Este documento describe la calibración de equipos de medida. La calibración es necesaria porque las respuestas de los equipos varían con el tiempo debido a factores como el envejecimiento. La calibración compara las respuestas de los equipos con valores conocidos de un patrón de referencia para asegurar mediciones consistentes. Existen dos tipos de calibración: la calibración instrumental, que compara directamente las respuestas del equipo con el patrón, y la calibración metodológica, que relaciona las respuestas del equipo con la cantidad

1. CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DE MEDIDA
Jordi Riu, Ricard Boqué, Alicia Maroto, F. Xavier Rius
Departamento de Química Analítica y Química Orgánica
Instituto de Estudios Avanzados
Universitat Rovira i Virgili.
Pl. Imperial Tàrraco, 1
43005-Tarragona
Jesús Laso
Gabinete de Servicios para la Calidad, S.A.L.
C/ Cocheras 4, Portal G, Bajo 4
28007 - Madrid
Introducción Considerando solamente aspectos
dentro del propio laboratorio,
podemos constatar que las
Hemos visto en un artículo
respuestas de los equipos, patrones,
predecente [RIU, 2000a] que la
etc… varían con el paso del tiempo
trazabilidad de los resultados
debido a diferentes causas:
obtenidos mediante medidas físicas
envejecimiento, deterioros, limpiezas
depende en gran parte de la
inadecuadas, reacciones químicas,
calibración de los equipos con los que
etc… Cuando esta variación es lenta
se mide. La calibración de aparatos e
se denomina deriva. La deriva se
instrumentos de medida que
define entonces según el Vocabulario
intervienen en los procesos de
de Metrología Internacional, VIM
medida químicos también es
importante, aunque en menor grado [BIPM, 1993], como la “variación lenta
de una característica metrológica de
que en los procesos de medida
un instrumento de medida”.
físicos, dado que en los primeros
existen muchos más factores que
influyen en el resultado final. El objetivo último es asegurar que si
dos laboratorios tienen equipos que
se calibran (comparan) de una
Los equipos han de calibrarse dado
manera trazable a un patrón de
que sus respuestas generalmente no
son estables con el tiempo. referencia, se podrá suponer, que en

2. ausencia de otros problemas debidos doble significado, ya que además de
a personal, métodos, etc... sus la calibración instrumental existe la
medidas serán claramente calibración analítica donde se
comparables, y no existirá variación relaciona la respuesta instrumental
entre las mismas. con la concentración del analito a
determinar, normalmente mediante
Por ello, es necesario realizar una un modelo de línea recta. En la
operación de comparación de las Figura 1 se puede observar un
respuestas de los equipos o sistemas ejemplo de la primera acepción de
de medida con los valores conocidos calibración, en este caso el proceso
de una medida para garantizar: i) que de calibración instrumental de un
medimos igual que otros laboratorios pHmetro. En ella se puede comprobar
y ii) que los valores de nuestras que el valor conocido proporcionado
medidas se mantienen con el paso por el patrón, el cual puede ser
del tiempo. A esta comparación se la obtenido a partir de un patrón físico o
conoce como proceso de calibración. un material de referencia certificado
(MRC), se expresa en la misma
magnitud que mide el equipo, y que la
Concepto de calibración relación entre el valor de magnitud
conocido y el valor del equipo se
suele expresar como una diferencia
La calibración se define como el
denominada corrección. Por lo tanto,
“conjunto de operaciones que
en el proceso de calibración es
establecen, en unas condiciones
fundamental el disponer de un patrón
especificadas, la relación que existe
adecuado. Patrón, según el VIM
entre los valores indicados por un
[BIPM, 1993], es el “valor de medición
instrumento o sistema de medida, o
materializado, aparato o sistema de
los valores representados por una
medida materializada y los medida con el que se intenta definir,
realizar, conservar, o reproducir una
correspondientes valores conocidos
unidad física o bien uno o varios
de una magnitud de medida”. [BIPM,
valores conocidos de una magnitud
1993]
con el fin de que sirvan de
comparación a otros elementos de
Es importante puntualizar que, tal
medida”. Al patrón de máxima calidad
como se ha reseñado anteriormente
se lo conoce como patrón de
[RIU, 2000a], en medidas químicas el
concepto de calibración tiene un referencia, que según el VIM [BIPM,

