Cómo los Estándares Trazables NIST Impulsan la Precisión y la Calidad

Más de un Siglo de Innovación en Acción

Anteriormente, hablamos un poco sobre el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y cómo los estándares trazables NIST son una parte importante de nuestros estándares de SGC. Pero la trazabilidad NIST no es solo una piedra angular de nuestra industria, estableciendo los estándares para pulgadas, gramos y otras mediciones. Los estándares trazables NIST entran en juego de muchas formas maravillosamente extrañas, caprichosas e interesantes.

Mucho Pan para la Mantequilla de Maní Trazable NIST

Un caso en cuestión: hace apenas unos años, hubo un gran revuelo cuando una foto de un frasco de mantequilla de maní de $761 empezó a circular en Internet. ¿Qué hacía tan especial a este frasco de oro líquido y su precio tan notable? Diseñado para ayudar en la calibración de máquinas en laboratorios de ciencia de alimentos, este producto es uno de los más de 1.300 materiales de referencia estándar (SRM, por sus siglas en inglés) creados por NIST. Los SRM son usados por científicos e investigadores, agencias regulatorias y fabricantes en todo el mundo, sirviendo como base para la calibración trazable NIST y como puntos de referencia para el control de calidad.

El menú de SRM trazables NIST no se limita a la mantequilla de maní. Hay estándares igualmente costosos para todo, desde chocolate para hornear hasta espinacas en puré hasta "homogeneizado de carne" —un producto familiar pero algo misterioso diseñado para durar mucho tiempo en el estante. Y por supuesto, los estándares trazables NIST se extienden más allá de la química de alimentos, con SRM para materiales como los orgánicos en grasa de ballena, polvo de sedimentos de lago y metabolitos de nicotina en orina humana congelada. De hecho, NIST ha tenido impacto en una amplia gama de productos y aplicaciones a lo largo de la notable historia de la organización y hasta el día de hoy.

Breve Historia del NIST

NIST fue fundado en 1901 como la Oficina Nacional de Estándares, gracias a los esfuerzos del Dr. Samuel Wesley Stratton, quien sirvió como su primer director (hasta 1923) y convenció al Congreso de EE. UU. de lo importante que era establecer un laboratorio nacional de estándares. La total falta de estándares en esa época significaba, por ejemplo, que había al menos ocho versiones diferentes de galones y cuatro pies diferentes en uso; los inspectores de productos a menudo estaban mal capacitados, y los dispositivos de medición inexactos o directamente fraudulentos hacían que los productos fueran inconsistentes o dejaban a los consumidores expuestos a prácticas engañosas.

En 1905, NIST convocó la primera Conferencia Nacional sobre Pesos y Medidas (NCWM) para redactar leyes, distribuir estándares uniformes y proporcionar capacitación a inspectores. El primer material estandarizado oficial trazable NIST (SRM 1) fue piedra caliza arcillosa, lanzado en 1910 para uso de la industria de la piedra caliza para medir la composición de químicos traza. La colección de estándares trazables NIST creció desde allí, eventualmente abarcando estándares de fabricación de alimentos, marcadores de salud corporal y herramientas para medir contaminantes ambientales.

Hoy en día, un certificado trazable NIST indica que un producto ha sido probado contra un SRM de NIST y cumple con requisitos estrictos para ese producto. Cada año, NIST envía unas 14.500 unidades de SRM y desarrolla de 5 a 10 nuevos SRM, a menudo para agencias regulatorias como los CDC o la EPA.

Algunos Otros Hitos del NIST

Además de mantener y desarrollar estándares trazables NIST para el programa SRM, NIST ha sido responsable de algunos desarrollos fascinantes. Por ejemplo, en la legendaria Exposición Mundial de 1904 en St. Louis, el físico de NIST Perley G. Nutting demostró lo que fueron arguiblemente las primeras señales iluminadas por gases electrificados. Desarrolladas a partir del trabajo de espectrometría de gases que Nutting hacía en NIST, las señales no eran más que una novedad en ese momento, pero dos décadas después la tecnología tendría un enorme impacto comercial con la llegada de los letreros de neón. Times Square nunca volvería a ser la misma.

En 1916, las mejoras de NIST en la tecnología de radiogoniometría (RDF) resultaron en un nuevo diseño que sirvió como prototipo para la Marina de EE. UU. y se usó para ubicar la posición de fuerzas enemigas durante la Primera Guerra Mundial. Hablando de radio: seis meses antes de que se lanzara la primera estación de radio comercial en 1920, NIST experimentaba con la transmisión de música y voz para estudiar los problemas técnicos que se experimentaban en la radio temprana. Para 1923, NIST transmitía frecuencias estándar desde su propia estación, ayudando a las estaciones de radio comerciales a evitar interferencias entre sus señales.

Afortunadamente para muchas industrias, en 1926 el personal de NIST inventó el anillo de prueba, un dispositivo similar a un dinamómetro usado para medir fuerzas aplicadas. Aunque el diseño ha evolucionado algo con el tiempo, los anillos de prueba siguen en amplio uso hoy —y aún se fabrican según estándares trazables NIST.

En 1928, NIST quemó intencionalmente dos edificios condenados en Washington, D.C., en lo que fue probablemente la primera prueba de incendio a gran escala. Monitoreando las condiciones reales a medida que ocurrían y comparándolas con las curvas teóricas tiempo-temperatura de la época, el equipo recopiló datos que eventualmente se convirtieron en parte de los estándares trazables NIST para resistencia al fuego en edificios.

