ERROR SISTEMÀTIC: COM CALCULAR-HO, EN QUÍMICA, EN FÍSICA, EXEMPLES - QUIMICA - 2026

L' error sistemàtic és aquell que forma part dels errors experimentals o observacionals (errors de mesures), i que afecta l'exactitud dels resultats. També se li coneix com error determinat, ja que la majoria de les vegades pot detectar-se i eliminar-se sense necessitat que es repeteixin els experiments.

Una característica important de l'error sistemàtic és que el seu valor relatiu és constant; és a dir, no varia amb la mida de la mostra o el gruix de les dades. Per exemple, assumint que el seu valor relatiu és de 0.2%, si es repeteixen els mesuraments sota les mateixes condicions, l'error sempre seguirà sent de 0.2% fins que no es corregeixi.

Al laboratori una mala tècnica o un pas equivocat en qualsevol mètode acaben convertint-se en un error sistemàtic que afecta l'exactitud dels resultats. Font: Jarmoluk via Pixabay.

Generalment l'error sistemàtic està subjecte a un inadequat maneig dels instruments, o una falla de la tècnica per part de l'analista o científic. Se li detecta amb facilitat quan es comparen els valors experimentals contra un valor estàndard o certificat.

Exemples d'aquest tipus d'error experimental es presenten quan no estan calibrats les balances analítiques, els termòmetres, els espectrofotòmetres; o en els casos en què no es realitza una bona lectura de les regles, dels vernieres, dels cilindres graduats o buretes.

Com calcular l'error sistemàtic?

L'error sistemàtic afecta l'exactitud, per la qual cosa ocasiona que els valors experimentals siguin més elevats o menors que els resultats reals. S'entén per un resultat o valor real aquell que s'ha comprovat exhaustivament per molts analistes i laboratoris, establint com a patró de comparació.

Així, comparant el valor experimental amb el real, s'obté una diferència. Com més gran sigui aquesta diferència, major serà el valor absolut de l'error sistemàtic.

Per exemple, suposem que en una peixera es comptabilitzen 105 peixos, però se sap per endavant o per altres fonts que el veritable nombre és de 108. L'error sistemàtic per tant és de 3 (108-105). Estem davant d'un biaix si a l'repetir el recompte dels peixos obtenim una vegada i una altra 105 peixos.

Emperò, més important que calcular el valor absolut d'aquest error, és determinar el seu valor relatiu:

Error relatiu = (108-105) ÷ 108

= 0,0277

Que a l'expressar-se com percentatge, tenim 2.77%. És a dir, l'error dels recomptes té un pes de 2.77% sobre el nombre veritable de peixos. Si la peixera ara té 1.000 peixos, i es procedeix a comptabilitzar-arrossegant el mateix error sistemàtic, llavors s'haurien 28 peixos menys del que s'esperava, i no 3 com succeeix amb la peixera més petita.

Constància i proporcionalitat

L'error sistemàtic sol ser constant, additiu i proporcional. En l'exemple anterior, l'error de 2.77% es mantindrà constant sempre que es repeteixin els mesuraments sota les mateixes condicions, independentment de quin sigui la mida de la peixera (fregant ja un aquari).

Cal notar així mateix la proporcionalitat de l'error sistemàtic: com més gran sigui la mida de la mostra o el gruix de les dades (o el volum de la peixera i el nombre dels seus peixos), més gran serà l'error sistemàtic. Si la peixera ara té 3.500 peixos, l'error serà de 97 peixos (3.500 x 0,0277); l'error absolut augmenta, però el seu valor relatiu és invariable, constant.

Si el nombre es duplica, aquest cop amb una peixera de 7.000 peixos, llavors l'error serà de 194 peixos. L'error sistemàtic és doncs constant i més proporcional.

