NOTA TÉCNICA

Implementación de un plan de verificación de material volumétrico en la Sección Química de la EEAOC (Tucumán, R. Argentina)

 

María E. Navarro*, Mariana E. Alva*, Norma I. Kamiya* y Roberto M. Ruiz*

* Sección Química de Productos Agroindustriales, EEAOC. plaguicidas@eeaoc.org.ar

 

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Resumen

Se describe un plan de verificación de material volumétrico, y como ejemplo, un procedimiento para matraces aforados, de fácil realización, para garantizar la confiabilidad de los resultados de ensayos, asegurando además el cumplimiento con los requerimientos establecidos por el Instituto Argentino de Normalización y Certificación (IRAM) en su norma IRAM 301:2005 (ISO/IEC 17025:2005), aplicada a la acreditación de laboratorios de ensayos.

Palabras clave: ISO/IEC 17025:2005; Incertidumbre; Calibración.

Abstract

Plan for volumetric material verification in Sección Química of EEAOC (Tucumán, R. Argentina)
A volumetric material verification plan which can be easily followed and an example of its practical application to the assessment of volumetric flasks are reported. The procedure would guarantee the reliability of analysis results, while ensuring that laboratories meet the requirements established by IRAM 301:2005 (ISO/IEC 17025:2005) standard.

Key words: ISO/IEC 17025:2005; Uncertainty; Calibration.

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Introducción

Las exigencias del mercado determinan, cada vez con mayor frecuencia, la necesidad de que los laboratorios posean un sistema que garantice la calidad de los resultados de los ensayos que en ellos se llevan a cabo. Cabe destacar que, con el fin de lograr la máxima exactitud, trazabilidad y confiabilidad de los resultados, la verificación del material volumétrico se convierte en un requerimiento muy importante dentro de este sistema.
El presente trabajo tiene por finalidad describir un plan de verificación de material volumétrico desarrollado en el Laboratorio de la Sección Química de la Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC), que permita cumplir con lo establecido en la norma IRAM 301:2005 (ISO/IEC 17025:2005) en los puntos 5.5.2: Equipos y 5.6: Trazabilidad de las mediciones (IRAM, 2005).
A continuación, se detallan los pasos a seguir para llevar a cabo la implementación del mencionado plan, incluyendo además como ejemplo, todos los registros relacionados.

1- Inventario
En primer lugar, se realiza un inventario del material disponible (Tabla 1), a partir del cual se eligen los elementos a verificar, según la aplicación y la precisión exigida por el laboratorio. Al mismo tiempo, este inventario permite llevar un control del "stock", de manera que sea posible planificar compras futuras.

Tabla 1. Planilla modelo de inventario.

2- Elaboración del procedimiento técnico
Se elabora un procedimiento técnico (Muñoz y Burón, 2003), donde se explica cómo se realiza la verificación. En el caso de material volumétrico, este proceso se efectúa mediante control gravimétrico, teniendo en cuenta los factores que influyen en el mismo: temperaturas ambiente y del agua empleada, presión atmosférica, incertidumbre de la balanza y tipo de material.

3- Planificación
Se confecciona un programa anual de verificaciones (Tabla 2), en el que se registran los elementos a verificar y se establecen los períodos de verificación, de acuerdo a las exigencias que cada laboratorio crea conveniente. Por ejemplo, en nuestro laboratorio se estableció que el material volumétrico se verifica antes de su puesta en uso y posteriormente, según frecuencia indicada en Tabla 2.

Tabla 2. Evaluaciones promedio de las cuatro líneas seleccionadas en las localidades de San Agustín y La Invernada (Tucumán) y Pozo Hondo (Santiago del Estero), durante los años 2003 y 2004. Los datos de Pozo Hondo corresponden solamente al año 2004.

4- Verificación del material
Se aplica el procedimiento de calibración al material volumétrico en ensayo. En la Tabla 3 se muestra un ejemplo de planilla de verificación.

Tabla 3. Registro de datos obtenidos en la verificación.

5- Análisis de los datos
Con los datos obtenidos, se realiza un informe de verificación (Figura 1) y se comparan los resultados con los criterios de aceptación establecidos por el laboratorio. Por ejemplo, el Laboratorio de la Sección Química de la EEAOC establece lo siguiente para clasificar el material como aceptable:
a) La incertidumbre expandida no debe ser mayor a un medio de la tolerancia admisible del material correspondiente.
b) El sesgo debe ser menor o igual que la tolerancia especificada por el fabricante.
Si se sobrepasa alguno de estos valores, se debe volver a realizar la verificación. Si al repetir el ensayo el material sigue sin cumplir los requisitos preestablecidos, debe ser dado de baja en el inventario y ser segregado del material aceptado, o bien puede ser aceptado, pero estableciendo limitaciones para su uso. Tales limitaciones deberán constar en el informe y en el etiquetado del material.

Figura 1. Informe de verificación de material volumétrico.

 

6- Procedimiento técnico para verificación de matraces aforados
A continuación, se describe cómo se realiza la verificación de matraces aforados en nuestro laboratorio.

6.1- Objetivo y alcance
Describir las operaciones a realizar para la verificación de matraces aforados utilizados en el laboratorio.

6.2- Condiciones del ensayo
La temperatura ambiente durante el ensayo debe estar comprendida entre 15ºC y 30ºC, no debiendo variar en más de ± 0,5ºC (Muñoz y Burón, 2003).
El líquido de ensayo, recipientes, balanzas y material volumétrico deben atemperarse en el mismo recinto durante una hora como mínimo, a fin de que la temperatura se estabilice.

