Los materiales de referencia son esenciales para determinar la incertidumbre de medida en la espectrometría de chispa

por Wilhelm Sanders

Toda medición conlleva una incertidumbre. Si se mide con una regla que únicamente está marcada al milímetro, o con una balanza que utiliza pesas estándar de un gramo, habrá un punto en el que la medición será inexacta. Puedes acercarte bastante a la exactitud, pero la pregunta es: ¿hasta qué punto? ¿Qué seguridad se tiene de que la medición es correcta? En este cálculo de la incertidumbre en la medición es donde los materiales de referencia desempeñan un papel clave, especialmente en un campo tan específico como la espectrometría de chispa. 

Los espectrómetros de chispa (también denominados espectrómetros de emisión de chispa u OES de chispa) analizan muestras metálicas mediante la aplicación de un arco eléctrico o chispa, lo que provoca que los analitos emitan luz y revelen así su presencia y concentración a través de firmas de longitud de onda distintivas. Los espectrómetros de chispa son relativamente fáciles de usar y mantener, y proporcionan la determinación más rápida de los elementos presentes con gran exactitud y precisión. Pero el grado de exactitud y precisión es una cuestión a la que hay que dar respuesta en todas y cada una de las mediciones realizadas. 

Con la espectrometría de chispa de metales, el conocimiento del nivel de incertidumbre en la medición es enormemente importante, y es necesario para validar adecuadamente los resultados de la medición. Según la norma DIN EN ISO 17025, la norma mundial para la acreditación de laboratorios en el ámbito de los ensayos y la calibración, es necesario calcular la incertidumbre en la medición para cada resultado de medición. 

Incertidumbre en la medición de materiales de referencia 

La incertidumbre se define generalmente como un rango de valores centrado en el valor de medición, e incluye un valor verdadero afirmado con la probabilidad declarada. [Para decirlo en términos más técnicos, según la Guía para la Expresión de la Incertidumbre en la Medición (GUM) y el Vocabulario Internacional de Metrología (VIM), la incertidumbre de la medición es una medida de la dispersión de los valores que pueden atribuirse razonablemente a un resultado de medición. El parámetro de incertidumbre se asocia específicamente al resultado de una medición].  

Como la mayoría de la instrumentación analítica, la espectrometría de chispa es comparativa, lo que significa que requiere una muestra de composición conocida para una calibración precisa. Estas muestras conocidas se denominan materiales de referencia, y las mediciones de muestras desconocidas pueden compararse con ellas. La incertidumbre en la medición de los materiales de referencia debe tenerse en cuenta y aplicarse a las mediciones de muestras desconocidas. Por este motivo, es importante saber qué tipo de materiales de referencia pueden utilizarse en un experimento determinado. 

Materiales de referencia para espectrometría de chispa 

Para la espectrometría de chispa pueden utilizarse cuatro tipos de materiales de referencia: Muestras de ajuste, materiales de referencia (MR), materiales de referencia certificados (CRM) y CRM trazables. 

• Las muestras de ajuste son homogéneas pero no tienen valores de concentración exactos certificados. Estas muestras pueden utilizarse para tarjetas de control, recalibración de instrumentos o pruebas de homogeneidad. Las muestras de configuración, como RE12, no tienen valores de concentración asignados para todos los elementos del certificado y no proporcionan información sobre las incertidumbres de medición. Estas muestras no pueden utilizarse para calcular las incertidumbres de medición. 
• Materiales de referencia (MR) suele ser el término utilizado para un grupo de sustancias puras o materiales de matriz que se utilizan para la calibración, la validación de métodos, el desarrollo de métodos y para diversos fines de control de calidad. Los MR tienen asignados valores de concentración e información sobre la incertidumbre de cada elemento. Los certificados de los MR también indican el uso específico de la muestra en cada laboratorio y los nombres de los participantes en el estudio de caracterización. 
• Los materiales de referencia certificados (MRC) se elaboran de acuerdo con las normas pertinentes y sus concentraciones se calculan mediante una prueba “round-robin”. Un CRM cumple numerosos requisitos, entre ellos una homogeneidad y estabilidad demostradas. Los MRC proporcionan valores medios de concentración y la incertidumbre de cada elemento, así como información sobre el método de preparación, muestreo, análisis químico, estimación de incertidumbres y trazabilidad. Los certificados CRM también describen los detalles de producción y certificación de acuerdo con las normas pertinentes (como la Guía ISO 31, 35 e ISO 17034) y los requisitos de la Guía para la Expresión de la Incertidumbre en la Medición (GUM). 
• Los CRM trazables son materiales de referencia de la máxima calidad, producidos por institutos nacionales como PTB y BAM en Alemania o NIST en EE.UU.. La competencia de los productores de CRM también puede demostrarse mediante la acreditación conforme a la norma ISO 17034. 

Independientemente del operador del sistema o del método de preparación de muestras, o de cuál sea su aplicación exacta de la espectrometría OES de chispa, disponer de los materiales de referencia adecuados para el trabajo es esencial para calcular la incertidumbre de medida de cada resultado y cumplir las normas de acreditación de laboratorios. 

Recursos adicionales

• Webinar a la carta: Incertidumbre de medición en el laboratorio mediante espectroscopia de emisión óptica
• Espectrómetros de emisión óptica
• Analizador de metales OES Serie iSpark Plus de ARL