incertezza di misura rm , ba, pa argentini

Seminario

Dati analitici e valori limite.

Incertezza delle misure e certezza del diritto.

Palermo 20.10.2010Palermo 20.10.2010Palermo 20.10.2010Palermo 20.10.2010

InCertezza della misuradanilo.argentini @ arpalazio.it

Misurando = Risultato +/Misurando = Risultato +/Misurando = Risultato +/Misurando = Risultato +/---- rangerangerangerange

Dal solo risultato non potremmo mai dire che esso è il “valore vero”

In tutte le scienze sperimentali

Possiamo dire che il “valore Vero” certamente è compreso nel range

dichiarato

Cercheremo di dare risposte a queste domande

Perché ci occupiamo di inCertezza dei

risultati

Cosa è l’ inCertezza dei

risultati

Come calcolare o stimare è l’ inCertezza

Cosa non è l’inCertezza

i metodi per stimare l’inCertezza

Come utilizzare

l’inCertezza Qual’e l’ inCertezzacongrua

Quando utilizzare l’inCertezza

Quale inCertezzautilizzare :metrologico, olistico, R da metodo normato …

locus ab auctoritate […] est infirmissimus

(Summa Theologiae 1, q.1, a. 8 ad 2)

L’autorità non fa la verità di una affermazione

Tommaso d’Aquino

Roccasecca (FR)

1225 - 1274

ossia

Perché …siamo alla ricerca del valore vero (verità)

Ogni affermazione va provata, supportata da argomenti che la sorreggano !

incertezza � “summa logicae” !!??

motivazione etico-filosoficaperché ci

occupiamo di inCertezza dei

risultati

.. Il valore vero esistema non ci è dato di conoscerlo

L’approccio scientifico e più rigoroso che possiamo utilizzare ci fornisce risultato/i di misura/e che rappresentano solo

una stimadel valore vero

R

Valore vero

R +UR +U

perché ci occupiamo di inCertezza dei

risultati

motivazione scientifica

.. Il valore vero esistema non ci è dato di conoscerlo

L’approccio scientifico e più rigoroso che possiamo utilizzare ci fornisce risultato/i di

misura/e che rappresentano solo una stimadel valore vero

R

Valore vero

R +UR +U

perché ci occupiamo di inCertezza dei

risultati

motivazione scientifica

vero

(10)(12)

(8)

(10)(11.65)

limite

(8.35)

Perché

all’interno del Sistema delle Agenzie Ambientali

a) vengono prodotti milioni di Risultati di Prova (R +/- U)i quali devono essere confrontati con migliaia di valori limite VL

b) una parte rilevante della legislazione nazionale in campo ambientale individua un limite superiore accettabile (VLs) che non deve essere

superato

Siamo chiamati a dare informazioni CERTE in base alle quali emettere valutazioni e/o

GIUDIZI di conformità

motivazione professionaleperché ci


risultati

Perché l’incertezza di misura

� risultati devono essere prodotti da laboratori di riconosciuta competenza tecnica

(accreditati ISO/IEC 17025)

�ISO/IEC 17025 � i laboratori DEVONO stimare e conoscere l’incertezza dei propri risultati

… siamo obbligatiperché ci


risultati

Cosa non è l’inCertezzadi misura

L’incertezza non è un errore ma, al contrario, è un intervallo che

quantifica la nostra ignoranzasui reali errori che gravano sul risultato

Errori di misura

sistematici casuali

conosciuti sconosciuti

corretti non corretti

RISULTATO +/- INCERTEZZA

• esattezzaISO 5725/1, 3.7, UNI ISO 3534-1, 3.12 • Grado di concordanza fra il valore medio

ottenuto da un grande insieme di risultati di prova e un valore di riferimento accettato

Se è noto un valore riconosciuto o accettato come vero …le misure ripetute restituiscono informazioni diverse

Rveritas

veritas

veritas

veritas

preciso ed esatto

preciso ma non esatto

non preciso, ma esatto

non preciso e non esatto

• precisione(ISO 5725/1, 3.12, UNI ISO 3534-1 3.14)

• Grado di concordanza fra risultati di prova indipendenti ottenuti nelle condizioni stabilite.

