En Construcción.

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Rastreabilidad de las Mediciones en el Montaje de Estructuras Metálicas

La rastreabilidad de las mediciones, también conocida como trazabilidad metrológica, es un concepto fundamental en la metrología y la calibración. Se define como la "propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual puede relacionarse con referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas". En términos más sencillos, la rastreabilidad asegura que las mediciones realizadas con una herramienta de medición calibrada pueden ser referenciadas a patrones de medición de mayor jerarquía, hasta llegar a los patrones nacionales o internacionales que definen las unidades de medida del Sistema Internacional de Unidades (SI). En el contexto del montaje de estructuras metálicas, la rastreabilidad de las mediciones es esencial para garantizar la precisión, la confiabilidad y la comparabilidad de las mediciones realizadas, lo que a su vez asegura la calidad, la seguridad y la conformidad de la estructura con las especificaciones técnicas. En Colombia, y particularmente en ciudades como Bogotá, donde la industria de la construcción está sujeta a normas técnicas y de calidad, la rastreabilidad de las mediciones es un requisito indispensable para demostrar la competencia técnica y la validez de los resultados.

Importancia de la Rastreabilidad de las Mediciones

La rastreabilidad de las mediciones ofrece los siguientes beneficios:

• Confiabilidad de los Resultados: Asegura que las mediciones realizadas son precisas y confiables, ya que están referenciadas a patrones de medición reconocidos y con incertidumbres conocidas.
• Comparabilidad de las Mediciones: Permite comparar mediciones realizadas en diferentes lugares, en diferentes momentos y con diferentes instrumentos, ya que todas están referenciadas a la misma base (los patrones nacionales o internacionales).
• Cumplimiento Normativo: Es un requisito fundamental de las normas de calidad y de las normas técnicas aplicables al sector de la construcción, como la NTC-ISO/IEC 17025 para laboratorios de calibración y la ISO 9001 para sistemas de gestión de la calidad.
• Base para la Calibración: Es la base para la calibración de las herramientas de medición, ya que la calibración consiste en comparar las indicaciones de la herramienta con los valores de patrones de referencia trazables.
• Confianza en las Decisiones: Proporciona confianza en las decisiones tomadas con base en las mediciones, como la aceptación o rechazo de materiales, la verificación de dimensiones, el ajuste de elementos estructurales, etc.
• Evidencia Objetiva: Proporciona evidencia objetiva de la calidad de las mediciones realizadas, lo que puede ser importante en caso de auditorías, inspecciones, litigios o reclamaciones de clientes.
• Base para la Investigación y el Desarrollo: Es fundamental para la investigación y el desarrollo en el campo de la metrología y la ingeniería, ya que permite comparar resultados de diferentes experimentos y estudios.
• Comercio Internacional: Facilita el comercio internacional, al asegurar que las mediciones realizadas en diferentes países son compatibles y comparables.

Cadena de Rastreabilidad

La rastreabilidad de las mediciones se establece a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones, que se denomina cadena de rastreabilidad. Esta cadena vincula el resultado de una medición con los patrones nacionales o internacionales, pasando por una serie de patrones intermedios y laboratorios de calibración. Cada eslabón de la cadena representa una calibración, donde se compara un patrón de menor jerarquía con un patrón de mayor jerarquía, y se determina la incertidumbre de la medición.

Un ejemplo simplificado de una cadena de rastreabilidad para la medición de longitud podría ser:

1. Patrón Nacional de Longitud: Mantenido por el Instituto Nacional de Metrología (INM) en Colombia, o por un instituto nacional de metrología de otro país. Este patrón realiza la unidad de longitud (el metro) con la mayor precisión posible.
2. Patrón de Referencia de un Laboratorio Acreditado: Un patrón de longitud (por ejemplo, una cinta patrón o un juego de bloques patrón) calibrado por el INM o por otro laboratorio con trazabilidad al INM.
3. Patrón de Trabajo de un Laboratorio Acreditado: Un patrón de longitud (por ejemplo, un juego de bloques patrón) calibrado por el laboratorio utilizando su patrón de referencia.
4. Herramienta de Medición de la Empresa: Un flexómetro calibrado por el laboratorio utilizando su patrón de trabajo.
5. Medición en el Sitio de Trabajo: La medición de la longitud de un elemento estructural realizada con el flexómetro calibrado.

