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Impacto de la Metrología de Temperatura
Aseguramiento de la Calidad en Procesos y Productos Industriales
Ofelia Robatto
27 Julio 2009
Agenda
1 Introducción
1.A Trazabilidad directa al SI
1.B
Temperatura Termodinámica
1.C Definiciones de UT
1.D Escala Internacional ITS90
1.E
Laboratorio Secundario de Calibración
1.F
Diseminación de Trazabilidad
2 Situación de la Industria
3 Otros Laboratorios
4 Conclusiones
5 Q&A
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Introducción
Introducción
El LATU es el instituto metrológico nacional del Uruguay.
Es miembro firmante del acuerdo de reconocimiento mutuo entre los
laboratorios pares de metrología (ej: NIST, PTB, MSL, NPL, etc.)
Pertenece a la región Metrológica del SIM (Sistema Interamericano de
Metrología)
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Introducción
Uno de sus cometidos por ley 15.298, es el mantenimiento de los
patrones nacionales. Incluidos los patrones de temperatura.
Para esto el LATU cuenta con instrumental de medición adecuado
Celda de pto tripe H2O
Celda de pto fijo metalica cerrada
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Aparato de pto fusión de Ga
Horno de T medias
Aparato de pto fijo Hg
Esquema de Termocuplas Nobles
Introducción: Servicios
Servicios
Se brinda servicios de Calibración Voluntaria a la órbita privada y pública.
Ind. Láctea
Industria
Ind. Alimenticia
Comunicaciones
Medicina & Salud
Ind. Quimica
Ind. Combustibles
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Ind. Energía
Introducción: Servicios
Los tipos de Servicios de Calibración ofrecidos son:
Termo elementos
Termómetros de Resistencia de Platino (Estándar e Industriales)
Termómetros de contacto
Muflas
Ambientales
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Introducción: Trazabilidad
Trazabilidad
Los servicios, rangos, así como las capacidades de medida y calibración son
trazables a patrones internacionales por medio de:
Intercomparaciones entre laboratorios Pares de Metrología
Calibraciones de instrumentos otros Laboratorios Nacionales de Metrología
Los rangos y capacidades de medida y calibración declarados
internacionalmente se encuentran en el sitio de “Bureau International des
Poids et Mesures” (BIPM):
http://www.bipm.org/exalead_kcdb/exa_kcdb.jsp?_p=AppC&_q=LATU&x=10&y=12
Los rangos de calibración de Temperatura ofrecidos como servicios a la
industria son amplios:
213 K (-60°C) – 1273 K (1000 °C)
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Trazabilidad directa al SI
Trazabilidad directa al Sistema Internacional de Unidades
El LATU asegura su trazabilidad directa al Sistema Internacional de
Unidades por medio de:
Intercomparaciones Regionales
Intercomparaciones Internacionales
Calibraciones de Patrones en otros Inst. Metr. Nacionales
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Temperatura Termodinámica
Temperatura Termodinámica
Definición:
La Temperatura termodinámica es la medida absoluta de la temperatura y es
uno de los principales parámetros de la termodinámica.
La Temperatura termodinámica es una escala "absoluta" debido a que es la
medida de la propiedad fundamental subyacente de la temperatura
La temperatura nula o cero absoluto, es la temperatura en la cual las
partículas que constituyen la materia poseen movimiento mínimo y por lo
tanto no pueden estar más frías.
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Temperatura Termodinámica
Magnitud: Temperatura termodinámica
Unidad básica: Kelvin
Unidad de temperatura, es 1/273,16 de la temperatura termodinámica
del punto triple de agua. (13 CGPM (1967), resolución 4).
Nota:
Adicionalmente a la temperatura termodinámica (símbolo T), expresada
en Kelvin, se utiliza la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la
ecuación t = T - T0 donde T0 = 273.16 K.
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Definiciones de Unidades de Temperatura
Definiciones de Unidades de Temperatura
La unidad de Temperatura del Sistema Internacional de Unidades es el Kelvin.
Se corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto
triple del agua. Se representa con la letra "K".
Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su
importancia radica en el 0 de la escala: a la temperatura de 0 K se la denomina
cero absoluto y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un
sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico
puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en Kelvin se le
llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa en
ciencia, especialmente en trabajos de física o química.