L'anterior no vol dir que calgui repetir el recompte dels peixos: n'hi haurà prou amb saber que el nombre determinat correspon a l'97.23% dels peixos totals (100-2.77%). D'allí, es pot calcular la quantitat veritable de peixos multiplicant pel factor 100 / 97.23

Per exemple, si es van comptabilitzar 5.200 peixos, llavors el nombre real seria de 5348 peixos (5.200 x 100 / 97.23).

Error sistemàtic en química

En química els errors sistemàtics solen originar-se per males pesades a causa d'una balança descalibrada, o per la mala lectura dels volums en els materials de vidre. Encara que no ho semblin, aquests perjudiquen l'exactitud dels resultats, ja que com més hi hagi, més es sumen els seus efectes negatius.

Per exemple, si la balança no està ben calibrada, i en un determinat anàlisi és necessari realitzar diverses pesades, llavors el resultat final s'allunyarà cada vegada més del que s'espera; serà més inexacte. El mateix passa si en l'anàlisi es mesuren constantment volums amb una bureta la lectura és incorrecta.

A banda de la balança i dels materials de vidre, els químics també poden equivocar-se en el maneig dels termòmetres i pH-metres, a la velocitat d'agitació, en el temps indispensable perquè una reacció prengui lloc, en el calibratge dels espectrofotòmetres, en assumir una alta puresa en una mostra o reactiu, etc.

Altres errors sistemàtics en química poden ser quan s'altera l'ordre amb què s'addicionen els reactius, s'escalfa la barreja d'una reacció a una temperatura superior de la que recomana el mètode, o no es recristal·litza correctament el producte d'una síntesi.

Error sistemàtic en física

En els laboratoris de físiques dels errors sistemàtics són encara més tècnics: qualsevol equip o eina sense la deguda calibratge, un voltatge mal aplicat, la incorrecta disposició dels miralls o de les peces en un experiment, afegir massa moment a un objecte que hauria de caure per efecte de la gravetat, entre d'altres experiments.

Cal notar que hi ha errors sistemàtics que s'originen a partir d'una imperfecció instrumental, i d'altres que són més de el tipus operacional, producte d'un error per part de l'analista, científic o individu en qüestió que realitza una acció.

Exemples d'e rror sistemàtic

Es farà esment a continuació altres exemples d'errors sistemàtics, els quals no necessàriament han de passar d'aquí a un laboratori o en l'àmbit científic:

-Col·locar els panets a la part baixa de l'forn torrant més del que seria desitjable

-Una mala postura a l'hora de seure

-Sellar tot just la cafetera moka per falta de forces

-No netejar els vaporitzadors de les màquines de cafè just després de texturitzar o escalfar la llet

Utilitzar tasses de diferents mesures quan se segueix o es vol repetir una determinada recepta

-Estimar dosificar la radiació solar en dies ombrejats

-Executar dominades en les barres amb les espatlles elevats cap a les orelles

-Tocar diverses cançons amb una guitarra sense primer afinar les seves cordes

-Fritar bunyols amb insuficient volum d'oli en un calder

-Realitzar posteriors valoracions volumètriques sense estandarditzar novament la solució titulante

referències

1. Day, R., & Underwood, A. (1986). Química Analítica Quantitativa. (Cinquena ed.). PEARSON Prentice Hall.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 de febrer de 2020). Random Error vs. Systematic Error. Recuperat de: thoughtco.com
3. Bodner Research web. (Sf). Errors. Recuperat de: chemed.chem.purdue.edu
4. Elsevier BV (2020). Systematic Error. ScienceDirect. Recuperat de: sciencedirect.com
5. Sepúlveda, I. (2016). Errors sistemàtics. Recuperat de Física en Línia: fisicaenlinea.com
6. Maria Irma García Ordaz. (Sf). Problemes d'errors en el mesurament. Universitat Autònoma de l'Estat d'Hidalgo. Recuperat de: uaeh.edu.mx
7. Wikipedia. (2020). Observational error. Recuperat de: en.wikipedia.org
8. John Spacey. (18 de juliol del 2018). 7 Types of Systematic Error. Recuperat de: simplicable.com