3. 1993], corresponde a “el que se frecuentemente calibración
conserva en un lugar determinado y metodológica. En la Figura 2 se
en el que se fundan todas las puede observar una proceso de
medidas que se hacen en dicho lugar. calibración metodológica que
Por lo general es un patrón de la relaciona la respuesta instrumental
máxima calidad metrológica”. con la concentración de analito en la
Instrumento Patrón:
de medida: soluciones
pHmetro tampón
Valor equipo Valor conocido
Corrección del instrumento:
Corrección = valor conocido - valor equipo
Figura 1. Calibración de un pHmetro
muestra. En este tipo de
Hemos comentado anteriormente que
calibraciones, el equipo mide una
calibración tiene un doble sentido en
magnitud que no es la que expresa el
medidas químicas, ya que también se
patrón, utilizada como valor de
refiere al establecimiento de la
magnitud materializada. Algunos
relación entre la señal instrumental y
ejemplos de estos tipos de
la magnitud medida (normalmente
calibraciones es la calibración de un
concentración de analito en la
termopar (donde se relaciona
muestra), que frecuentemente
temperatura con voltaje), o la
llamamos curva (o recta) de
calibración de un equipo UV-visible
calibrado. Este concepto de
para determinar nitratos en agua
calibración se refiere a la calibración
(donde se relaciona absorbancia con
ligada al método específico que
concentración de nitratos). En estos
estamos aplicando, y la llamamos
casos la relación entre el valor

4. conocido de la magnitud y el valor del comparamos el valor del equipo
equipo se expresa como una función (proporcionado por el instrumento)
magnitud y respuesta, la cual puede con el valor conocido (proporcionado
variar en función de las por el patrón). Como el patrón es
características y estado de aquello a lo que nos vamos a
funcionamiento del equipo. La comparar, siempre que sea posible
determinación de esta relación deberemos utilizar patrones con
genera siempre una incertidumbre. elevado nivel metrológico (es decir,
elevada trazabilidad, reducida
Dada la amplitud del concepto de incertidumbre ...), como instrumentos
calibración, en el presente artículo de referencia o materiales
vamos a restringirnos a la calibración certificados. Así mismo, deberemos
de equipos o sistemas de medida. calibrar el instrumento en las mismas
condiciones en
Respuesta = b0 + b1 ?[analito]
que se trabaja
habitualmente:
instrumetal
mismo intervalo,
mismas
condiciones
ambientales
Respuesta
(presión,
temperatura ...),
debiendo incluir
el valor de estas
magnitudes de
influencia [RIU,
2000a] en el
Concentración certificado de
calibración, y
Figura 2. Calibración metodológica efectuar su calibración
periódicamente, periodo que
Elementos del proceso de dependerá de qué instrumento o
calibración sistema de medida se trate.
Acabamos de ver que en el proceso
de calibración instrumental Resultados del proceso de