En cada etapa de la cadena, se debe documentar la calibración, incluyendo la identificación de los patrones utilizados, los resultados de la calibración, la incertidumbre de la medición y la fecha de calibración.

Requisitos para la Rastreabilidad

Para asegurar la rastreabilidad de las mediciones, se deben cumplir los siguientes requisitos:

• Utilizar Herramientas de Medición Calibradas: Todas las herramientas de medición utilizadas en el proyecto deben estar calibradas y dentro de su período de validez de calibración.
• Utilizar Laboratorios de Calibración Acreditados: Las calibraciones deben ser realizadas por laboratorios de calibración acreditados bajo la norma NTC-ISO/IEC 17025 por el ONAC (o por un organismo de acreditación reconocido internacionalmente), cuyo alcance de acreditación cubra el tipo de calibración requerido.
• Patrones de Referencia Trazables: Los laboratorios de calibración deben utilizar patrones de referencia trazables a patrones nacionales o internacionales.
• Documentación Completa: Se debe mantener una documentación completa y precisa de todas las calibraciones, incluyendo los certificados de calibración, las hojas de vida de las herramientas y cualquier otra información relevante.
• Incertidumbre de la Medición: Se debe conocer y documentar la incertidumbre de la medición en cada etapa de la cadena de rastreabilidad.
• Cadena Ininterrumpida: Se debe asegurar que la cadena de rastreabilidad sea ininterrumpida, es decir, que no haya saltos o vacíos en la cadena de comparaciones desde la medición en el sitio de trabajo hasta los patrones nacionales o internacionales.

Responsabilidades en la Rastreabilidad

• Laboratorios de Calibración: Son responsables de asegurar la trazabilidad de sus propias mediciones a los patrones nacionales o internacionales, y de proporcionar a sus clientes (las empresas de montaje de estructuras metálicas) la información necesaria sobre la trazabilidad de las calibraciones realizadas.
• Empresas de Montaje de Estructuras Metálicas: Son responsables de asegurar que las mediciones realizadas en sus proyectos sean trazables, utilizando herramientas de medición calibradas por laboratorios acreditados, manteniendo la documentación completa de las calibraciones y verificando la cadena de rastreabilidad.
• Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC): Es responsable de acreditar.
• Instituto Nacional de Metrología de Colombia (INM): Responsable de mantener los patrones.

Documentación de la Rastreabilidad

La rastreabilidad de las mediciones debe estar documentada de forma clara y completa. La documentación debe incluir:

• Certificados de Calibración: Emitidos por los laboratorios de calibración acreditados, que deben incluir información sobre la trazabilidad de los patrones de referencia utilizados.
• Hojas de Vida de las Herramientas de Medición: Donde se registra el historial de calibraciones de cada herramienta, incluyendo las fechas de calibración, los laboratorios que realizaron las calibraciones, los números de los certificados de calibración y cualquier otra información relevante.
• Registros de las Mediciones: Realizadas en el proyecto, que deben incluir la identificación de la herramienta de medición utilizada, la fecha de la medición y, si es posible, el número del certificado de calibración de la herramienta.
• Procedimientos de Calibración y Medición: Que deben describir los métodos y procedimientos utilizados para realizar las calibraciones y las mediciones, y que deben hacer referencia a las normas técnicas aplicables.

Rastreabilidad y la Norma NTC-ISO/IEC 17025

La norma NTC-ISO/IEC 17025 "Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración" establece requisitos específicos para la rastreabilidad de las mediciones en los laboratorios de calibración. Estos requisitos incluyen:

• El laboratorio debe asegurar que todos los equipos de medición utilizados para realizar calibraciones sean calibrados antes de ser puestos en servicio y posteriormente de acuerdo con un programa establecido.
• El laboratorio debe tener un programa y un procedimiento para la calibración de sus equipos.
• El laboratorio debe asegurar que los resultados de las calibraciones sean trazables al Sistema Internacional de Unidades (SI) mediante una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones que los vinculen a patrones primarios apropiados de las unidades de medida del SI.
• El laboratorio debe documentar la trazabilidad de sus mediciones en los certificados de calibración que emite.