Anders Celsius
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Lord Kelvin
Definiciones de Unidades de Temperatura
Factores de conversión:
kelvin a grados Celsius
C = K - 273.15
grados Celsius a kelvin
K = C + 273.15
Kelvin a grados Fahrenheit
F = K × 1.8 - 459.67
Grados Fahrenheit a Grados Celsius
grados Fahrenheit a kelvin
K = (F + 459.67) / 1.8
Ejemplos de temperaturas notables:
Cero absoluto 0 K o −273,15 °C
Congelación del agua 273,15 K o 0 °C
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C = (F - 32) / 1.8
Escala Internacional ITS90
Escala Internacional ITS90
La Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) es un estándar de
calibración de equipo para hacer mediciones sobre la escalas de temperatura
Celsius y Kelvin.
La ITS90 es una aproximación de la escala de temperatura termodinámica, que
facilita la comparabilidad y compatibilidad de las mediciones de temperatura
internacional.
La ITS90 ofrece puntos de calibración definidos que van de 0,65 K a alrededor
de 1358 K K (-272,5 °C a 1085 °C) y se subdivide en varios rangos de
temperatura que se superponen en algunos casos.
Los patrones empleados por el LATU se calibran por aproximación a la ITS90 .
Estas calibraciones se realizan por medio de:
Intercomparaciones entre Laboratorios Pares
Calibraciones de instrumentos otros Laboratorios Nacionales de Metrología
La mayoría de las calibraciones de la industria se realizan empleando la escala
de grados Celsius
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Laboratorio Secundario de Calibración
Laboratorio Secundario de Calibración
Laboratorio Primario
Un laboratorio Primario de Temperatura es el que hace calibraciones de
instrumentos “primarios” (ej: termómetros de resistencia de platino estándar,
celdas de puntos fijos ITS-90).
Los instrumentos primarios se emplean como patrones de referencia para
calibración de otros instrumentos de temperatura en los laboratorios
secundarios.
Para realizar estas calibraciones emplea celdas de realización de puntos fijos
de la ITS90.
Naci
onal
Lab
Primario
Lab Secundario
Consumidores Finales
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Laboratorio Secundario de Calibración
Laboratorio Secundario
Un laboratorio Secundario de Temperatura es el que hace calibraciones de
instrumentos de trabajo (ej: termómetros de contacto, termómetro
ambientales, termo elementos, etc.).
Los instrumentos de trabajo se emplean como patrones de referencia para
calibración de otros instrumentos de temperatura en los laboratorios
secundarios o son empleados directamente en la industria de proceso.
Para realizar estas calibraciones emplea métodos de comparación contra
patrones de trabajo.
Estos patrones de trabajo han sido previamente calibrados contra un
laboratorio Primario.
Naci
onal
Lab
Primario
Lab Secundario
Consumidores Finales
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Laboratorio Secundario de Calibración
El LATU posee un laboratorio primario y un laboratorio secundario de
calibración
Esto permite al LATU hacer calibraciones de instrumentos “primarios” y
de trabajo
Esto le permite ser referencia para calibración de otros instrumentos de
temperatura en los laboratorios secundarios y también calibrar
instrumentos que van a ser empleados directamente en la industria de
proceso
LATU
Naci
onal
Lab
Primario
Lab Secundario
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Clientes
Lab Secundarios
Lab
solicitantes
de Análisis
Secundarios
Laboratorio Secundario de Calibración
El método de Calibración de los instrumentos en el Laboratorio
Secundario del LATU, es por comparación contra instrumentos patrones
Se utilizan los siguientes tipos de equipamiento para realizar la
comparación:
Baños termostatizados con líquidos
Baños sólidos
Cámaras Ambientales
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Diseminación de Trazabilidad
Diseminación de Trazabilidad
Trazabilidad es:
La propiedad del resultado de una medida o del valor de un estándar donde
este pueda estar relacionado con referencias especificadas, usualmente
estándares nacionales o internacionales, a través de una cadena continua de
comparaciones todas con incertidumbres especificadas
Diseminación de Trazabilidad:
Es el proceso inverso, que permite la distribución de instrumentos o patrones
adecuadamente referidos al patrón internacional a distintos niveles
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Situación de la Industria
Situación de la Industria
Importancia de calibración de Temperatura
En los procesos de Producción y Fabricación, así como en los procesos de
servicios, es muy importante el control de Temperatura para tener una
producción y servicios de calidad homogéneos y seguros.