En el verano de 1936, NIST se asoció con la National Geographic Society para enviar una expedición a Kazajstán para observar un eclipse solar. Usando una cámara especial de 14 pies y lente de 9 pulgadas diseñada y construida por NIST, el equipo tomó las primeras fotografías en color natural de un eclipse solar.

NIST incluso construyó el primer reloj atómico del mundo, en 1949. Aunque el reloj no fue lo suficientemente preciso para usarse como estándar de tiempo, sí probó el concepto y llevó al eventual desarrollo del primer reloj atómico lo suficientemente preciso para ser un estándar de tiempo, construido en el Laboratorio Nacional de Física en el Reino Unido en 1955. (Nota: hoy, NIST mantiene el reloj atómico oficial del mundo.)

Para 1953, NIST se había asociado con la Asociación Dental Americana para inventar la máquina de rayos X panorámica —haciendo posible crear una imagen de toda la boca con una sola exposición, ayudando a minimizar la exposición a radiación. Antes, NIST y la ADA habían contribuido a la invención del taladro dental de alta velocidad.

De cara al censo de EE. UU. de 1960, en 1954 NIST y la Oficina del Censo desarrollaron el Dispositivo de Detección Óptica de Película para Entrada a Computadoras. "FOSDIC", como se conocía, permitía escanear formularios marcados a mano a microfilm y luego convertirlos en código de computadora. El dispositivo, capaz de leer 10 millones de respuestas por hora, se actualizó y usó para procesar datos del censo hasta 1990.

En otras noticias digitales, en 1957 una computadora de primera generación diseñada y construida en NIST se usó para producir la primera imagen digital. El ingeniero de NIST Russell Kirsch y sus colegas crearon una imagen escaneada del hijo de tres meses de Kirsch, Walden, mientras trabajaban en un método para que la Computadora Automática Estándar Oriental (SEAC) reconociera números y letras. El legado de Kirsch vive: el pequeño Walden creció para trabajar en Intel, y en 2003 la revista Life nombró la imagen una de las "100 Fotografías que Cambiaron el Mundo" debido a su impacto en el desarrollo de la fotografía digital.

En 1967, el primer SRM para aplicaciones clínicas fue un salvavidas: un estándar trazable NIST para pruebas de colesterol humano. Antes de eso, las pruebas de colesterol eran notoriamente poco fiables; errando hasta en un 23%, a menudo resultaban en tratamientos innecesarios o riesgos no detectados que ponían a los pacientes en peligro.

Con la crisis del petróleo de principios de los 70 llevando al desarrollo de reservas petroleras y riesgos ambientales para la costa de Alaska, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica pidió a NIST recopilar datos de referencia sobre el medio marino. Mucho más tarde —en 1989— las 700 muestras de sedimentos, agua y vida marina que NIST recopiló resultarían críticas para evaluar el impacto del derrame de petróleo del Exxon Valdez.

En asociación con la NASA, un estándar trazable NIST también fue el primer producto fabricado en el espacio. En 1983, durante el primer vuelo del Transbordador Espacial Challenger, se creó el SRM 1960 de NIST en el entorno de microgravedad del transbordador. Consiste en perlas de poliestireno perfectamente esféricas y estables, el producto está diseñado para ayudar en la medición consistente de partículas pequeñas como las que se encuentran en medicamentos, cosméticos, productos alimenticios, pinturas, cementos y contaminantes.

A petición del brazo de investigación del Departamento de Justicia de EE. UU., NIST produjo el primer estándar de perfilado de ADN del mundo, en 1992. Desarrollado en el transcurso de dos años, el SRM 2390 está diseñado para probar cada paso del complejo método de análisis para identificar personas usando ADN.

Con el tiempo, NIST ha continuado desarrollando formas nuevas y más precisas de medir el tiempo. El año 1993 vio la introducción del Servicio de Tiempo por Internet de NIST, que permite a las personas ajustar el reloj de su computadora para que coincida con el Tiempo Universal Coordinado (UTC), que hasta hoy es aceptado como el estándar de tiempo en todo el mundo. Y en 2010, el reloj cuántico lógico experimental de NIST se consideró el reloj más preciso del mundo; se proyecta que no ganará ni perderá un segundo en 4.000 millones de años.

¿Qué nos depara el futuro trazable NIST?

Claramente, lo que NIST ha hecho no solo es importante sino también de gran alcance —y aún queda más trabajo por hacer. Por ejemplo, aquí en Metal Cutting Corporation, nuestro uso de calibración trazable NIST junto con nuestros otros estándares de SGC nos ayuda a entregar piezas de alta calidad que cumplen con las especificaciones del cliente. Sin embargo, todavía esperamos un estándar trazable NIST para el método de pruebas por corrientes inducidas que a menudo usamos para inspeccionar metales refractarios en busca de fallas superficiales como grietas. (¿Gente de NIST, están leyendo esto?) Puede leer más sobre la falta de un estándar ECT y otros problemas relacionados con la calibración en nuestro blog Los Dilemas de los Estándares de Calibración.

La adhesión a estándares trazables NIST, certificación ISO 9001:2015 y un SGC probado son solo algunas de las cualidades a buscar en un socio de corte metálico. Aprenda más descargando nuestra guía gratuita, 7 Secretos para Elegir un Nuevo Socio Contratista: Guía Técnica para Subcontratar su Fabricación Metálica de Precisión.

El bloguero de esta semana, Joshua Jablons, es el Presidente de Metal Cutting Corporation.