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La Normalización - Metrología y Control de la Calidad

Enviado por Emilio Cutiño Blanco



  1. Resumen
  2. Propósito general
  3. Tareas básicas de la normalización
  4. Metrología legal
  5. Medición
  6. Importancia de la metrología
  7. Control metrológico
  8. Supervisión metrológica
  9. Bibliografía

Resumen

Siempre que vayamos a elaborar un diseño ó proyecto es necesario tener en cuenta los requisitos ó parámetros cuantitativos que establecen las normas al respecto, los instrumentos de mediciones, así como las unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como el conjunto de los mecanismos, acciones y herramientas realizadas para detectar la presencia de errores que aseguren que los productos o servicios cumplan con los requisitos mínimos de calidad.

Keywords: Normas -Medir- Calidad- Precisión-Metrología -Intercambiabilidad

La normalización : surge en su etapa inicial simultáneamente a la especie humana , como forma de organización y comunicación de los hombres en los distintos contextos sociales en los cuales se ha ido desarrollando , motivado por razones diversas tales como.

-Símbolos de comunicación, orientación y comportamiento.

-Ritos religiosos.

-Normas de comportamiento social

-Normas jurídicas.

-Normas sociales.

Normas de circulación o tránsito.

Norma: Documento, establecido por consenso y aprobado por un organismo reconocido, que proporciona, para uso común y repetido, reglas, directrices o características para las actividades o sus resultados, destinado al logro de un grado óptimo de orden en un contexto dado.

Normalización: Actividad dirigida a establecer disposiciones sobre problemas reales o potenciales, destinadas a un uso común y repetido con vistas a obtener el grado óptimo de orden en un contexto dado.

El uso de las unidades del SI (Sistema internacional) fue adoptada por una resolución de la décima conferencia de pesos y medidas en el 1954 y finalizada en el 1960 en la Oncena conferencia aprobada por la ISO

Objetivos fundamentales de la normalización

  • Simplificar: se trata de reducir los modelos para quedarse únicamente con los más necesarios.

  • Unificar: para permitir el intercambio a nivel internacional.

  • Especificar: se persigue evitar errores de identificación creando un lenguaje claro y preciso.

Propósito general

Reducir los prototipos de normas que rigen las relaciones entre países en un mundo cada vez más globalizado e interconectado e través del comercio mundial e intercambiabilidad comercial entre los más de 46 países que conforman la ISO (Organización internacional para la normalización).

Todas las normas se agrupan en dos grupos.

Primer grupo.- División de acuerdo con el aspecto de normalización.

  • a) Normas de nomenclaturas, símbolos términos y definiciones.

  • b) Normas de clasificación.

  • c) Normas de reglas de proyección y cálculos.

  • d) Normas de propiedades y tamaños de productos.

  • e) Normas de embalajes.

  • f) Normas de regulación de seguridad.

  • g) Normas de métodos de ensayos.

Segundo grupo. De acuerdo con el nivel de normalización

  • a) Internacionales.

  • b) Nacionales. ( UNC-0021-64 ( Norma cubana)

  • c) Sectoriales.

  • d) Empresariales.

  • e) Especiales

Norma Cubana: Producto del trabajo normalizativo que se establece por consenso y es aprobado por la Oficina Nacional de Normalización(ONN), que ofrece para uso común y repetido reglas, lineamientos o características de las actividades o sus resultados, destinado al logro de un grado óptimo de orden en un contexto dado.

La Norma Cubana se establece por consenso y para el caso de nuestro país el "organismo reconocido" de que nos habla la definición internacional de "norma" es la Oficina Nacional de Normalización.

Tareas básicas de la normalización

La oficina nacional de normalización (ONN) tiene entre otras funciones las siguientes

-La elaboración de la documentación de documentos normativos que garantizan el desarrollo de la actividad en el país, tales como.

1.-Especificacíon técnica.

Este documento normativo es aprobado por la ONN o por instancias superiores del Gobierno del Estado y en ambos casos publicado por la ONN

2.-Especificación públicamente disponible

Este documento normativo es aprobado por la ONN o por instancias superiores del Gobierno o del Estado y publicado en ambos casos por la ONN, para responder a una necesidad urgente del mercado, representando un consenso, bien dentro de una organización externa a la responsabilizada con el objeto de normalización,

3.- Reporte (Informe) Técnico Especificación Técnica

Este documento normativo es aprobado por la ONN o por instancias superiores del Gobierno o del Estado y publicado por la primera, que contiene datos de naturaleza diferente a los que normalmente son publicados como Normas Cubanas o Especificaciones Técnicas. Tales datos pueden incluir, por ejemplo, datos obtenidos de una encuesta realizada entre los organismos nacionales de normalización de otros países, datos sobre el trabajo en otras organizaciones internacionales y otros.

