Descripción de los tipos de incertidumbre en la medición

En todos los sectores, desde el procesamiento petroquímico hasta la fabricación aeroespacial, la precisión de las mediciones es esencial para la seguridad operativa, la eficiencia y la garantía de calidad. Sin embargo, ninguna medición está exenta de incertidumbre (es decir, el grado estadístico de confianza respecto a la proximidad de la medición a su valor verdadero). Ya sea al evaluar las fluctuaciones de temperatura en un reactor o al calibrar instrumentos críticos, comprender los diferentes tipos de incertidumbre es crucial para tomar decisiones fundamentadas.

En este artículo se analizan los principales tipos de incertidumbre (tipo A y tipo B), además de sus implicaciones, y se proporcionan ideas prácticas y herramientas para su gestión eficaz.

Por qué es importante saber qué es la incertidumbre

La incertidumbre en medición es más que un detalle técnico; puede tener consecuencias operativas significativas. Por ejemplo, un reactor químico que funcione por encima de su umbral de temperatura segura podría provocar fallos catastróficos, mientras que operar muy por debajo de este umbral podría comprometer la productividad.

Sectores como el aeroespacial, el mantenimiento de centros de datos y la fabricación de alimentos también dependen en gran medida de mediciones precisas para garantizar el cumplimiento, la seguridad y la eficiencia. Por ejemplo, los picos de temperatura en un centro de datos pueden provocar fallos en los servidores, lo que provoca interrupciones importantes, como cuando una actualización del sistema hace que la temperatura de los servidores aumente rápidamente, lo que causa interrupciones del servicio.

Estos fallos de funcionamiento y accidentes derivados de mediciones imprecisas o erróneas pueden provocar pérdidas financieras para las organizaciones y generar problemas de seguridad para el personal, los consumidores y el público en general. Calcular correctamente un grado preciso de incertidumbre puede ayudar a evitar este tipo de incidentes.

Tipos de incertidumbre en medición

Existen dos categorías de incertidumbre en el análisis estadístico: incertidumbre de tipo A e incertidumbre de tipo B. Ambas son necesarias para que ingenieros, estadísticos y metrólogos puedan calcular correctamente la exactitud y la precisión de una medición.

Incertidumbre de tipo A

Las incertidumbres de tipo A surgen de la variabilidad estadística en mediciones repetidas. En otras palabras, las incertidumbres de tipo A son aquellas que se pueden observar y medir repetidamente. Se cuantifican mediante métodos estadísticos, como el cálculo de la desviación estándar de varias lecturas.

Las incertidumbres de tipo A pueden tener su origen en diversas fuentes, incluidos factores ambientales como la vibración o el ruido eléctrico, o limitaciones del dispositivo de medición, como su resolución. Por ejemplo, en un reactor petroquímico, las lecturas de temperatura pueden variar ligeramente debido a las turbulencias del medio de medición.

La gestión y reducción de las incertidumbres de tipo A se basa en varias estrategias y técnicas. Entre los pasos habituales se incluyen:

• Recopilación de datos reproducibles y repetibles: realice varias mediciones para establecer una clara tendencia estadística de variabilidad. Este punto de partida puede ayudar a determinar qué factores podrían requerir ajustes para reducir la variabilidad y, en última instancia, la incertidumbre.
• Uso de dispositivos de medición más precisos: seleccione herramientas de gran calidad que vengan acompañadas de especificaciones de baja incertidumbre por parte del fabricante, como el multímetro de procesos 787B/789 de Fluke®. Este multímetro de procesos de Fluke registra lecturas de corriente y tensión precisas que ayudan a identificar y reducir la variabilidad.

Incertidumbre de tipo B

A diferencia de las incertidumbres de tipo A, las incertidumbres de tipo B provienen de fuentes que no son de naturaleza estadística y no pueden observarse mediante mediciones repetidas. En otras palabras, las incertidumbres de tipo B son todas aquellas incertidumbres que no pueden clasificarse como de tipo A.

De forma similar a las incertidumbres de tipo A, las incertidumbres de tipo B pueden tener su origen en diversas fuentes, como derivas de calibración, una configuración incorrecta del instrumento o influencias externas, como la temperatura y la humedad. Por ejemplo, un manómetro puede mostrar un sesgo constante debido a una deriva de calibración.

La gestión y reducción de incertidumbres de tipo B puede ser difícil porque, a diferencia de las incertidumbres de tipo A, no se derivan de observaciones repetidas ni de la recopilación de datos. Sin embargo, algunos métodos clave para eliminar o reducir las incertidumbres de tipo B incluyen:

• Utilizar dispositivos trazables y calibrados: valide la exactitud y la precisión de los dispositivos de medición calibrándolos con instrumentos de referencia. Los dispositivos calibrados deben ser trazables alSI.
• Mantener unos programas de calibración adecuados: recalibre regularmente las herramientas utilizando equipos de alta precisión para garantizar unas mediciones óptimas. La frecuencia de calibración depende de factores como la frecuencia de uso y un uso adecuado.
• Utilice normas, directrices u otra documentación, como las especificaciones del fabricante o el certificado de calibración del dispositivo, para incorporar las incertidumbres ambientales conocidas.

Reduzca la incertidumbre de las mediciones de su dispositivo

Es evidente el impacto significativo de la incertidumbre de medición en todos los sectores. Para ayudar a reducir esta incertidumbre, controlar y minimizar las influencias ambientales puede marcar una diferencia significativa. Además, algunas de las medidas de mitigación más críticas incluyen la calibración de instrumentos de forma regular y el uso de dispositivos de gran precisión.

Las soluciones de calibración de Fluke® ofrecen una amplia variedad de estándares de calibración precisos y trazables para garantizar que sus dispositivos de medición funcionen de forma precisa, coherente y fiable.

Preguntas frecuentes sobre la incertidumbre de medición

P: ¿Cuál es la diferencia entre errores aleatorios y sistemáticos?

Los errores aleatorios causan una variabilidad impredecible, mientras que los errores sistemáticos crean un sesgo constante.

P: ¿Con qué frecuencia debe recalibrar sus instrumentos?

La frecuencia de recalibración depende de la intensidad de uso y de las normas del sector, y generalmente varía entre trimestral y anual.