 Abs.. Desviación estándar pendiente. 0,000221 Abs./ mg/L. Tabla Nº 4: Resumen de los atributos para el método Hierro Total. ATRIBUTOS DEL MÉTODO Coeficiente de correlación. 0,999395. Probabilidad de correlación. 100 %. Desviación estándar residual. 0,012098 Abs.. Desviación estándar del método. 0,001115 mg/L. Coeficiente de variación del método. 4,138582 %. Desviación estándar intercepto. 0,002302 Abs.. Desviación estándar pendiente. 0,055666 Abs./ mg/L. Tabla Nº 5: Resumen de los atributos para el método Aluminio Se elaboró un documento guía donde se establece cómo estimar la incertidumbre en todas las determinaciones analíticas (LAA-PTE-009). Para cada determinación se elaboró un informe de incertidumbre donde está descrito el proceso de estimación con su respectivo resultado..

(33) Utilizando el programa Excel, se elaboró una hoja de cálculo que permite calcular la incertidumbre para cada determinación, con el objetivo de facilitar nuevamente la estimación de éstas cada vez que se requiera..

(34) 8. RESULTADOS - PROCEDIMIENTO GENERAL PARA LA ESTIMACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE - INFORMES DE INCERTIDUMBRE.

(35) 352&(',0,(172*(1(5$/3$5$/$ (67,0$&,Ï1'(/$ ,1&(57,'80%5( NTC-ISO-IEC 17025 Requisitos generales de competencia de Laboratorios de ensayo y calibración. Revisión número: 00. Fecha de edición: 2008-03-05. Ruta de acceso: C:/Mis documentos/Sistema de calidad/PTE/PTE-009 Elabora:. Revisa:. Aprueba:. ______________________. ______________________. ______________________. Analista Fecha:. 1. OBJETO. Jefe de Calidad Fecha:. Director de Laboratorio Fecha:.

(36) (VWDEOHFHUHOSURFHGLPLHQWRJHQHUDOSDUDHVWLPDUODLQFHUWLGXPEUHGHWRGDVODV GHWHUPLQDFLRQHVDQDOtWLFDVTXHVHUHDOL]DQHQHO/DERUDWRULRGH$QiOLVLVGH$JXDV\ $OLPHQWRVGHOD8QLYHUVLGDG7HFQROyJLFDGH3HUHLUD. 2. ALCANCE Este procedimiento se aplica a todas las determinaciones analíticas aplicadas en el laboratorio, según los procedimientos de ensayo, documentos emitidos por el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos.. 3. DEFINICIONES [5] El siguiente vocabulario se basa en la norma Técnica Colombiana GTC 51. 3.1 INCERTIDUMBRE La palabra “incertidumbre” significa duda, y por lo tanto, en un sentido más amplio “incertidumbre de medición” significa duda en la validez del resultado de una medición. La incertidumbre es un parámetro asociado con el resultado de una medición que caracteriza la dispersión de los valores, que en forma razonable se le podría atribuir a una magnitud por medir.. 3.1.1 Incertidumbre Tipo A: Componentes que pueden ser evaluados a partir de distribuciones estadísticas de series de resultados que pueden caracterizarse por desviación estándar. 3.1.2 Incertidumbre Tipo B: Pueden caracterizarse también por desviaciones estándar, pero se evalúan a partir de distribuciones de probabilidades supuestas, basadas en la experiencia o en otro tipo de información. 3.1.3 Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón, por la cual pueda ser relacionado a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones, teniendo todas incertidumbres determinadas. 3.1.4 Incertidumbre Estándar: Incertidumbre del resultado de una medición expresada como una desviación estándar..

(37) 3.1.5 Incertidumbre Estándar Combinada: Es la incertidumbre estándar del resultado de una medición cuando el resultado se obtiene a partir de los valores de algunas otras magnitudes, igual a al raíz cuadrada positiva de la suma términos; varianzas y covarianzas de estas otras magnitudes ponderadas. 3.1.6. Incertidumbre expandida: Cantidad que define un intervalo alrededor de. una medición del que se puede esperar que abarque una fracción grande de la distribución de valores que razonablemente pudieran ser atribuidos al mesurando.. 3.1.7 Calibración: Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especificas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento o sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud, realizados por los patrones. 3.2 ABREVIATURAS EMPLEADAS LAA-UTP: Laboratorio de análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira. PTE: Procedimiento Técnico. PDE: Procedimientos de Ensayo INC: Informe de Incertidumbre 4. CONTENIDO 4.1 DESCRIPCION [10] 4.1.1 Procedimiento para el cálculo de la incertidumbre.