Cosa non è l’inCertezzadi misura

INCERTEZZA DI MISURA(VIM 2 3.9, UNI ENV 13005, B.2.18)

• parametro associato al risultato di una misurazione che caratterizza la dispersione dei valori ragionevolmente attribuibili al misurando.

… definizioniCosa è l’

inCertezzadei risultati

VIM 3 – 2.26

• parametro non negativoche caratterizza la dispersione dei risultatidi misura che sono attribuibili a un misurando, sulla base delle

informazioni utilizzate

Definizioni (UNI CEI ENV 13005:2000)

• Incertezza tipo composta:incertezza tipo del risultato di una misurazione ottenuto mediante i valori di un certo numero di altre grandezze. Essa è la radice quadrata positiva di una somma di termini che sono le varianze di tali grandezze, pesate secondo la variazione del risultato della misurazione al variare di esse.

• Incertezza estesa:grandezza che definisce, intorno al risultato di una misurazione, un intervalloche ci si aspetta comprendere una frazione rilevante della distribuzione dei valori ragionevolmente attribuibili al misurando. Si ottiene moltiplicando l’incertezza combinata per un fattore di copertura che, nei casi in cui al misurando si possa attribuire una distribuzione normale (gaussiana) e ad un livello di probabilità del 95%, è posto uguale a 2.

• ………………………………….

…ma come si calcola l’inCertezza ..!!?

• Incertezza relativa: incertezza di una grandezza divisa per la stima di quella grandezza. E’ un numero adimensionale, poiché dato dal rapporto tra due grandezze espresse con la stessa unità di

misura

Cosa è l’ inCertezzadei risultati

… altre definizioni

“ Misura ciò che è misurabile

e rendi misurabile ciò che non lo è “ Galileo Galilei

1564-1642

ossia

Come…ricercare il valore vero(verità) ?

Attraverso la ripetizione di misure

R Rwr

Numerosità delle variabili

Contributi di tipo A

Contributi di tipo BRiproducibilità ripetibilità

Attraverso un metodo scientifico / empirico

Come calcolare o stimare è l’ inCertezza

diverse modalità di esecuzione di misure ripetute restituiscono informazioni diverse

R Rw r

RIPRODUCIBILITA’

diversi laboratori

diversi operatori

diverse apparecchiature (strumenti, materiali di riferimento, reagenti ..)

diverse condizioni ambientali

Diverse tipologie di materiali (matrici)

RIPETIBILITA’

U=2*SR

Stesso laboratorio

stesse condizioni ambientalistesso operatore

stesse apparecchiature (strumenti, materiali di riferimento, reagenti ..)

Stesso materiale (matrice)

Sr => ur

U=2*SRw

Altri contributi tipo B

Come calcolare l’ inCertezza

Vantaggie svantaggi

R Rw r

RIPRODUCIBILITA’ ripetibilita’

U=2*SR Sempre applicabile

metodi olistici

applicabilità limitata(dati spesso non disponibili)

Maggiore confrontabilità risultati tra diversi laboratori

( + oggettivo ) Sr

U=2*SRw

metodo metrologico �

Informazioni non complete

U

Altre informazioni

(contributi di tipo B

+ soggettività


analitici o olistici ?

approccio bottom-up: consiste nel valutare in modo completo tutti i contributi all’inCertezza ritenuti rilevantinell’esecuzione della prova attribuendo ad ognuno la variabilità associata

L’approccio metrologico o matematico (da utilizzare comunque)

Tali variabilità possono essere di

tipo A e B.


analitico (bottom-up)

Schema sintetico dell’approccio metrologico

(semplificato o misto)

L’approccio metrologico può essere complesso …..

Formule di calcolo utilizzate

Contributi all’inCertezzacon metodo metrologico

In pratica si calcolano tutti i contributi di tipo A attraverso prove di ripetibilità su campioni reali (aggiunti) e si sommano i contributi di tipo B non considerati tra i

contributi di tipo A

Si parte dalla formula di calcolo del risultato

inCertezza composta sommando tutte le componenti più significative:

ripetibilità, taratura apparecchiatura,taratura volumi, taratura bilancia, materiali di riferimento, recupero

Ue = 2 x uc

R => c*(V/P)*f

+

approcci Top-Down: consiste nel valutare complessivamente tutti i contributi

all’inCertezza attraverso la conoscenza della Riproducibilità ( SR )