6.3- Limpieza del material
El material de vidrio debe estar perfectamente limpio para permitir un mojado uniforme de la superficie. Así, el agua se adherirá a las paredes o a la superficie del cristal como una película continua.
La limpieza del material de vidrio se realiza con detergente y luego se enjuaga con agua del grifo y con agua destilada. Para eliminar el agua, se debe enjuagar el material volumétrico con alcohol etílico puro; para eliminarlo, se realiza un último enjuague con acetona pura y finalmente, se deja secar el material a temperatura ambiente.

6.4- Equipos
Para realizar este ensayo se requieren los siguientes equipos:
- Balanza calibrada con resolución de:
- 0,1 mg para volúmenes de hasta 100 ml.
- 10 mg para volúmenes superiores a 100 ml.
- Barómetro calibrado: en caso de no disponer de uno, se puede conocer la presión a través del servicio meteorológico local.
- Termómetro calibrado: con resolución de 0,1°C.

6.5- Selección de los volúmenes a verificar
Los matraces aforados se verifican para el volumen nominal.

6.6- Verificación de matraces aforados
1) Deben quedar registrados los siguientes datos primarios generados en el ensayo:
- Fecha del ensayo.
- Denominación y código del material volumétrico.
- Código de los equipos auxiliares utilizados.
- Presión atmosférica.
- Temperatura del agua.
- Temperatura ambiente.
- Persona que realiza el ensayo.
2) Determinar y registrar el peso vacío de la cristalería seca (W₂).
3) Llenar la cristalería con agua destilada/ desionizada hasta aproximadamente 5 mm por debajo de la marca del aforo. Si hay gotas en la pared arriba del nivel del agua, secarlas con una varilla de vidrio envuelta en papel absorbente.
4) Colocar el matraz en una superficie nivelada.
5) Ajustar el menisco de manera precisa hasta la marca del aforo, agregando líquido con una pipeta o gotero. El punto más bajo del menisco debe quedar alineado con el borde superior de la marca. Tomar lectura con el ojo al mismo nivel del menisco.
6) Pesar el matraz lleno y registrar el peso (W₁).
7) Vaciar el matraz.
8) Repetir los pasos 3 a 7 dos veces más.
9) Con los datos obtenidos, se realizan los cálculos detallados en el siguiente punto.

6.7- Cálculos
-Volumen real a 20ºC:

Donde:
V_R = volumen real a 20ºC (ml).
W₂ = peso inicial (g).
W₁ = peso final (g).
Z = factor de corrección (ml/g).

Nota: El valor Z puede ser obtenido de tablas, usando la temperatura y presión atmosférica al momento en que la cristalería fue calibrada (Brand, 2009).
El valor Z es esencialmente una función de:
a) La densidad del aire en relación a la temperatura y humedad relativa.
b) La densidad del agua en relación a la temperatura.
c) El coeficiente de expansión cúbica de la cristalería volumétrica en relación a su material (borosilicato o soda cal).

-Promedio:
Con los tres datos de V_R se calcula el volumen real promedio (V).

-Sesgo:

Donde:
E = sesgo.
V= volumen promedio.
V_Nominal = volumen teórico.

-Incertidumbre:

De la ecuación de volumen real (V_R), se deducen las siguientes fuentes de incertidumbre:

a) Incertidumbre debida al peso del agua:
-Repetibilidad de las pesadas realizadas (Schmid y Lazos Martínez, 2004).

Donde:
S = desviación estándar.
u_S = incertidumbre de repetibilidad.
n = número de repeticiones con que se realizó en el ensayo.

-Incertidumbre de la balanza.

u_B = incertidumbre global de la balanza.
U_B = incertidumbre expandida de la balanza.
K = factor de cobertura. Aparece en el certificado de calibración y generalmente es 2.

La incertidumbre de la balanza se debe contar dos veces, una por el peso inicial (W₂) y otra por el peso final (W₁).
Por lo tanto, teniendo en cuenta estas dos contribuciones, la incertidumbre debida al peso del agua sería:

b) Incertidumbre debida al factor Z:

Donde:

Z_máx y Z_mín = valores extremos de Z en función de la diferencia de temperatura y presión a lo largo del ensayo.

c) Incertidumbre global:

Donde:

u_v = incertidumbre global.
m= promedio de las pesadas.
z= promedio de los valores máximos y mínimos del factor Z.

d) Incertidumbre expandida:

Donde:
u_v = incertidumbre global.
U = incertidumbre expandida.

Bibliografía citada

1. Brand. 2009. Blaubrand. Aparatos volumétricos y picnómetros. Instrucciones de calibrado (SOP). [En línea]. Disponible en http://www.brand.de/fileadmin/user/pdf/SOPs/sop_bbs.pdf. (consultado 19 noviembre 2010).         [ Links ]

2. Instituto Argentino de Normalización y Certificación (IRAM). 2005. Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayos y de calibración. IRAM 301 - ISO/IEC 17025. 4. ed. Argentina.         [ Links ]

3. Muñoz, M. y C. Burón. 2003. Procedimiento para la calibración de material volumétrico. II IBEROLAB [En línea]. Disponible en http://www.iberolab.org/opencms/opencms/congreso/IberolabII2003/index.html (consultado 19 noviembre 2010).         [ Links ]

4. Schmid, W. A. y R. J. Lazos Martínez. 2004. Guía para estimar la incertidumbre de la medición. CENAM. Rev. 1. El Marqués, Querétaro, México.         [ Links ]