Seminario INTI (Buenos Aires, Junio 2009) – Incertidumbre - Antonio Valverde
Seminario Internacional - INTI “Validación de Métodos, Control de Calidad y Estimación de la Incertidumbre de Medición Aplicable al Análisis Multirresiduos de
Plaguicidas” Buenos Aires (Argentina), 16-17 Junio 2009
Evaluación de la Incertidumbre en el Análisis de Residuos de Plaguicidas
Antonio Valverde García
Grupo Residuos de Plaguicidas Universidad de Almería
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Evaluación de la Incertidumbre en el Análisis de Residuos de Plaguicidas
- Bibliografía - Incertidumbre de Medida - Conceptos Básicos de la GUM
- Evaluaciones “down-top” y “top-down”
- Guía EURACHEM y Directrices Codex - Propuestas de Nuevas Directrices Codex - Incertidumbre y LMRs
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Documento de Referencia
GUM (BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, OIML) Guía para la Expresión de la Incertidumbre de Medida
(ISO, Ginebra, 1993 – Revisión 1995) ISBN: 92-67-10188
Todas las directrices o recomendaciones específicas en cualquier campo para la evaluación de la incertidumbre de medida tendrán que ser compatibles con la GUM
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Acreditación e Incertidumbre
ISO/IEC 17025 Requisitos Generales relativos a la Competencia
de los Laboratorios de Ensayo y Calibración (1999 – Revisión 2005)
Especifica requisitos detallados en relación a la incertidumbre de medida y como debe ésta indicarse en los informes de ensayo
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Directrices – Entidades de Acreditación
ILAC-G17:2002 Introducing the Concept of Uncertainty of Measurement in Testing in Association with the Application of the Standard
ISO/IEC 17025
EA-4/16 Guidelines on the Expression of Uncertainty in Quantitative
Testing (Rev. 00, December 2003)
G-ENAC-09 Guía para la Expresión de la Incertidumbre en los Ensayos
Cuantitativos (traducción literal de EA-4/16) (Rev. 1, Julio 2005)
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Directrices – Análisis Químicos
EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement
(2nd Edition, 2000)
EURACHEM / CITAC Guide Use of Uncertainty Information in Compliance Assessment
(1st Edition, 2007)
EUROLAB Technical Report No. 1/2002 Measurement Uncertainty in Testing (June 2002)
EUROLAB Technical Report No. 1/2006 Guide to the Evaluation of Measurement Uncertainty
for Quantitative Test Results (August 2006)
EUROLAB Technical Report No. 1/2007 Measurement Uncertainty Revisited: Alternative Approaches
to Uncertainty Evaluation (March 2007)
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Directrices - Codex Alimentarius
Generales para los Análisis Químicos
(Codex Committee on Methods of Analysis and sampling - CCMAS)
CAC / GL 54-2004
Directrices sobre la Incertidumbre de Medida
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Directrices - Codex Alimentarius
Específicas para el Análisis de Residuos de Plaguicidas
(Codex Committee on Pesticide Residues - CCPR)
CAC / GL 59-2006
Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados
ALINORM 09/32/24 (Appendix X)
Proposed draft revision of the Guidelines on the estimation of uncertainty of results for the determination of pesticide residues (CAC/GL 59-2006) at step 3
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Definición ISO - GUM de Incertidumbre de Medida
‘Parámetro asociado al resultado de una medida, que caracteriza la dispersión de los valores que pueden atribuirse razonablemente al mesurando’
Este parámetro puede ser:
• una desviación estándar (incertidumbre estandar combinada) • una parte de un intervalo indicando un cierto nivel de confianza (incertidumbre expandida)
Resultado = Valor ± incertidumbre 0.85 ± 0.30 mg/kg (k = 2; 95%) ¡entre 1.15 y 0.55 mg/kg!
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Formas de Expresar un Resultado
Valor
Sin evaluación de la Con expresión de la
1.4
incertidumbre
incertidumbre
(solo precisión)
K = 2 (95%)
1.2
mg kg-1
1.0
0.8
0.6
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Folleto informativo publicado en el año 2000 por el “SP-Swedish NTRI” para ser entregado a los clientes de
los laboratorios junto a los informes de ensayo
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Los resultados de los análisis no pueden ser perfectos.... Utilizamos el término: “Incertidumbre de Medida” para describir esta falta de perfección.
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En cada etapa del trabajo analítico, desde el muestreo hasta la medida final, ocurren desviaciones del valor verdadero y las condiciones de medida varían.
