Guía para principiantes 2025: Cómo entender la incertidumbre de medición

Cada medición está sujeta a incertidumbre. Varios factores, como el instrumento de medición, el objeto que se está midiendo, el entorno y el operador, pueden contribuir incertidumbres de medición. Dichas incertidumbres pueden estimarse mediante el análisis estadístico de un conjunto de mediciones y otra información relevante.

La incertidumbre es un factor crítico que influye en la precisión de los resultados de medición en diversos dominios, que van desde el diseño de ingeniería, el desarrollo de productos y la investigación científica.  

Este artículo, proporcionado por un experto en medición 3D de SCANOLOGY, apunta a desmitificar la incertidumbre de medición, haciéndola comprensible para personas que sepan poco sobre ella, pero necesiten aprender sobre este concepto.

01 ¿Qué es la incertidumbre de medición?

En metrología, la incertidumbre de medición es la expresión de la dispersión estadística de los valores atribuidos a una magnitud medida. En pocas palabras, expresamos la incertidumbre como un rango dentro del cual creemos que es probable que se encuentre el valor verdadero.

Por ejemplo, si se va a medir la longitud de una hoja de papel con una regla, la longitud real puede ser de 10 mm. Sin embargo, debido a las limitaciones en la precisión de la regla, la medición que usted tome puede ser de 9,8 mm o 10,2 mm en lugar de los 10 mm exactos.

En este ejemplo, la incertidumbre en la medición surge de factores como la precisión de la regla y su capacidad de estimación visual. Por lo tanto, no podemos afirmar simplemente que la longitud de este papel es de 10 mm. En su lugar, debemos incluir una incertidumbre, por ejemplo, (10 ± 0,2) mm, lo que indica que el resultado de la medición se encuentra dentro del rango de 10 mm con un margen de ± 0,2 mm.

La incertidumbre de medición sirve como un indicador vital, ya que nos proporciona información sobre la confiabilidad y precisión de nuestros resultados de medición y nos ayuda a interpretar los datos experimentales o de medición.

02 Cómo expresar la incertidumbre de medición

La cuantificación de la incertidumbre involucra dos elementos clave: definir el rango de error, que representa los límites superior e inferior de los resultados de la medición, y establecer la probabilidad de confianza, que indica qué tan seguros estamos de que el "valor verdadero" se encuentre dentro de este rango.

Por lo general, empleamos un rango con un factor de cobertura de k = 2 para estimar el error de medición general, lo que proporciona un nivel de confianza aproximado del 95%. Este enfoque nos permite describir la incertidumbre de los resultados de medición con un rango de error mínimo y un alto nivel de confianza, lo que ayuda a comprender mejor los resultados de las mediciones y evaluar su confiabilidad.

El Centro de Calibración de SCANOLOGY ha obtenido la acreditación ISO 17025:2017 y CNAS, que son estándares reconocidos mundialmente para la gestión de la calidad en los laboratorios de ensayos y calibración. Esto significa que SCANOLOGY tiene la capacidad técnica para realizar calibraciones metrológicas trazables en el campo de los sistemas de medición 3D ópticos de acuerdo con estándares internacionales.

A continuación, se muestra el certificado del escáner 3D obtenido luego de la calibración en el Centro de Calibración de SCANOLOGY. El escáner 3D realizó numerosas mediciones repetidas en el artefacto de esfera. Además, tuvimos en cuenta detalles como el certificado del artefacto de esfera y las condiciones ambientales de calibración. La incertidumbre expandida resultante se calculó como U=0,010 mm, considerando un factor de cobertura de k=2.

03 ¿Cuáles son los factores que influyen en la incertidumbre de medición?

Durante el proceso de medición, diversos factores pueden contribuir al aumento de la incertidumbre de medición. En primer lugar, está la capacidad de medición del propio instrumento con respecto al objeto, incluidos factores como la resolución, la precisión, la estabilidad y el estado de calibración . En segundo lugar, los factores ambientales, como la temperatura, la humedad y las variaciones de ruido, pueden afectar a los resultados de la medición. Por último, los factores humanos, como las habilidades del operador y las limitaciones en el juicio visual, pueden introducir errores en los resultados de la medición.

04 Error versus incertidumbre

Es importante distinguir entre error e incertidumbre. El error se refiere a la desviación del valor medido con respecto al valor real del objeto medido. La incertidumbre es una forma de medir el nivel de duda asociado con el resultado de una medición. Nos esforzamos por rectificar los errores conocidos siempre que sea posible, por ejemplo, mediante la aplicación de correcciones de los certificados de calibración. Sin embargo, cualquier error cuyo valor se desconoce se convierte en una fuente de incertidumbre.

05 Cómo reducir la incertidumbre de medición

Si bien la eliminación completa de la incertidumbre de medición es imposible, existen métodos para minimizarla:

• Metodología de medición adecuada: Escoja instrumentos y métodos adecuados adaptados a los diferentes propósitos de medición y a las características del objeto medido.
• Calibración y mantenimiento de instrumentos: Calibrar y mantener regularmente el equipo para garantizar un rendimiento óptimo.
• Utilización eficaz del software: Utilice un software de procesamiento y análisis de datos de alta calidad para minimizar los errores en el procesamiento de datos.
• Mejora de habilidades:Capacite a los operadores para mejorar sus habilidades y experiencia, reduciendo los errores humanos en las operaciones.
• Control ambiental:Gestione el entorno de medición, incluida la humedad y la temperatura, para evitar que los factores ambientales afecten a los resultados.

06 Reduzca la incertidumbre de medición con el escáner 3D de SCANOLOGY

El escáner 3D de SCANOLOGY se destaca por minimizar la incertidumbre de medición gracias a su sólido rendimiento:

• Alta precisión y resolución:Proporciona datos precisos y de alta resolución para capturar pequeños detalles, minimizando los errores del resultado.
• Medición sin contacto:Utilización métodos de medición sin contacto para evitar errores por contacto físico con superficies complejas o que se dañan fácilmente.
• Adquisición rápida de datos:Obtención rápida de datos sobre la superficie del objeto medido, mejorando la eficiencia y reduciendo posibles errores.
• Procesamiento avanzado de datos:Equipado con software avanzado de procesamiento de datos para el análisis automatizado de datos, minimizando la incertidumbre derivada del procesamiento manual.
• Flexibilidad y adaptabilidad: Exhibe una fuerte adaptabilidad a materiales y flexibilidad para medir objetos de diversos tamaños y materiales.

En conclusión, la incertidumbre de la medición, un indicador cuantitativo de la precisión destaca la importancia de comprender y abordar los posibles errores en los resultados de la medición. El empleo de instrumentos adecuados, la consideración de las condiciones ambientales y el perfeccionamiento de las técnicas operativas contribuyen a los esfuerzos continuos para reducir la incertidumbre de medición, mejorando en última instancia la precisión de la medición y la credibilidad de los resultados.