Calibración y ajuste de instrumentos de medición de humedad ? Ventajas y desventajas de diferentes métodos

Calibración y ajuste de instrumentos de medición de humedad ? Ventajas y desventajas de diferentes métodos

Los dispositivos para la medición de la humedad relativa pueden calibrarse o ajustarse de diferentes maneras. La situación ideal sería verificar y certificar todos los dispositivos en un laboratorio acreditado conforme a los más altos estándares. Sin embargo, en la realidad, es necesario encontrar soluciones que concilien factores de tiempo, costos, requisitos técnicos, conocimientos especializados y necesidades particulares de los usuarios.

Como ayuda en la selección de procedimientos y métodos de calibración, aquí se describen algunos de los métodos más utilizados, así como sus ventajas y desventajas. Pero primero, deben aclararse cuatro términos que aparecen en todos los procesos de calibración.

Calibración – Proceso mediante el cual los valores medidos con un instrumento se comparan con los de una referencia o patrón normal.
Ajuste – Proceso mediante el cual la lectura de un instrumento de medición, es decir, el valor medido/mostrado (el llamado valor real), se corrige lo mejor posible para que coincida con el valor correcto, conocido como valor de referencia o valor objetivo.
Intervalo de calibración – Diferencia de tiempo entre dos calibraciones consecutivas de un instrumento de medición.
Estándar de trabajo – Un instrumento de medición calibrado con la ayuda de un patrón secundario o primario, para ser utilizado posteriormente en la calibración de otros instrumentos.

La palabra “calibración” se interpreta a menudo, pero no siempre, como comparación que incluye ajuste. Para evitar malentendidos, no se debe asumir que una calibración también implica necesariamente un ajuste.

Frecuentemente, los fabricantes son consultados por los clientes sobre qué intervalos de calibración recomiendan. Es un enfoque razonable, pero en la práctica, la capacidad de rendimiento de un instrumento puede disminuir con el tiempo dependiendo del uso. Por ello, corresponde al usuario determinar los intervalos de calibración. Los metrólogos intentan resolver este problema calibrando regularmente el instrumento (sin ajustarlo) y registrando los datos, hasta que la deriva de la medición supere las tolerancias permitidas. El intervalo de calibración es la diferencia de tiempo entre la calibración en el momento tn y la siguiente en el momento tn+1. Entre estos dos momentos, el dispositivo se encuentra en estado calibrado y operativo. Este intervalo se supervisa mediante calibraciones adicionales, menos frecuentes, hasta que se detecta un comportamiento de rendimiento aceptable.

Un estándar de trabajo puede ser cualquier instrumento utilizado para calibrar otro. La precisión y la repetibilidad no son decisivas para este estándar. Los datos de rendimiento del estándar solo deben ser adecuados para su uso previsto. Es importante que este estándar se calibre periódicamente con un patrón secundario o primario, y que su comportamiento operativo se supervise y documente cuidadosamente.

Temperatura – un factor clave

La humedad relativa es extremadamente dependiente de la temperatura. Para obtener los mejores resultados de calibración, todos los equipos utilizados en la calibración deben tener una temperatura equilibrada. Esto significa que el entorno de calibración debe mantener una temperatura estable, y que el estándar de trabajo y el dispositivo a calibrar deben estar a la misma temperatura. Si estas condiciones no se cumplen, las diferencias de temperatura provocarán errores en la calibración. En la práctica, esto implica que los estándares portátiles deben adaptarse a la temperatura ambiente local. Esto es especialmente importante cuando un patrón almacenado a temperatura ambiente se usa en un proceso o entorno donde se presentan temperaturas más altas o más bajas que la temperatura ambiente.