Nosotros tomamos medidas y realizamos controles regularmente para conseguir que estas desviaciones y variaciones juntas sean suficientemente pequeñas para asegurar que el resultado final se ajuste a sus necesidades.....
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La Exactitud de los resultados no debe ser, por supuesto, demasiado baja, pero tampoco demasiado alta, ya que ésto incrementaría los costes.
Debería ajustarse al propósito perseguido.
Si no está seguro del nivel de exactitud que necesita, no dude en contactar con el laboratorio.
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Muchos análisis se realizan para asegurar que no se superan unos valores límite.
Sin información sobre la Incertidumbre de Medida puede parecer muy fácil el tomar decisiones, pero estas decisiones pueden ser incorrectas....
Con una Incertidumbre de Medida realista la información incluida en el resultado se hace mucho más útil.
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Hasta ahora, la mayoría de los laboratorios han elegido el no indicar la Incertidumbre de Medida en el informe de ensayo.
En su lugar, dicha información únicamente se da al cliente cuando éste la pide.
En el futuro, la información sobre la Incertidumbre de Medida aparecerá mas frecuentemente en el informe de ensayo.... nuevas guías y estándares internacionales....
Uno de los objetivos es el hacerle al cliente más fácil la comparación de los resultados de los ensayos.
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A la hora de presentar los resultados de ensayo daremos la información normal sobre lo que hemos medido. Cuando los resultados van seguidos por indicaciones de la Incertidumbre, éstos se presentan como intervalos en los que se espera se encuentren los valores verdaderos con un determinado nivel de confianza (usualmente 95%).
Contenido en Plomo: 1.65 ± 0.15 mmol/kg (entre 1.50 y 1.80)
Incertidumbre de Medida Expandida (U) Incertidumbre Estándar Combinada (uc) Factor de Cobertura (k) (k = 2 aprox. 95% nivel de confianza)
U = k x uc
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Formas de Expresar un Resultado
Valor
Sin evaluación de la Con expresión de la
1.4
incertidumbre
incertidumbre
(solo precisión)
K = 2 (95%)
1.2
mg kg-1
1.0
0.8
0.6
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“Calidad” del Resultado
Incertidumbre Estándar
Combinada (uc)
0.85 mg/kg (¿10%?) 0.85 ± 0.10 mg/kg (¿50%?) 0.85 ± 0.30 mg/kg (95%)
0.845 - 0.854
0.75 - 0.95
1.15 - 0.55
Valor
con precisión
con incertidumbre
K=2 (U = k x uc)
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Conceptos básicos en la GUM
GUM (BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, OIML) Guía para la Expresión de la Incertidumbre de Medida
(ISO, Ginebra, 1993 – Revisión 1995) ISBN: 92-67-10188
- Apreciación de la incertidumbre como un aspecto siempre positivo - Aporta calidad al resultado, sea ésta grande o pequeña - Se consideran todas las magnitudes que pueden influir en el mensurando - Procedimiento simple y estandarizado de evaluación y expresión - Evaluaciones Tipo A y Tipo B (no usa errores aleatorios y sistemáticos) - Incertidumbre Estándar Combinada (uc) / Incertidumbre Expandida (U)
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¿Son estos resultados diferentes?
Valor
Sin evaluación de la Con expresión de la
incertidumbre
incertidumbre (k = 2; 95%)
1.6
(solo precisión)
1.4
1.2
1.0
0.8
mg kg-1
Lab A Lab B
Lab A Lab B
Lab A Lab B
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¿Resultado Violativo o no Violativo?
Resultado = 1,65 ± 0,82 mg/kg (k = 2; 95%)
1,65 mg/kg
§§ MRL = 1,0 mg/kg
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Procedimiento de Evaluación - GUM
- Definir el Mensurando - Desarrollo del Modelo de Medida (magnitudes, ecuación, diagrama causa-efecto, ...) - Identificar todas las posibles fuentes de incertidumbre - Estimar el valor de las magnitudes que influyen en el mensurando - Evaluar incertidumbre estándar asociada a cada magnitud (ui = SDi) - Calcular el valor del mensurando (ecuación modelo) - Combinar las ui (ley de propagación: uc = (u12 + u22 + u32 + ...)1/2 - Calcular e informar la incertidumbre expandida (U = k x uc)
k = Factor de Cobertura (distribución; nivel de confianza) Usualmente k = 2 (distribución normal; ≈ 95%)
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Factores que pueden contribuir a la Incertidumbre de Medida
- Toma, Manejo, Almacenamiento de la Muestra - Preparación de la Muestra Analítica - Propiedades del Objeto Analizado - Condiciones Ambientales - Patrones y Materiales de Referencia - Métodos y Equipos - Operador - Corrección de Resultados (efectos sistemáticos) - etc.