4.- Guía

Este documento normativo es aprobado y publicado por la ONN y brinda reglas, orientaciones, sugerencias o recomendaciones vinculadas a la normalización nacional. Las guías pueden tratar temas de interés para todos los usuarios de documentos publicados por la ONN.

5.-Reglamento técnico.

Documento de carácter obligatorio que contiene requisitos técnicos, ya sea directamente, por referencia a una norma, especificación técnica o código de buena práctica, o bien mediante la incorporación de su contenido.

Metrología- Ciencia de las mediciones. La metrología incluye todos los aspectos teóricos y prácticos relacionados con las mediciones, independientemente de la incertidumbre y de la rama de la ciencia o la tecnología donde ellas ocurran

Metrología legal

Es la parte de la metrología que trata de las unidades de medida, métodos de medición e instrumentos de medición, en relación a las exigencias técnicas y requerimientos legales que tienen el objetivo de asegurar la garantía pública desde el punto de vista de la seguridad y de la apropiada exactitud de las mediciones.

Medición

Conjunto de operaciones que tienen como objetivo determinar el valor de una magnitud. Las operaciones pueden ser ejecutadas automáticamente

Métodos de medición-

Secuencia lógica de operaciones, generalmente descritas, usada en la ejecución de las mediciones

Sistema de unidades (de medida)

Conjunto de unidades básicas y de unidades derivadas, definidas de acuerdo con reglas dadas, para un sistema de magnitudes dado. Ejemplos:

a) Sistema Internacional de Unidades, SI;

b) Sistema de unidades CGS

Una de las primeras necesidades de la comunidad primitiva, una vez ya instituida la comunicación oral y escrita entre los hombres fue la de medir, como forma para definir la magnitud y cuantía de los fenómenos, fenómenos, cosas etc. surgiendo las unidades y sistemas de unidades rudimentarias como las parte del cuerpo humano.

El metro como unidad de longitud del sistema internacional definido como la diezmillonésima parte de un cuarto del meridiano Dunkerque-Barcelona

El sistema internacional de unidades (SI) originalmente parte del sistema MKS (Metro-kilogramo- Segundo) y de tres sistema derivado de este el MKSA (Metro-Kilogramo-segundo-ampere), el MKSK (Metro- kilogramo-segundo kelvin) y el MSC (Metro-segundo candela).

El desarrollo vertiginoso de la técnica, la ciencia y el comercio internacional ha acentuado la necesidad de la implantación mundial del SI.

Muchos países desarrollados e y en vías de desarrollo han adoptado como sistema al SI, encontrándose estos en la etapa preparatoria o de introducción del SI, según sus posibilidades de desarrollo.

Ventajas del sistema internacional de unidades.

1.- Su internacionalización

2.- Su uniformidad, o sea que la relación entre los múltiplos o los sub múltiplos es fácil de recordar y calcular.

3.-Su simplicidad en la expresión de las ecuaciones y fórmulas, por lo que se reduce la aparición de coeficiente de conversión.

4.-Su coherencia, pues las unidades derivadas SI están en función de las unidades básicas y suplementarias con la ayuda de expresiones matemática de coeficiente 1

5.-Su naturalidad, ya que sus unidades básicas excepto el kg pueden ser tomada de la naturaleza mediante experimentos adecuados.

6.- La normalización del uso de sus símbolos y unidades regulados por organismos internacionales.

El sistema internacional de unidades (SI) comprende tres clases de unidades básicas suplementarias y derivadas

Unidades básicas

Nombre de la unidad básica

Símbolo

Longitud

Metro

M

Masa

Kilogramo

Kg

Tiempo

Segundo

S

Intensidad de la corriente eléctrica

Ampere

A

Temperatura termodinámica

Kelvin

K

Cantidad de sustancias

Mole

Mol

Intensidad luminosa

Candela.

cd

Unidades suplementarias

Magnitud

Nombre de la unidad suplementarias

Símbolo

Angulo plano

Radian

rad

Angulo solido

estereorradián

sr

Unidades derivadas.

Magnitud

Nombre de la unidad derivada

símbolo

Frecuencia

hertz

Hz

Fuerza

newton

N

Presión , esfuerzo

Pascal

Pa

Energía trab. cant .de calor

joule

J

Potencia

watt

W

Potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión

volt

V

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El desarrollo vertiginoso de la técnica, la ciencia y el comercio internacional ha acentuado la necesidad de la implantación mundial del SI.