(38) $FWLYLGDGHVEiVLFDVSUHOLPLQDUHV •. Disponer del certificado de calibración de los diferentes equipos del laboratorio.. •. Disponer de resultados de desviación estándar para los resultados obtenidos en los equipos cuyas mediciones no son trazables al SI, utilizando materiales de referencia certificados o estándares rastreables.. •. Disponer de valores para la desviación estándar a partir de las verificaciones rutinarias del material volumétrico, la balanza, termocupla, medidores de pH.. •. Disponer de los certificados de calibración del material volumétrico tipo A utilizados en los análisis.. •. Identificar claramente cuales equipos tienen compensadores de temperatura para el reporte de resultados.. •. Disponer de datos de validación como desviación estándar del método, análisis de muestras adicionadas y análisis de materiales de referencia certificado.. La metrología química esta asociada a estándares Químico-Analíticos, en muchas ocasiones no existen suficientes estándares Químico-Analíticos para asegurar la trazabilidad. Se distinguen tres tipos de incertidumbre asociadas a: Instrumentos de medida, método analítico y muestreo y tipo de muestra. 4.1.2 Pasos a seguir en el proceso de evaluación de la incertidumbre: 4.1.2.1 Expresar matemáticamente la relación entre la magnitud Υ y magnitudes de entrada Xi. < = I ; ; ; Q . 4.1.2.2 Determinar el valor (Xi) de cada una de las magnitudes de entrada (Xi) mencionados anteriormente. 4.1.2.3 Evaluar la incertidumbre estándar u(Xi) con que fue determinado cada valor Xi. Identificar fuentes de incertidumbre. Existen dos (2) tipos de incertidumbre estándar:.

(39) •. Evaluación de la incertidumbre estándar tipo A. Se denomina “incertidumbre estándar” (ui), a la desviación estándar experimental del valor medio de una. V. serie de mediciones s(Xi). X L =. ;L Q. Donde n = numero de mediciones efectuados. Q. X$ ; =. V. ;L Q. L. =. Q −. −. ¦;. L. M − ; L M. M =. Q. Donde: Xij = Es el valor de la magnitud Xi en la medición j. −. ; L M = es el valor medio de los valores obtenidos para la magnitud Xi j =1 hasta n. •. Evaluación de la incertidumbre tipo B. Cuando la incertidumbre no se obtiene a partir de valores obtenidos en una serie de mediciones si no de informaciones preexistentes de diversas índole, decimos entonces que se trata de una incertidumbre tipo B. Caso 1: La incertidumbre asciende a la resolución de un instrumento de medida. X %5H VROXFLRQ =. 5H VROXFLyQ . . Caso 2: La especificación de incertidumbre de un elemento de medición se indica respecto de un nivel de confianza. NC = m % γef (grados de libertad) = n ∴k = p. X% =. X( Factor t student. N. Caso 3: La especificación de incertidumbre no es explicita si no que se da un limite máximo para el error del instrumento (+/- a).. X% =. D .

(40) 4.1.2.4 Evaluar las covarianzas asociadas a todas las magnitudes que estén correlacionadas. 4.1.2.5 Calcular el valor de medición “y” de la magnitud “Y”, utilizando las estimaciones Xi 4.1.2.6 Determinar la incertidumbre estándar combinada uc(y) a partir de las incertidumbres estándar y de las covarianzas asociadas a las magnitudes de entrada. 4.1.2.7 Hallar el numero efectivo de grados de libertad γef Se determina mediante la formula de WELCH-SATTERTH WAITE:. γ (I =. X F \ Q X L\. ¦ L =. γL. Donde:. γi = Numero efectivo de grados de libertad de cada contribución ui(y) , cuyo valor se obtiene aplicando las siguientes reglas:. γi : n –1 Para evaluaciones tipo A γi = ∞ Cuando se apliquen distribuciones rectangulares. γi = 50 si se deduce de una distribución normal. 4.1.2.8 Multiplicar la incertidumbre estándar combinada uc(y) por el factor k de cobertura correspondiente al numero efectivo de grados de libertad (γef) y de nivel de confianza deseado. 4.1.3 Especificación del mesurando: Definir claramente lo que se medirá (analito) y su relación con los parámetros de los cuales depende la medida y establecer la metodología analítica adecuada para la determinación del analito..