5. calibración instrumental. Información obtenida en la
calibración
Mediante el proceso de calibración
instrumental, podemos obtener los Como consecuencia del proceso de
siguientes resultados: calibración, se obtiene una
información sobre la capacidad de
- Estimación de los errores de medida actual de nuestro equipo, y se
indicación del instrumento de medida, garantiza la comparabilidad mediante:
del sistema de medida o de la medida
materializada, o asignar valores a las - Valor de la relación entre el valor del
marcas de escalas arbitrarias. equipo y el valor proporcionado por el
patrón
- Determinación de otras propiedades
metrológicas, como incertidumbre o Corrección, como hemos visto por
diferentes valores de precisión. ejemplo en la Figura 1, en el caso de
medidas directas, o función
- El resultado de una calibración debe respuesta, como hemos visto por
ser recogido en un documento ejemplo en la Figura 2, en el caso de
denominado certificado de calibración medidas indirectas. En ambos casos,
o informe de calibración. esta relación nos indica uno o varios
valores numéricos que tendremos
- A veces se expresa el resultado de que utilizar para obtener los valores
una calibración mediante un factor de verdaderos de nuestra medida.
calibración o de un conjunto de
factores que puede tomar la forma de - Incertidumbre
una curva de calibración.
El valor numérico de la corrección o
La importancia de la calibración la función respuesta obtenida, tendrá
reside en darnos una fotografía una incertidumbre asociada debida al
instantánea de la situación de nuestro método utilizado, y al patrón y
instrumento o sistema, a partir de la equipos utilizados. Esta
cual podemos efectuar las incertidumbre, que se propaga a
correcciones necesarias para todos los resultados obtenidos, puede
asegurar su correcto funcionamiento. calcularse utilizando la información
generada en el proceso de
calibración.

6. b) El equipo puede ser utilizado con
- Trazabilidad restricciones (realización de
correcciones, utilización solo en una
Si la operación de calibración tiene parte del rango, etc…).
como objetivo asegurar que nuestros
resultados son comparables con el c) El equipo no puede ser utilizado,
resto de laboratorios, el certificado o en cuyo caso se deberá definir si se
los registros de la calibración manda a reparar, o se puede realizar
deberían garantizarnos la trazabilidad un ajuste con los propios medios del
de nuestros resultados a patrones laboratorio.
apropiados.
Evidentemente esa evaluación debe
- Evaluación de los resultados de la realizarse en función de los requisitos
calibración. solicitados a nuestros equipos en el
proceso de medida y análisis, que en
Como parte final de todo el proceso, y el caso de laboratorios dedicados al
objetivo fundamental de la control de fabricación tendrán que ver
calibración, es necesario realizar por con las tolerancias solicitadas a
parte del personal que va a utilizar el nuestros productos.
equipo o sistema de medida un
análisis de los resultados obtenidos.
De él se debe desprender si el equipo Conclusiones
puede ser utilizado para el uso
previsto (lo que conlleva que la Hemos visto que la calibración de los
incertidumbre asociada al equipo sea instrumentos o equipos de medida es
adecuada) y como debe ser utilizado una etapa fundamental para asegurar
(cual es la relación obtenida en el la veracidad [RIU, 2000b] de los
momento de la calibración). Esto resultados proporcionados por ellos.
puede dar lugar a tres posibles Sin embargo, la calibración es una
situaciones: condición necesaria pero no
suficiente para asegurar la
a) El equipo puede ser utilizado en trazabilidad de las medidas, ya que la
cuyo caso se identifica como tal, y se incertidumbre de dichas medidas no
prevé su próxima fecha de sólo proviene de la incertidumbre de
calibración. calibración, sino además del uso
diario que hagamos del instrumento o

7. equipo de medida.
Además, las decisiones que se
adoptan en los laboratorios de
ensayo con la utilización de
instrumentos calibrados pueden ser
incorrectas si no se establece un
límite a la incertidumbre de aquéllas.
En posteriores artículos abordaremos
los diferentes métodos existentes
para efectuar correctamente el
proceso de calibración instrumental.
Referencias bibliográficas
BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC,
IUPAP, OIML International vocabulary
of basic and general terms in
metrology, VIM. ISO, Ginebra (1993)
Jordi Riu, Ricard Boqué, Alicia
Maroto, F. Xavier Rius Técnicas de
Laboratorio 256 (2000) 745-747
Jordi Riu, Ricard Boqué, Alicia
Maroto, F. Xavier Rius Técnicas de
Laboratorio 254 (2000) 591-594