Muchos países desarrollados e y en vías de desarrollo han adoptado como sistema al SI, encontrándose estos en la etapa preparatoria o de introducción del SI, según sus posibilidades de desarrollo.

Importancia de la metrología

Funciones

Metrología Es la ciencia de las medidas en su generalidad, trata del estudio y aplicación de todos los medios propios para efectuar una medición.

Medir.- Comparar una magnitud conocida con una desconocida.

Tipos de mediciones Directas e indirectas

Ramas de la metrología-

1.- Metrología científica.

2.-Metrología industrial.

3.- Metrología legal

Funciones de la metrología.

-Participar en la definición de la política  del Estado y el Gobierno en materia de Metrología.

-Funcionar con carácter de Laboratorio Nacional de Metrología (NMI) del Servicio Nacional de Metrología, para lo cual debe conservar el Patrón Nacional correspondiente a cada magnitud física, salvo que su conservación sea más conveniente en otra institución.

-Realizar investigaciones aplicadas, dirigidas al aseguramiento de la uniformidad y exactitud de las mediciones y participar en la definición de la política y organización de la base de patrones.

-Promover y realizar actividades de investigación en los diferentes campos de la metrología, con el fin de definir y establecer las direcciones principales de desarrollo, así como las bases metodológicas, organizativas, científicas, técnicas y económicas.

-Elaborar, desarrollar y perfeccionar de conjunto con la Dirección de Metrología, los principios organizativos, metodológicos, científico técnicos, relacionados con el Servicio Nacional de Metrología.

-Garantizar la trazabilidad de los patrones nacionales y de los de jerarquía inferior en posesión del Servicio Nacional de Metrología. Ejecutar las verificaciones y calibraciones de los patrones e instrumentos de medición de alta exactitud y brindar servicios de mediciones de alta exactitud.

-Avalar y someter a consideración de su Consejo Científico los resultados científicos que en la esfera de la Metrología se desarrollan en el país.

-Organizar y participar en interoperaciones claves en el ámbito internacional y propiciar las interoperaciones nacionales de patrones.

-Organizar, asesorar y ejecutar los trabajos de Evaluación  de Modelo de instrumentos de medición. Ejecutar las verificaciones Iníciales a instrumentos de medición.

-Ejecutar dentro del Sistema de Certificación de la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) la emisión de certificados.

-Coordinar y asesorar la implantación del Sistema Nacional de Unidades de Medidas Legales en el país.

-Participar en el establecimiento y aplicación de las disposiciones relativas a las mercancías de productos pre envasados y pre empacados.

Certificar los Materiales de Referencia elaborados por los sectores industriales, técnicos y científicos.

.-Participar en la confección de los programas de Normalización, Metrología y Aseguramiento de la Calidad según corresponda.

-Participar en la supervisión del cumplimiento de lo dispuesto en Metrología Legal y aplicar las sanciones según corresponda.

-Realizar el estudio y adecuación de las recomendaciones internacionales de los Organismos Internacionales vinculados a la Metrología, para proponer su adopción como documentos normativos.

-Participar a través del Comité Técnico de Normalización en Metrología, en la elaboración de los documentos normativos y disposiciones fundamentales de la Metrología.

-Participar en la supervisión de los Órganos del Servicio Nacional de Metrología (SENAMET).

-Participar de conjunto con la Dirección de Metrología y las Oficinas Territoriales de Normalización, en las supervisiones e inspecciones nefrológicas.

-Participar en las actividades de los organismos internacionales y regionales vinculados a la Metrología, asumiendo las obligaciones y compromisos derivados de éstas.

-Participar en la promoción y organización en su caso, de congresos, seminarios, conferencias, cursos o de cualquier otro tipo de evento relacionado con la Metrología.

-Participar en las actuaciones periciales en el campo de la Metrología.

-Organizar y ejecutar la capacitación en Metrología del Servicio Nacional de Metrología.

-25.-Promover la preparación de los cuadros de nivel superior para la obtención de grados científicos.

Control metrológico

El Control Metrológico de los instrumentos de medición es el conjunto de actividades que comprende la:

-Aprobación de modelo

-Verificación inicial

-Verificación Posterior.

-Supervisión del uso.

Aprobación de modelo

Decisión de relevancia legal, basada en el informe de la evaluación de un tipo de instrumento de medición que obedece a requisitos legales pertinentes y es apropiado para el uso en el área regulada de tal manera que se espere que proporcione mediciones fiables en un período definido de tiempo.