El cumplimiento de estos requisitos por parte de los laboratorios de calibración acreditados garantiza la rastreabilidad de las mediciones realizadas por las empresas de montaje de estructuras metálicas que contratan sus servicios.

Verificación de la Rastreabilidad

Las empresas de montaje de estructuras metálicas deben verificar la rastreabilidad de las mediciones realizadas en sus proyectos. Esto implica:

• Solicitar y revisar los certificados de calibración de las herramientas de medición utilizadas, verificando que incluyan información sobre la trazabilidad de los patrones de referencia utilizados por el laboratorio.
• Verificar que los laboratorios de calibración contratados estén acreditados por el ONAC (o por un organismo de acreditación reconocido) y que el alcance de su acreditación cubra las calibraciones requeridas.
• Mantener un registro actualizado de las calibraciones de las herramientas de medición, incluyendo las fechas de calibración, los números de los certificados de calibración y las fechas de próxima calibración.
• Asegurarse de que las herramientas de medición se utilicen dentro de su período de validez de calibración.
• Realizar auditorías internas periódicas para verificar el cumplimiento de los procedimientos de calibración y la rastreabilidad de las mediciones.

Rastreabilidad en la Práctica: Ejemplo

Para ilustrar la rastreabilidad en la práctica, consideremos el ejemplo de la medición de la longitud de una viga de acero en un proyecto de montaje de estructuras metálicas:

1. La empresa de montaje utiliza un flexómetro para medir la longitud de la viga.
2. El flexómetro ha sido calibrado por un laboratorio de calibración acreditado por el ONAC.
3. El laboratorio utilizó una cinta patrón para calibrar el flexómetro.
4. La cinta patrón fue calibrada por el Instituto Nacional de Metrología de Colombia (INM).
5. El INM mantiene el patrón nacional de longitud, que está ligado a la definición del metro.

En este ejemplo, la medición de la longitud de la viga es trazable al patrón nacional de longitud mantenido por el INM, a través de la cinta patrón del laboratorio y el flexómetro calibrado. El certificado de calibración del flexómetro, emitido por el laboratorio acreditado, debe incluir información sobre la trazabilidad de la cinta patrón utilizada.

Errores Comunes Relacionados con la Rastreabilidad y Cómo Evitarlos

• No verificar la trazabilidad de los patrones de referencia utilizados por el laboratorio de calibración: Solicitar al laboratorio información sobre la trazabilidad de sus patrones y verificar que sean trazables a patrones nacionales o internacionales.
• No mantener una cadena ininterrumpida de calibraciones: Asegurarse de que todas las herramientas de medición utilizadas en el proyecto estén calibradas y que sus calibraciones sean trazables a patrones nacionales o internacionales.
• No documentar adecuadamente la trazabilidad: Mantener registros completos y precisos de todas las calibraciones, incluyendo los certificados de calibración y las hojas de vida de las herramientas.
• Utilizar herramientas de medición fuera de su período de validez de calibración: Establecer un sistema para controlar las fechas de calibración de las herramientas y asegurarse de que se recalibren antes de que expire su período de validez.
• No considerar la incertidumbre de la medición en la cadena de trazabilidad: La incertidumbre de la medición debe ser conocida y documentada en cada etapa de la cadena de trazabilidad.
• No capacitar: No capacitar al personal.

Rastreabilidad y la Incertidumbre de la Medición

La incertidumbre de la medición es un parámetro asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente ser atribuidos al mensurando (la magnitud que se está midiendo). La incertidumbre de la medición es una medida de la calidad de la medición, e indica el nivel de duda que existe sobre el resultado de la medición.

La rastreabilidad y la incertidumbre están estrechamente relacionadas:

• La rastreabilidad proporciona la base para la comparabilidad de las mediciones, al asegurar que todas las mediciones están referenciadas a la misma base (los patrones nacionales o internacionales).
• La incertidumbre de la medición cuantifica la calidad de la medición, indicando el rango de valores dentro del cual se espera que se encuentre el valor verdadero de la magnitud medida.