(41) 4.1.4 Identificación de fuentes de incertidumbre: Con base en la secuencia de actividades de la metodología analítica utilizada, enumerar las fuentes posibles que contribuyen a la incertidumbre de los resultados. Entre las principales fuentes de incertidumbre se encuentran:. •. Definición incorrecta del Mesurando.. •. Muestreo y condiciones de almacenamiento de la muestra.. •. Extracción incompleta del Mesurando o Pre-concentración del Mesurando.. •. Interferencias de matriz.. •. Preparación de la muestra (contaminación).. •. Efectos desconocidos ambientales sobre la muestra.. •. Sesgos instrumentales.. •. Tolerancias de pesos y material volumétrico.. •. Pureza de reactivos.. •. Valores asignados a estándares y materiales de referencia.. •. Calibración.. •. Efectos de cálculo.. •. Corrección por blancos.. 4.1.5 Cuantificación de la incertidumbre: Estimación preliminar de la incertidumbre estándar “u” de cada fuente individual. Se debe recoger toda la información y datos disponibles a partir de la lista de fuentes de incertidumbre. El objetivo es establecer que datos están disponibles. Se debe ubicar datos de la literatura, especificaciones de equipos, certificados. En ocasiones es necesario llevar a cabo experimentos para obtener información. Igualmente se debe disponer de datos del programa de control de calidad e información de fabricantes, como por ejemplo las tolerancias de material de vidrio. Para estimar las incertidumbres individuales se pueden utilizar varios mecanismos:. •. Cuantificación experimental..

(42) •. Empleo de materiales de referencia.. •. Estimaciones basadas en resultados o en datos previos.. •. Estimaciones basadas en el criterio del químico analítico. Cada componente de la incertidumbre debe ser expresado como una desviación estándar, denominada incertidumbre estándar. Las formas de convertir componentes de una incertidumbre a desviaciones estándar de manera general son las siguientes:. •. Cuando un componente de la incertidumbre sea evaluado experimentalmente a partir de la dispersión de medidas repetidas, la incertidumbre estándar es la desviación estándar de la media.. •. Cuando un estimativo de la incertidumbre se derive de resultados anteriores, la incertidumbre estándar se obtiene según los lineamientos siguientes:. 9 Cuando se expresa un intervalo de confianza, en la forma +/- a con un nivel de confianza de p %, la desviación estándar se obtiene dividiendo el valor de a por el valor de probabilidad de la distribución normal, según el nivel de confianza. 9 Si se dan limites de +/- a, sin niveles de confianza y se presentan razones para suponer una distribución con valores extremos, normalmente se asumen distribuciones rectangulares, con desviaciones estándar calculadas como:. D 9 Si se dan límites de +/- a sin niveles de confianza y se presentan razones para suponer que no se presenta una distribución con valores extremos, se asume una distribución triangular, con desviación estándar:. . D . •. Eliminación de las fuentes que se cree no son significativas..

(43) Después de obtener los valores de las incertidumbres estándar y correspondientes a cada fuente individual, se debe realizar un análisis de los valores y eliminar aquellas fuentes cuyos valores sean poco significativos al compararlos entre si. Con base en la metodología analítica, agrupar las fuentes de incertidumbre de acuerdo a las etapas analíticas para facilitar los cálculos posteriores.. 4.1.5.1 Cálculo de la incertidumbre estándar combinada “Uc”: Determinar directamente las incertidumbres combinadas de las fuentes que contribuyen a la incertidumbre total del resultado. Por cada agrupación de fuentes de incertidumbre se puede calcular una incertidumbre combinada. Para realizar el calculo se utiliza la relación general entre la incertidumbre estándar combinada UC(y) de un valor y, y la incertidumbre de los parámetros independientes x1, x2,.....,xn, de los cuales depende, esta relación es:. 8 & \ [ [ [ Q. =. ¦&. L. X [L. . L = Q Donde: y(x1,x2,......,xn): Función de varios parámetros x1,x2,...xn ci: Coeficiente de sensibilidad evaluado como: FL =. δ\ δ[ L. u(y,xi), es la incertidumbre en y a partir de xi El coeficiente de sensibilidad describe como varía el valor de y con los cambios de los parámetros x1, x2,.......etc. Estos se deben calcular para cada magnitud que aporte incertidumbre en una medición o determinación en el caso de que las variables no se encuentren correlacionadas y así establecer la consistencia dimensional del mesurando..