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¿Cómo evaluar las muchas componentes de la Incertidumbre de Medida?
Componente por componente
(mathematical / modelling / ”down-top” approach) Inviable para ensayos analíticos complicados
De forma global, agrupando muchas componentes
(empirical / ”top-down” approaches)
Datos de Validación / Control de Calidad Estudios de Intercomparación Ensayos de Aptitud (PTs)
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down-top
top-down
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Análisis Multi-Residuos de Pesticidas
COMPLICADOS / ELEVADA INCERTIDUMBRE
• Gran influencia de la destreza del analista, • y del estado de mantenimiento de los equipos. • Respuesta de los equipos variable con el tiempo. • ”Efecto Matriz” imprevisible. • Interferencias imprevisibles (matriz, reactivos, etc.). • Inexistencia de “Materiales de Referencia”. • Gran número de combinaciones pesticida/matriz.
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Análisis Multirresiduos de Pesticidas
down-top
top-down
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (2nd Edition, 2000)
Ejemplo de evaluación de la Incertidumbre a partir de estudios de validación “in-house”: (Example A4) Determinación de Plaguicidas Organofosforados en Pan
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)
Organophosphorus Pesticides Analysis
Homogenise
Measurand:
••
I c V =
op
ref
op •
mg kg−1
P I Rec m F op ref •
•
sample
hom
Extraction
Clean-Up
“Bulk Up”
GC Determination
Prepare Calibration Standard
GC Calibration
RESULT
Pop:
Level of pesticide in the sample (mg kg-1)
Iop:
Peak intensity of the sample extract
cref:
Mass concentration of the reference standard
(µg ml-1)
Vop: Iref: Rec:
Final volume of the extract (ml) Peak intensity of the reference standard Recovery
Msample: Mass of the investigated sub-sample (g) Fhom: Correction factor for sample inhomogeneity
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)
Estudio precisión (Validación) = urep
despreciable
a partir de modelos = uhom
Estudio sesgo-recuperación (Validación) = urec
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)
s = 0.382
(in bread)
Estudio precisión
urep = 0.382 / 21/2 = 0.27
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)
urec = 0.28 / 421/2 = 0.043
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EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) (Example A4)
Patrón: 99.53% ± 0.06%
uref = 0.0006/31/2 (distribución rectangular) uref = 0.00035 = DESPRECIABLE
0.373
uc = uhom2 + urep2 + urec2
- Preparación muestra analítica (hom) - Precisión (rep) - Sesgo-Bias (rec)
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uc = uhom2 + urep2 + urec2
- Preparación muestra analítica - Precisión - Sesgo
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Directrices - Codex Alimentarius
Específicas para el Análisis de Residuos de Plaguicidas
CAC / GL 59-2006
Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados
EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1) Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement
(2nd Edition, 2000) (Example A4)
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Análisis Multirresiduos (Plaguicidas/Vegetales)
Preparación Muestra Extracción Clean-up
GC
LC
NPD - FPD - PFPD - ECD
MS
UV/DAD Fluorescencia
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Incertidumbre de Medida de un Laboratorio:
Desviación Estándar ( SL) ó Desviación Estandar Relativa (CVL)
(SP) Preparación Muestra Ssp / CVSP
Fase Analítica (A)
Extracción
SA / CVA
Clean-up
Etapa determinación
GC
LC
NPD - FPD - PFPD - ECD
MS
UV/DAD Fluorescencia
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CAC / GL 59-2006
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CAC / GL 59-2006
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CAC / GL 59-2006
Incertidumbre de Medida
Muestreo (CVS)
Preparación Muestra (CVSP) Etapa Analítica (CVA) Laboratorio (CVL)
Reproducibilidad Intra-laboratorio
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CAC / GL 59-2006
Incertidumbre de Medida
CVSP
CVA
Preparación Muestra (CVSP) Etapa Analítica (CVA) Laboratorio (CVL)
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CAC / GL 59-2006
Directrices - Codex Alimentarius CAC / GL 59-2006
Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados
¡Evaluar la incertidumbre mediante estudios de validación y control
de calidad sobre una gama representativa de analitos y matrices!
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CAC / GL 59-2006
Guidelines - Codex Alimentarius
CAC/GL 59-2006
Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados
Incorporar la incertidumbre asociada a la recuperación cuando el resultado se ha
corregido en cuanto a recuperación (ubias)
uc = uhom2 + urep2 + ubias2
EURACHEM / CITAC Guide CG 4 (QUAM:2000.1)
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¿Cuántas evaluaciones de incertidumbre (validaciones) han de hacerse en un laboratorio?
