El Método de Monte Carlo es un enfoque estadístico que se utiliza para evaluar la incertidumbre en mediciones de laboratorio, como la medición del pH, permitiendo a los laboratorios asegurar la confiabilidad y la validez de sus resultados de medición.

Función de Medición: En este método, se considera una función de medición simple para el medidor de ph, pH = a + b · V, donde a y b son constantes y V es el voltaje medido.

Simulación de Monte Carlo: Se realizan múltiples simulaciones utilizando distribuciones de probabilidad basadas en los datos experimentales y se calcula la incertidumbre estándar de los resultados simulados para obtener la incertidumbre combinada.

Datos de Prueba y Estimación de Incertidumbre Estándar: Se calibra el pHmetro con soluciones buffer y se recopilan datos experimentales. Se ajusta la curva de calibración usando el método de los mínimos cuadrados y se calculan las incertidumbres estándar.

Aplicación del Método de Monte Carlo: Se realizan simulaciones de Monte Carlo y se calcula la incertidumbre combinada, uc(pH) = √((1 · 0.01)² + (5.04 · 0.001)² + (0.10 · 0.02)²) ≈ 0.021 pH, para obtener el pH estimado de la solución desconocida, pH = 1.00 + 0.10 · 5.04 = 1.504, con una incertidumbre combinada de uc(pH) = 0.021 pH.

Consideración del Factor Humano: Para una estimación más precisa de la incertidumbre, se incorpora el factor humano, añadiendo una incertidumbre adicional, u(H), que representa la contribución del factor humano a la incertidumbre total. Se realizan varias mediciones del mismo patrón por diferentes operadores y se calcula la desviación estándar de las mediciones, estimando que la incertidumbre asociada al factor humano es u(H) = 0.02 pH.

Cálculo de la Incertidumbre Combinada con Factor Humano: Se incluye la incertidumbre del factor humano en el cálculo de la incertidumbre combinada, uc(pH) = √((1 · 0.01)² + (5.04 · 0.001)² + (0.10 · 0.02)² + (0.02)²) ≈ 0.031 pH, obteniendo un pH estimado de la solución desconocida de pH = 1.504 con una incertidumbre combinada con factor humano de uc(pH) = 0.031 pH.

Conclusión: Este ejemplo práctico y detallado demuestra cómo, mediante el Método de Monte Carlo y la consideración del factor humano, se puede calcular de manera efectiva la incertidumbre en la medición del pH con un pHmetro, utilizando datos de calibración y mediciones experimentales. La inclusión de todas las fuentes de incertidumbre, especialmente el factor humano, es esencial para asegurar la confiabilidad y la validez de los resultados de medición, permitiendo a los laboratorios cumplir con los estándares de calidad y competencia técnica de la norma ISO/IEC 17025.