(44) Una vez calculados los coeficientes de sensibilidad se halla la contribución de cada magnitud para hallar la incertidumbre combinada y aplicar la ecuación correspondiente para obtener este valor. Se puede realizar organizando los valores de incertidumbre estándar encontrada en cada magnitud del ensayo y los respectivos coeficientes de sensibilidad así:. Magnitud. Incertidumbre Coeficiente Contribución, estándar, X(xi) Ci Ci*X(xi). 2. X(xi). C i2. 2. X(xi) *Ci. 2. . Tabla Nº 1: tabla para el cálculo de los coeficientes de sensibilidad Así finalmente la raíz cuadrada de la sumatoria de la última columna de la tabla Nº 1 corresponde a la incertidumbre estándar combinada “Uc”. A excepción de los casos generales descritos mas adelante, el procedimiento para la obtención de la incertidumbre estándar combinada requiere entonces la generación de ecuaciones generales. Estos casos son: ¾ Sumas y restas: y = a + b + c. 8 & \ D E F = X D. . +X E. . +X F. . X D X E ,QFHUWLGXPEUH HV WDQ GDU ¾ Productos y cocientes: \ =. D E F. ¾ Exponentes y = an: n = Cte. Para establecer a qué tipo de distribución pertenecen las incertidumbres estándar que fueron obtenidas a partir de la combinación de datos de distribuciones normales (tipo A) y rectangulares (tipo B), se debe aplicar el teorema del límite central (TLC), éste determina si existe alguna de las incertidumbres estándar que predomine sobre las demás combinadas, para su aplicación se calcula la incertidumbre estándar combinada sin el valor mayor (X¶), y esto se divide por el.

(45) valor más grande obtenido para determinar el factor I, el criterio para definir la contribución es: Distribución normal:. I 0,3. Distribución rectangular:. I < 0,3. 4.1.5.2 Cálculo de la incertidumbre expandida “Ue”: La incertidumbre expandida se requiere para expresar el intervalo en el cual se espera encontrar una gran fracción de la distribución de valores que razonablemente se podrían atribuir al mesurando. El factor de cobertura K, depende del nivel de confianza requerido. Para la mayoría de los propósitos se recomienda K igual a 2. Sin embargo, este valor puede ser insuficiente cuando la incertidumbre combinada esta basada en observaciones estadísticas con pocos grados de libertad. La escogencia de este factor depende del número de grados de libertad efectivos. t-Student’s para un nivel de confianza del 95 %.. γef. Nivel de confianza 95% k. 1. 12,71. 2. 4,30. 3. 3,18. 4. 2,78. 5. 2,57. 6. 2,45. 7. 2,36. 8. 2,31. Grados de libertad.

(46) 9. 2,26. 10. 2,23. 11. 2,20. 12. 2,18. 13. 2,16. 14. 2,14. 15. 2,13. 16. 2,12. 17. 2,11. 18. 2,10. 19. 2,09. 20. 2,09. 25. 2,06. 30. 2,04. 35. 2,03. 40. 2,02. 45. 2,01. 50. 2,01. 100. 1,98. . 1,96. Tabla Nº 2: t- Student’s para un nivel de confianza de 95% La incertidumbre expandida se calcula así:. U = K*UC(y) Donde K: Factor de cobertura. 4.1.5.3 Expresión e informe de la incertidumbre: El resultado obtenido en el análisis debe ir junto con la incertidumbre expandida Ue, usando un factor de cobertura correspondiente al nivel de confianza deseado (casi siempre del 95 %) y los grados efectivos de libertad. Cuando se calcula la incertidumbre combinada se recomienda que mientras se realizan los cálculos intermedios, se registren todas las cifras significativas que disponga la calculadora o el computador. De esta manera no se perderá información. Sólo al final se realiza el redondeo..

(47) En el momento de reportar el resultado (incertidumbre expandida), se aplicarán las siguientes normas para el redondeo: 1. Una convención de uso frecuente recomienda que la incertidumbre se exprese hasta con dos cifras significativas con redondeo hacia arriba. 2. Una vez redondeada la incertidumbre, el resultado de medición debe tener las mismas posiciones decimales que su incertidumbre. Se recomienda la siguiente expresión: Resultado (X +/- U) (unidades). 5. RESPONSABLES Es responsabilidad del Jefe de Calidad la implementación, actualización, divulgación de este procedimiento.. 6. DOCUMENTOS DE REFERENCIA Para la elaboración de este procedimiento se utilizó la norma NTC-ISO-IEC 17025 y la GTC 51 (Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones)..

