Conceptos Fundamentales de Metrología: Exactitud, Precisión y Clasificación de Errores

Fundamentos de Metrología: Exactitud, Precisión y Fiabilidad

A continuación, se definen los conceptos esenciales utilizados en la medición y la estadística:

Definiciones Clave

• Exactitud: Es la propiedad por la cual una medida, o el representante de una serie de ellas, se acerca al valor real o de referencia.
• Precisión: Es el grado de dispersión o concordancia que presentan los resultados obtenidos al medir repetidamente un determinado valor de una variable.
• Repetibilidad: Es la precisión bajo condiciones determinadas en las que los resultados de una medida se obtienen con el mismo método, operador e instrumento, durante un corto periodo de tiempo.
• Reproducibilidad: Es la precisión en condiciones diferentes, donde no coinciden los laboratorios, instrumentos, etc.
• Fiabilidad: Este concepto se aplica a un instrumento, técnica u operador. Se define como la probabilidad de que este se comporte de la forma prevista en un tiempo y en unas condiciones de trabajo determinadas que le son propias.

El Concepto de Error en la Medición

El Error es la diferencia existente entre el resultado de una medida experimental y su valor real.

1. Errores Sistemáticos

Ocurren cuando hay una o varias causas que los determinan, y la detección de estas causas supone la posibilidad de eliminar el error. Son debidos a defectos en los instrumentos, métodos o personal, que pueden ser detectados y resueltos.

Características de los Errores Sistemáticos:

• Suelen actuar en el mismo sentido.
• Siempre tienen la misma magnitud.
• Pueden ser eliminados si se detecta la fuente de error.
• Afectan a la exactitud de la medida.

Clasificación de Errores Sistemáticos Atendiendo a su Valor:

• Errores Aditivos: Son aquellos que se desvían del valor real una cantidad constante, sin depender del valor de la variable que se está controlando.
• Errores Proporcionales: Ocurren cuando el valor de la medida se aleja del valor real según un factor de proporcionalidad relacionado con la cantidad de la muestra.

Clasificación de Errores Sistemáticos Atendiendo a su Origen:

• Errores Personales: Se deben a la mala instrucción, a la incorrecta aplicación o a la mala fe del personal a cargo de la medida.
• Errores Instrumentales: Se deben a una incorrecta calibración o verificación, a un mal funcionamiento o bien, a una incorrecta utilización del instrumento.
• Errores de Método: Ocurren cuando se utilizan unas instrucciones o procedimientos normalizados que no son los adecuados o no están correctamente especificados para la medida que se toma.

2. Errores Aleatorios (o Accidentales)

Existen múltiples causas que actúan al azar y de forma indeterminada. Estos errores son difíciles de precisar y eliminar, aunque pueden ser reducidos mejorando el procedimiento de obtención de los datos. No se suelen prever y son debidos a causas desconocidas.

Características de los Errores Aleatorios:

• No actúan en un solo sentido, sino que lo hacen de forma imprevisible.
• Se pueden disminuir si aumentamos la precisión del material y de las técnicas utilizadas, pero no se pueden eliminar por completo.
• Se pueden cuantificar y tratar matemáticamente.
• Afectan a la precisión de la medida.

Propiedades de la Distribución Normal (Campana de Gauss)

Las siguientes propiedades describen la curva de distribución normal, fundamental para el tratamiento estadístico de errores aleatorios:

1. El valor medio determina el centro de la distribución (la situación del máximo), mientras que la desviación estándar determina cuán puntiaguda es la curva.
2. La curva es simétrica respecto al eje vertical que pasa por el único máximo que representa.
3. La curva es asintótica respecto al eje de abscisas.
4. La curva tiene dos puntos de inflexión.
5. El área incluida bajo la campana normal vale la unidad (1).
6. Escalando el eje de abscisas en unidades de desviación estándar (s), se observa que se divide en intervalos a cada cual corresponde un porcentaje determinado del área de la curva.