Verificación

Todas las operaciones llevadas a cabo por un órgano del servicio de Metrología Legal (u otras organizaciones autorizadas legalmente), que tiene por objetivo determinar y confirmar que el instrumento de medición satisface totalmente los requerimientos de las regulaciones para la verificación. La verificación incluye el examen y el sellaje.

Supervisión metrológica

Procedimientos para ejercer el control sobre los fabricantes, instalaciones y reparación de los instrumentos de medición, o sobre sus usos, para comprobar que éstos son empleados correcta y honestamente.

Este control también alcanza a la indicación correcta de la cantidad en los productos pre empacado

Calibración

Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones especificadas, la relación entre los valores de magnitudes indicados por un instrumento o sistema de medición, o valores representados por una medida materializada o un material de referencia y los correspondientes valores reportados por patrones. El resultado de una calibración puede ser registrado en un documento, frecuentemente denominado certificado de calibración o informe de calibración.

Trazabilidad

Propiedad del resultado de una medición o el valor de un patrón, por el cual puede ser relacionado con los patrones de referencia, usualmente patrones nacionales o internacionales, a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones, teniendo establecidas las incertidumbres.

Una de las tendencias lógicas de todas las ramas productivas es la de rebajar los costos de producción. En este sentido la industria moderna se ha valido, dentro de otras cosas, de la racionalización de la diversidad de tamaño posible para la ejecución de piezas, herramientas y demás artículos de uso general.

Ello se ha logrado elaborando una norma llamada ´Diámetros y longitudes normales´´

La cual se basa en números preferidos (ver tabla 1.1 pág. 24 del texto Mediciones técnicas, calibraciones y tolerancia.

Ejemplificar con las llaves, las brocas, los machos, las tarrajas.

Nuestro país emplea la coma para separar la parte entera de la parte decimal en la escritura de número que tengan parte decimal,

Para separar números en sesiones de tres cifras.

Escríbase 3 850 656,025 6

0,000 480 5

26 de Julio de 1953.

No se debe escribir

3.860.120.6 ó 36 50908,02345

0,000.345.4 ó 0,0003456

26 de Julio de 1 953

Fundamentar la relación estrecha que debe existir entre los términos normalización, metrología y calidad de las piezas, los términos son similares, pero no exactamente coincidentes

El sistema ISO posee 19 grados de precisión los cuales llenan todas las necesidades.

De la construcción mecánica, siendo útil este sistema en la construcción de instrumentos de medición muy preciso, en correspondencia con las producciones que se ejecutan en el país, se emplean los grados del 5 al 12., Destinados a las producciones siguientes.

Grados del 1 al 4……………Instrumentos de medición y calibres.

5 al 7……………Máquinas herramientas precisa y motores de aviación

8 al 9……………Construcciones mecánicas menos precisas

Compresores, bombas etc.

10-12…………… Máquinas agrícolas vagones de ferrocarril etc.

13-16 Piezas aisladas que no se acoplan con otros elementos

O piezas

Para la determinación del grado de precisión de las piezas lo mas importantes es conocer los requisitos y exigencias de trabajo de la pieza, tener una basta experiencias en el manejo de los gados de precisión y su implicación.

Grados de precisión empleados para agujeros y ejes en su elaboración

Método de elaboración

Ejes

Grados de precisión

Torneado devastado

12 al 11

Torneado acabado

10 al 8

Rectificado devastado

9 al 8

Rectificado medio de producción

8 al 7

Rectificado fino

7 al 6

Lapiado pulido

6 al 5

Método de elaboración

Agujeros

Grados de precisión

Taladrado basto con broca plana

13 al 12

Mandril Basto

13 al 12

Taladrado con dos brocas

11

Mandrilado

10 al 9

Mandrilado fino

8 al 7

Escariado basto

10

Escariado

9 al 8

Escariado fino

8 al 7

Escariado muy fino

7 al 6

Brochado.

8 al 7

Brochado fino

7 al 6

Rectificado

8 al 7

Rectificado fino

7 al 6

Mandrilado con cuchillas de puntas de diamantes.

6 al 5

Lapiado

5 al 3

Medir.- Comparar una magnitud conocida con una desconocida.

Conjunto de operaciones que tienen como objetivo determinar el valor de una magnitud. Las operaciones pueden ser ejecutadas automáticamente.

Tipos de mediciones. Mediciones directas e indirectas.

Método de medición-Secuencia lógica de operaciones, generalmente descritas, usadas en la ejecución de las mediciones.

Principales Características nefrológicas de los instrumentos de medición.