(48) 9. ANÁLISIS DE LAS CONTRIBUCIONES 9.1 CONTRIBUCIONES DE INCERTIDUMBRE EN LA DETERMINACIÓN DE pH. 0,0160. Incertidumbre. 0,0120. 0,0080. 0,0040. 0,0000. Aj inst.. Rep.. Res.. U comb.. Contribución. Según el informe de pH la mayor contribución de incertidumbre es debida a la calibración del instrumento observándose claramente en el diagrama de bloques. Este valor se debe a los aportes de las incertidumbres de las soluciones tampón utilizadas para la calibración del equipo (buffer de 7,00 y 4,01), y el valor que reporta el fabricante del medidor de pH como desviación de calibración.. . .

(49) 9.2 CONTRIBUCIONES DE INCERTIDUMBRE EN LA DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD TOTAL. 0,3 0,2. U comb.. PFM. PFA. VAV. VP. PECS. Vm. PECC. VSP. Pp. 0. mcs. 0,1. VAM. Incertidumbre. 0,4. Contribución. La mayor contribución en la incertidumbre de Alcalinidad Total es debida al volumen de ácido gastado para titular la muestra, aunque se dispuso de la misma bureta digital utilizada en otras mediciones, la contribución aumenta debido al valor del coeficiente de sensibilidad (Ci) calculado que establece la consistencia dimensional del mesurando.. . .

(50) 9.3 CONTRIBUCIONES DE INCERTIDUMBRE EN LA DETERMINACIÓN DE DUREZA TOTAL. 0,30 0,20. PFM. U comb.. Contribución. PFE. VEV. VP. Vm. VSP. Pp. 0,00. mcc. 0,10. vEM. Incertidumbre. 0,40. Para la determinación de Dureza Total el mayor aporte en la incertidumbre es debida al volumen de EDTA gastado para titular la muestra, aunque se dispuso de la misma bureta utilizada en la estandarización del EDTA, esta contribución aumenta debido a que el coeficiente de sensibilidad (Ci) para esta magnitud es mayor.. . .

(51) 9.4 CONTRIBUCIONES DE INCERTIDUMBRE EN LA DETERMINACIÓN DE HIERRO TOTAL. 0,02. Cm. U comb.. Contribución. P6. P5. P4. P3. 0. P2. 0,01. P1. Incertidumbre. 0,03. En la determinación de Hierro Total la mayor contribución de incertidumbre se presentó en la medición instrumental. En este procedimiento se utilizaron 6 patrones y los contribuyentes para determinar la incertidumbre estándar de la concentración de la muestra mediante la respuesta del instrumento, fueron la desviación estándar residual del cálculo de regresión lineal, la pendiente de la recta, el número de repeticiones de la muestra en estudio, el número de patrones empleados en la curva de calibración multiplicado por el número de repeticiones de cada patrón, la concentración de la muestra, la concentración promedio de los patrones y la suma de cuadrados de los residuales de las concentraciones obtenidas.. . .

(52) 9.5 CONTRIBUCIONES DE INCERTIDUMBRE EN LA DETERMINACIÓN DE ALUMINIO. U comb.. Vam. VFM. Mins. P5. P4. P3. 0. P2. 0,002. P1. Incertidumbre. 0,004. Contribución En la determinación de Aluminio la mayor fuente de incertidumbre se presentó en la medición instrumental. La incertidumbre estándar de la concentración de la muestra a medir mediante la respuesta del instrumento fue calculada teniendo en cuenta la desviación estándar residual del cálculo de regresión lineal, la endiente de la recta, el número de repeticiones de la muestra en estudio, el número de patrones empleados en la curva de calibración, la concentración de la muestra, la concentración promedio de los patrones y la suma de cuadrados de los residuales de las concentraciones obtenidas.. . .