En cada etapa de la cadena de rastreabilidad, se debe determinar la incertidumbre de la medición. La incertidumbre de la medición final (la medición realizada en el sitio de trabajo) es el resultado de la propagación de las incertidumbres de todas las etapas anteriores de la cadena.

Rastreabilidad en Diferentes Magnitudes

La rastreabilidad se aplica a todas las magnitudes físicas relevantes para el montaje de estructuras metálicas, incluyendo:

• Longitud: Flexómetros, cintas métricas, medidores láser de distancia, calibradores, micrómetros, etc.
• Ángulo: Niveles, teodolitos, estaciones totales, goniómetros, etc.
• Planitud y Perpendicularidad: Niveles, escuadras, reglas, etc.
• Fuerza y Torque: Dinamómetros, torquímetros, llaves dinamométricas, etc.
• Temperatura: Termómetros, termopares, cámaras termográficas, etc.
• Presión: Manómetros, transductores de presión, etc.
• Masa: Balanzas, básculas, etc.
• Tiempo: Cronómetros.

Para cada magnitud, existen patrones de referencia específicos y laboratorios de calibración acreditados que pueden proporcionar la trazabilidad necesaria.

El Instituto Nacional de Metrología de Colombia (INM)

El Instituto Nacional de Metrología de Colombia (INM) es la máxima autoridad metrológica en Colombia. Sus funciones incluyen:

• Mantener los patrones nacionales de medida y asegurar su trazabilidad al Sistema Internacional de Unidades (SI).
• Diseminar la trazabilidad metrológica a los laboratorios de calibración y a la industria a través de servicios de calibración y de la participación en comparaciones interlaboratorios.
• Realizar investigación y desarrollo en el campo de la metrología.
• Promover la cultura de la metrología en el país.
• Representar a Colombia ante organismos internacionales de metrología.

El INM juega un papel fundamental en la cadena de rastreabilidad de las mediciones en Colombia.

Rastreabilidad y la Gestión de Riesgos

La rastreabilidad de las mediciones es una herramienta importante para la gestión de riesgos en el montaje de estructuras metálicas. Al asegurar que las mediciones son precisas y confiables, se reduce el riesgo de:

• Errores de diseño y cálculo estructural.
• Errores en la fabricación y el corte de los elementos estructurales.
• Errores en el ensamblaje y la alineación de los elementos estructurales.
• Fallas estructurales o colapsos.
• Accidentes laborales.
• Retrasos en el proyecto.
• Sobre costos.
• Litigios y reclamaciones.

Rastreabilidad y la Mejora Continua

La rastreabilidad de las mediciones, junto con la gestión de la calibración y las auditorías internas, contribuye a la mejora continua de los procesos de medición y de la calidad en general del proyecto de montaje de estructuras metálicas. Al identificar y corregir las no conformidades, al analizar las tendencias en los resultados de las calibraciones y al implementar acciones correctivas y preventivas, se puede lograr una mayor precisión en las mediciones, una mayor eficiencia en los procesos y una mayor satisfacción del cliente.

El Futuro de la Rastreabilidad

La rastreabilidad de las mediciones está evolucionando con el avance de la tecnología. Algunas tendencias futuras incluyen:

• Digitalización de la Información: Mayor uso de sistemas digitales para la gestión de la calibración y la trazabilidad, como software de gestión de activos, bases de datos en la nube y certificados de calibración electrónicos.
• Automatización de la Calibración: Mayor uso de sistemas automatizados de calibración, que reducen la intervención humana y mejoran la eficiencia y la precisión de las calibraciones.
• Internet de las Cosas (IoT): Conexión de las herramientas de medición a internet, lo que permite el monitoreo remoto de su estado de calibración y su ubicación, y la recopilación de datos en tiempo real.
• Inteligencia Artificial (IA): Uso de algoritmos de IA para analizar los datos de calibración, predecir fallas en las herramientas y optimizar los intervalos de calibración.

Rastreabilidad y la Industria 4.0

La rastreabilidad, se relaciona con la industria 4.0, ya que hay una mayor digitalización, y una mayor automatización.

Tablas

Ejemplo de Cadena de Rastreabilidad

Documentación de la Rastreabilidad

Ejemplo de Trazabilidad (Teodolito)