Incertidumbre
Si
No
Max.
Total
depende de
Analitos
X
800
800
Matrices
X
25 20,000
Concentración X
3 60,000
Métodos
X
60,000
Laboratorios
X
60,000
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CAC / GL 59-2006
CAC / GL 59-2006
Directrices sobre la Estimación de la Incertidumbre de los Resultados
Alder et al. (2001) J. AOAC Int. 84, 1569-1578
Relative Standard Deviation (%)
90
Relative Standard
80
Deviation (25% const.)
Expanded Uncertainty
70
(95% Confidence)
60
50
40
30
20
10
0
-8,5
-8,0
-7,5
-7,0
-6,5
-6,0
-5,5
log 10 of Concentration
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“European Proficiency Tests” EUPT4 – EUPT9
= Robust RSDInterlaboratory = u (relative standard uncertainty)
U = 50%
(K = 2; 95%)
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“Proficiency Test” Europeo EUPT-07 (2005)
% 45
40 35 30 25 20 15 10
5 0
Uvas / 125 Labs
RSD (CV) Interlaboratorio Incertidumbre Expandida: 40% - 60% ( k = 2; 95%)
Acetamiprid Carbaryl Cyprodinil Diazinon Dimethoate Fenhexamid Fludioxonil Imidacloprid Iprodione Kresoxim-methyl Methomyl Monocrotophos Procymidone Pyrimethanil Tetraconazole Thiabendazole
Qn (%)
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Codex Alimentarius
Desarrollo de Nuevas Directrices Específicas para el Análisis de Residuos de Plaguicidas
ALINORM 08/31/24 (Appendix IX)
Project Document: Proposal for new work on the revision and extension of Guidelines CAC/GL 59-2006
CX/PR 08/40/5 y CX/PR 09/41/5
Discussion paper on the estimation of Uncertainty of Results for the determination of pesticide residues prepared by IAEA
ALINORM 09/32/24 (Appendix X)
Proposed draft revision of the Guidelines on the estimation of uncertainty of results for the determination of pesticide residues (CAC/GL 59-2006) at step 3
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ALINORM 09/32/24: APPENDIX X
Directrices sobre estimación de la incertidumbre a partir de: - Resultados de participación en PTs (NORDTEST approach) - Otras “top-down/empirical approaches”
i) Ecuación de Horwitz ii) Un valor por defecto y generalizado (U = 50%) (EU approach)
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Estimación de la incertidumbre a partir de PTs: 1) Reproducibilidad intra-laboratorio
(validación/QC)
2) Sesgo del laboratorio-método (resultados obtenidos en al menos 6 diferentes PTs con matrices y plaguicidas incluidos en el alcance del método
(Validation/QC data)
ALINORM 09/32/24: APPENDIX X
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Validation/QC data (average RSD intralab-reproducibilities)
Ejemplo Estimación de la incertidumbre a partir de PTs
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Validation/QC data: u (Rw)
= 0.16 (16 %) = 0.16 (16 %)
= 0.20/10 (2 %)
u = 24%
- Media de 100 labs - 20% de media de la RSD-interlabs
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ALINORM 09/32/24 APPENDIX X
Los datos de los PTs también pueden formar, por sí mismos, la base para una estimación de la incertidumbre
U (%) ~ Desviación estándar de las diferencias relativas
S = 15 %
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ALINORM 09/32/24: APPENDIX X
C (kg/kg):
U = k . RSDR
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ALINORM 09/32/24: APPENDIX X
U = 50%
(K = 2; 95%)
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ALINORM 09/32/24: APPENDIX X
Utilización de los PTs para “Verificar” la Incertidumbre estimada mediante otras aproximaciones
Valor absoluto entre 0 y 2 Valor absoluto > 2
Correcta Infraestimada
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¿Resultado Violativo o no Violativo?
Resultado = 1,65 ± 0,82 mg/kg (k = 2; 95%)
1,65 mg/kg
§§ MRL = 1,0 mg/kg
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a) High confidence of correct rejection b) High confidence of correct acceptance
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Documento N° SANCO/2007/3131
Results without Uncertainty
2.4
Results with Uncertainty (50%)
(k = 2; 95%)
2.2
2.00 mg/kg
1.8
1.65 mg/kg 1.4
No violative
Violative
mg kg-1
1.0
MRL = 1.00 mg/kg
Con una Incertidumbre expandida del 50% un resultado (X) será violativo cuando X > 2 MRL
Ver+/-