Approcci Olistici (tutte le variabili insieme)

Noto lo Scarto tipo di Riproducibilità

=> Ue = 2*SR

•da metodi normati

•da prove su Materiali di Riferimento Certificati in matrice

•da Studi Collaborativi (CT) e/o da Prove valutative (PT)

•da equazioni empiriche

•da prove di validazioni e/o controlli qualità intra-laboratorio

i metodi per stimare l’inCertezza da όλος, "la totalità"

Approccio Olistico: Formule di calcolo utilizzate

Contributi all’inCertezzacon metodi olistici

…ma come utilizzare l’inCertezza ..!!?

Olistico: formule di calcolo utilizzate

u2c = S2

R + bias2+u

mr

Ue = 2 x uc

Contributi all’inCertezza con metodi olistici

Quando va utilizzata l’inCertezza

….. i rapporti di prova devono comprendere, se necessario per l’interpretazione dei risultati di prova, quanto segue:….

c) quando applicabile, una dichiarazione circa l’incertezza di misura stimata; informazioni circa l’incertezza di misura sono necessarie nel rapporto di prova quando

ciò influisce sulla validità o sull’applicazione dei risultati di prova, quando le istruzioni del cliente lo richiedono, o

quando l’incertezza ha influenza sulla conformitàad un limite specificato;

Se l’inCertezza è ritenuta trascurabile per uno specifico scopo, si può omettere

questa è una modalità comune per esprimere il risultato di una misura in diversi ambiti

…. e quando inCertezza ha influenza ….

…. ma quale inCertezzautilizzare : metrologico, olistico, R da metodo normato …

…. come deve essere l’ inCertezza ? : adatta allo scopo !

Il criterio del punto 5.3 del presente documento risulta applicabile solo quandogli intervalli di incertezza sono congrui, in relazione a:

a) l’utilizzo di procedure di misura adatte allo scopo di verifica della conformità rispetto al VL e/o corrispondenti allo “stato dell’arte”;

b) l’utilizzo di procedure di stima dell’incertezza armonizzate.

…. ma quando l’ inCertezza è congrua ? ?Ue =50% per BaP)

…. in ogni caso per ottenere trasparenza nelle informazioni e Certezza nelle decisioni prese …

Le regole decisionali, seppur basate su argomentazioni tecnico scientifiche,

dovrebbero sempre derivare da disposizioni di leggeo da accordi tra il laboratorio e il

cliente (Grigato)

1. Il tuo primo ed unico riferimento sono le “norme cogenti” formalmente espresse e se non vi sono non avrai altra “regola decisionale” al di fuori del documento ISPRA mlg 52/2009

2. Non nominare invano l’incertezza se non l’hai stimata in modo adeguato

3. Ricordati di considerare l’incertezza al livello del risultato di una prova (e non sul limite)

4. Onora la tua dichiarazione di “ Non Conformità” solo se ne seisicuro e “al di sopra di ogni ragionevole dubbio”

5. Non accettare l’illusione di “verità assolute” o livelli di probabilità diversi da P=95%

Ricapitolando le decisioni prese … i dieci “comandamenti” per le Agenzie ambientali

6. Non commettere l’errore di “utilizzare” fattori di copertura diversi da K = 1.65 (il solo che può garantire una P=95% in caso di singolo VL superiore ed Uestesa

espressa nei RdP con K=2)

7. Non considerare i VL delle norme (Leggi) come “numeri con infinite cifre significative” , ma vere espressioni di misure sperimentali.

8. Non dire che gli zeri “dubbi” (zeri a destra nei numeri interi ) vanno comunque considerati non significativi o “place holders”

9. Non desiderare di approssimare tutte le cifre significative nella espressione del risultato R ma considera solo la prima cifra da scartare (criterio se >= 5

aumenta la cifra da tenere ).

10. Non desiderare altro che far valere contemporaneamentele equazioni(R-VL)arr > 0

e (R-g-VL) > 0

affinchè il misurando si possa giudicare CERTAMENTE maggiore del VL

Ricapitolando le decisioni prese … i dieci “comandamenti” per le Agenzie ambientali

Grazie per l’attenzione

….. e per aver scelto Arpa Lazio

incertezza di misura rm , ba, pa argentini

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