(53) 10. CONCLUSIONES Se documentó el procedimiento general para la estimación de la incertidumbre de todas las determinaciones analíticas en el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos (LAA-PTE-009). Se documentaron los informes de estimación de incertidumbre para las determinaciones de pH (LAA-INC-001), Alcalinidad Total (LAA-INC-002), Dureza Total (LAA-INC-003), Hierro Total (LAA-INC-004), y Aluminio (LAA-INC-005). La estimación de la incertidumbre en las mediciones analíticas es un parámetro necesario de obtener, para darle una mayor confiabilidad a los resultados. El trabajar con material de referencia certificado, material volumétrico, y equipos calibrados contribuyen a una menor incertidumbre en los resultados. Calcular la incertidumbre de un ensayo es un proceso imprescindible para mostrar la calidad metrológica; sirve para identificar los puntos más críticos, que contribuyen en mayor cuantía a la incertidumbre del ensayo. Según el informe de pH la mayor fuente de incertidumbre es debida a la calibración del instrumento. La mayor fuente de incertidumbre en la determinación de Alcalinidad Total es debida al volumen final en la preparación del carbonato de sodio (Na2CO3). Para la determinación de Dureza Total el mayor aporte en la incertidumbre es debida al volumen final en la preparación del carbonato de calcio (CaCO3).. . .

(54) En la determinación de Hierro Total la mayor fuente de incertidumbre se presentó en la medición instrumental. Las hojas de cálculo realizadas para estimar la incertidumbre de las determinaciones de pH, Alcalinidad Total, Dureza Total, Hierro Total, y Aluminio son una herramienta útil en el Laboratorio para estimar nuevamente estas incertidumbres cuando se requiera, además simplifica la realización de informes ya que sirve como respaldo al sistema de calidad del Laboratorio para darle cumplimiento al numeral 5.4.6 de la Norma Técnica Colombiana NTC-ISO/ IEC 17025.. . .

(55) 11. RECOMENDACIONES Se recomienda seguir realizando anualmente estudios de validación de métodos, calibración de material volumétrico y equipos para verificar la trazabilidad de los mismos. Extender la metodología empleada en este trabajo a otras determinaciones analíticas en el Laboratorio. Realizar la divulgación de este trabajo en el Laboratorio, para que todo el personal adquiera la práctica necesaria y se comprometan con la validación y estimación de incertidumbre de otras determinaciones analíticas. Ser cuidadosos para la adquisición de sustancias trazables, material de vidrio clase A. Seguir la trazabilidad de los equipos llevando el control con la calibración y mantenimiento de cada uno de ellos, para garantizar su funcionamiento y linealidad. Continuar evaluando de las determinaciones analíticas dentro del laboratorio mediante el seguimiento con las cartas de control, para garantizar la trazabilidad del método y de los patrones utilizados en cada una de estos análisis.. . .

(56) BIBLIOGRAFÍA [1] Grabe, M., Las incertidumbres de medición en la Ciencia y la Tecnología, Springer, de abril de 2005. [2] “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement”, ISO, Geneva, 1993. [3] Laboratorio De Análisis De Aguas Y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manual de Calidad. [4] www.sic.gov.co/acreditacion/Conoznanos/Funciones.php [5] ICONTEC. GTC 51. Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones. 2003. [6] www.sic.gov.co/acreditacion/Conoznanos/Servicios/Procesos.php [7] www.sic.gov.co/acreditacion/Conoznanos/Servicios/Diagrama_Flujo.php [8] www.utp.edu.co/campus/popaguas.html [9] VELASQUEZ G., Angélica. GIRALDO S., Angela M. Validación de ocho metodologías analíticas mediante el empleo del software Kalibo versión 1.2a en el Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira. Pereira 2006. [10] ALZATE R., Edwin J. MONTOYA N., Carlos H. TABORDA Q., Olga L. Aplicación del numeral 5.4 métodos de ensayo y calibración y validación de métodos de la norma ISO-IEC 17025 en el Laboratorio de Aguas de la Universidad Tecnológica de Pereira. Pereira 2003.. . .

(57) [11] IUPAC commission on Atomic Weights and Isotopic Abundances. Atomic weights Of The Elements 2007. http//: www.chem.qmw.ac.uk [12] EURACHEM. CITAC. Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement. Appendix E.. . .

(58) ANEXOS. . .

(59) ANEXO A CERTIFICADOS DE ANÁLISIS DEL MATERIAL DE REFERENCIA Y DE LA CALIBRACIÓN DE LOS EQUIPOS EMPLEADOS EN LA VALIDACIÓN DE LAS DIFERENTES DETERMINACIONES ANALÍTICAS.. . .

(60) ANEXO B HOJA DE CÁLCULO PARA LA ESTIMACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE DE LAS DETERMINACIONES DE ALCALINIDAD TOTAL, DUREZA TOTAL, HIERRO TOTAL, ALUMINIO Y pH PARA EL LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA. (MEDIO MAGNÉTICO). . .

(61)