La calibración es el proceso de efectuar el ensayo de un mensurando contra un
patrón sometidos a las mismas condiciones ambientales .De esta forma es
posible brindar valores de corrección e incertidumbres asociados a la
calibración realizada con un nivel de confianza determinado en un informe o
certificado de calibración. En muchos casos esto es determinante cuando se
lleva a cabo en la industria el proceso de verificar un trabajo y un
funcionamiento de máquinas dentro de un sistema de especificaciones.
Proceso
Sensor
calibración
Lab Patrón
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Ind. Láctea
Situación de la Industria
Industria
Ind. Alimenticia
Comunicaciones
Tipos de clientes
Medicina & Salud
Ind. Quimica
Ind. Combustibles
Ind. Energía
Las industrias que más requieren servicios de calibración en temperatura en
Uruguay son:
Industria alimentaria (Ej: Láctea, frigorífica, bebidas, oleaginosa etc).
Industria farmacéutica.
Industrias de transformación de productos derivados de la cadena agroindustrial (ej. Curtiembres,
laneras, fabricación de pasta de celulosa, etc.).
Empresas privadas de productos y servicios.
Empresas Públicas de productos y servicios (Combustibles, Telecomunicaciones, Electricidad, Agua).
Administración Central (laboratorio de la Administración Central que realizan tareas de Monitoreo
en Seguridad, salud y condiciones de calidad de vida para los ciudadanos , medio ambiente.
Se detecta un crecimiento importante en la calibración de instrumentos que tienen que ver con la
logística del transporte de productos.
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Situación de la Industria
Necesidades de los clientes
El cliente supervisa la temperatura de los procesos de producción que
requieren control de temperatura así como del producto terminado y la
temperatura de almacenamiento y de transporte si es necesario.
Servicios
El LATU ofrece servicios de calibración de acuerdo con las necesidades
específicas del cliente y con las posibilidades del LATU de realizarlo.
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Situación de la Industria
Resultados
Los resultados del control de la temperatura inciden en el manejo de la
materia prima y del proceso, en la calidad final del producto, en el transporte
y finalmente en el precio de la transacción comercial
Futuro
El LATU( Metrología Científica en este caso) planea y está trabajando en
desarrollar nuevos y mejores servicios en Calibración de temperatura.
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Otros Laboratorios
Otros Laboratorios
Quienes son
Laboratorios y empresas que realizan calibraciones para sus clientes en planta.
Laboratorios de control de alimentos y productos que afectan la salud y
seguridad de las personas:
Clientes internos de LATU
Clientes externos de LATU
Necesidades de los laboratorios
Necesitan que se les calibren sus patrones de campo y que se les brinde la
trazabilidad al Sistema de Unidades para poder realizar su trabajo en forma
adecuada.
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Otros Laboratorios
Servicios requeridos
Calibraciones propiamente dichas.
Asesoramiento o auditorías técnicas para lograr acreditar su trabajo (las dos
cosas al mismo tiempo no)
Resultados obtenidos
La calidad de las calibraciones y análisis que realicen estos laboratorios va ser
mejor y quizás el costo sea menor.
Futuro
El LATU se va seguir dedicando a mejorar sus servicios de calibración en
temperatura para poder responder mejor a este tipo de clientes.
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Conclusiones
Conclusiones
Para tener un control de temperatura es fundamental tener:
trazabilidad
laboratorios Primarios y Secundarios
Que estos laboratorios y su trazabilidad se trasladen a la industria para un
mejor control y calidad de los productos y servicios.
En particular, en los procesos de Producción es muy importante el control de
Temperatura pora tener una producción de calidad, homogénea y segura.
Por este motivo, el rol del LATU es fundamental en la cadena productiva del
país, al ser el único laboratorio metrológico de referencia de temperatura en
el Uruguay, con trazabilidad al Sistema Internacional de Unidades.
Ind. Láctea
Industria
Ind. Alimenticia
Comunicaciones
Medicina & Salud
Ind. Quimica
Ind. Combustibles
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Ind. Energía
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Q&A
www.alcatel-lucent.com
www.latu.org.uy
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