Calibración en un punto en situ

Este método utiliza un estándar de trabajo para calibrar un dispositivo de medición estacionario sin apagarlo. Por ejemplo, un técnico puede verificar un transmisor de medición montado en la pared con un dispositivo portátil. La ventaja principal es que el procedimiento es rápido y sencillo. No hay tiempos de inactividad para el dispositivo de medición, y no se requieren esfuerzos adicionales para desmontarlo. Sin embargo, una desventaja es la ausencia de un segundo punto de calibración para verificar el comportamiento dinámico correcto del dispositivo.

Si las condiciones ambientales presentan pocas variaciones, puede ser suficiente simplemente acercar la mano al sensor para observar su reacción y recuperación. Sin embargo, si las condiciones varían más, es preferible realizar una calibración en múltiples puntos.

Calibración en múltiples puntos en operación

Las calibraciones en dos o tres puntos pueden realizarse en el lugar con generadores de humedad, siempre que la temperatura ambiente sea estable. Se pueden obtener valores de humedad reconocidos con una variedad de instalaciones, aunque todas tienen ciertas limitaciones o requisitos. Por ejemplo, un baño de sal saturado es una solución económica y fácil de transportar.

Pero es necesario dedicar suficiente tiempo para reducir al mínimo las fluctuaciones de humedad causadas por diferencias de temperatura. Como los baños de sal se consideran no reversibles, la reversibilidad debe asegurarse, por ejemplo, usando un estándar de trabajo adecuado en el baño de sal junto con el dispositivo a calibrar. La ventaja de la calibración en múltiples puntos en el lugar es que garantiza el correcto funcionamiento del dispositivo en el rango de uso definido. Sin embargo, estas calibraciones son más difíciles de realizar que las calibraciones en un solo punto in situ. Los técnicos necesitan un equipo más completo, y el dispositivo debe trabajar en modo offline. El proceso puede durar aproximadamente una hora, o incluso más. Además, las condiciones en el lugar a menudo no son óptimas, lo que dificulta alcanzar un alto nivel de precisión.

Calibración en laboratorio propio

Algunas empresas disponen de laboratorios metrológicos propios, con las capacidades necesarias para mediciones y calibraciones. Estos laboratorios son comunes en empresas que mantienen un gran número de instrumentos o que realizan mediciones en áreas críticas. La calibración en laboratorios internos ofrece muchas ventajas. Las capacidades del laboratorio pueden adaptarse a las necesidades de la empresa. En algunos casos, se elimina completamente la responsabilidad del usuario sobre la capacidad del instrumento. Los metrólogos pueden determinar los intervalos de calibración, y técnicos capacitados realizan sus tareas en un entorno controlado, garantizando una rápida rotación y un servicio personalizado en caso de requerimientos especiales. En empresas grandes, estas ventajas pueden verse limitadas si el equipo de calibración no está cerca de los instrumentos de medición.

Laboratorios comerciales de calibración

Existen instituciones con fines lucrativos que ofrecen servicios de calibración. En la mayoría de los casos, los instrumentos se retiran de operación y se envían al laboratorio para su calibración. Algunos laboratorios comerciales disponen de personal para la instalación y desinstalación de los instrumentos. También hay algunos que ofrecen calibración en sitio mediante laboratorios móviles. Estos laboratorios son útiles especialmente para empresas que necesitan calibrar pocos instrumentos, en cuyo caso no compensa invertir en calibradores propios. La competencia técnica de estos laboratorios varía: algunos ofrecen servicios de alta calidad, comparables a los de los organismos nacionales de normalización, como el NIST. Otros se especializan en condiciones de humedad difíciles de reproducir, como humedad extremadamente alta o baja en rangos de temperatura extremos. Al buscar un laboratorio de calibración adecuado, es recomendable verificar que esté acreditado, es decir, que haya sido inspeccionado y certificado por una institución independiente. Como resultado del proceso de acreditación, se define claramente el alcance del trabajo del laboratorio, incluyendo los tipos de mediciones, rangos y niveles de incertidumbre que puede realizar. En Europa, existen organismos de certificación en todos los Estados miembros que supervisan y acreditan estos laboratorios, y publican listas completas de los laboratorios acreditados.