Los instrumentos de precisión se dividen en tres grupos

Primer grupo. (El de mayor precisión comprende.)

  • Interferencia de luz

  • Comparadores.

Segundo grupo.

  • Optómetros

  • Microscopio de laboratorios.

Tercer grupo.

  • Indicadores de dial.

  • Calibres vernier.

  • Reglas con escalas vernier etc.

De acuerdo a sus propiedades metrológicas se clasifican por.

-Rango de medición.

-Valor de la graduación de la escala

-Espaciado de la escala.

-Sensibilidad.

-Precisión

El rango de medición. Indica las magnitudes máximas y mínimas entre las cuales se puede medir con el instrumento por ejemplo los calibres micrométricos se construyen para los siguientes rangos. 0-25 de 25 a 50, de 50 a 75 etc.

El valor de la graduación de la escala. Es el valor medio correspondiente a una división de la escala del instrumento Ejemplo el valor de la división de la escala a de un micrómetro es de 0,01 mm.

El espaciado de la escala. Es la distancia entre los centros de dos graduaciones consecutivas de la escala.

La sensibilidad. Relación entre el espaciado de la escala y el valor de la graduación de la escala, depende del diseño del instrumento

Base técnicas para efectuar una medición. Requisitos o condiciones generales para efectuar una medición.

Los requisitos más importantes para efectuar una medición y obtener buenos resultados de la medición en exactitud y calidad tenemos:

.-Una medición no debe efectuarse si no se dispone de suficiente tiempo.

.-La pieza a medir y el instrumento de medición a emplear deben limpiarse con gran minuciosidad.

.-El buen estado de funcionamiento del instrumento y la limpieza de las superficies que hacen contacto con la pieza hay que verificarlos antes de comenzar a medir.

.-La medición debe efectuarse siempre con el instrumento más sencillo, pero de una precisión talo que asegure la exactitud requerida.

.-Durante la determinación de las medidas no pueden dejarse de considerar los errores de la pieza durante su elaboración, en el caso por ejemplo de ejes, no es suficiente medir una sola posición por lo que se recomienda realizar varias por ejemplo Pág. 317 del texto Mediciones técnicas calibres y tolerancias.

.- Durante la medición debe garantizarse que el conjunto pieza –instrumento se mantenga a una misma temperatura.

.- El alineamiento entre la pieza y el instrumento debe garantizarse.

.-SI la fuerza que ejercen los topes depende de nuestras manos tratar que sean constantes y de una igual magnitud.

.- Después de terminada la medición debe limpiarse el instrumento con gasolina y aplicarse una pequeña capa de grasa de protección.

Clases de errores que se pueden cometer durante la realización de la medición.

Los errores que se pueden cometer en una medición se dividen en:

.-Errores determinados.-

.-Errores indeterminados.

Errores determinados: son aquellos que como se nombre lo indican son aquellos cuyo valor es conocido y pueden evitarse mediante el ajuste del instrumento y con ello se rectifica el resultado de la medición. Estos errores de carácter sistemático se comente generalmente por errores del instrumento, de su construcción y manipulación y en algún os casos por causas del operario o por exceso de presión del instrumento s sobre los bordes de la pieza a medir o por la diferencia de temperatura a la cual se efectúa la medición (20 ºc)

Errores indeterminados- también conocido por errores accidentales determinado por pequeñas diferencias en los valores sucesivos de una cantidad medidas cuando la realiza una sola persona

Bibliografía

Fundamentos de Normalización, Metrología y control de la Calidad.

Lidia Gómez Napier Gómez, y otros.

Editorial de libros para la educación. 1980

Tolerancia, ajustes y medición de longitudes y ángulos Primera Parte .

Galán Cardosa, D. Nociones de Metrología para maquinarias / Douglas Galán Cardosa y otros. -- Ciudad de La Habana, Editorial Pueblo y Educación. 1991.-- 306 p.

Facultad de Construcción de Maquinarias del ISPJAE. "Metrología de intercambiabilidad. Ciudad de la Habana. Editorial del MES.1986.185p.

Decreto de Ley 182 "de Normalización y Calidad", 1998

Decreto 267 de contravenciones de las regulaciones establecidas sobre Normalización y Calidad.

UNIVERSIDAD DE CIENFUEGOS

SEDE: CARLOS RAFAEL RODRÍGUEZ

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA.

 

 

 

 

Autor:

Msc: Emilio Cutino Blanco.

Coautores

Msc: Noldis Felipe Hernández Cáceres.

Msc: Orlando Fernández Barrera.


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