Composición de funciones lineales para el Ajuste de Aplicaciones en el Cuantómetro OBLF QSG 750-  
II  
Waldo Osmidel Ávila Garcés  
Yenet Cabrales Perdomo  
Ania Domínguez Reyes  
Volumen: 16  
Número: 3  
Año: 2024  
Recepción: 04/05/2023 Aprobado: 13/03/2024  
Artículo original  
Composición de funciones lineales para el Ajuste de Aplicaciones en el  
Cuantómetro OBLF QSG 750-II  
Composition of Linear Functions for Application Tuning on the OBLF QSG 750-II  
Quantometer  
Resumen  
En este artículo se estudian los fundamentos de una opción de ajuste analítico  
relativamente nueva en la espectrometría de emisión óptica: Ajuste de Aplicación,  
utilizando el Cuantómetro OBLF QSG 750-II. Se utilizaron aplicaciones MS Excel para  
la visualización de la respuesta del equipo respecto a los valores de referencia y para la  
evaluación teórica de los factores de corrección obtenidos. La eficacia del Ajuste de  
Aplicaciones se verificó mediante ensayos de control con Materiales de Referencia  
Certificados. Los resultados obtenidos muestran que esta opción de ajuste permite  
realizar correcciones para todo o parte del dominio de valores de un determinado canal  
analítico, dentro de un grupo de trabajo específico, con un nivel de confianza adecuado;  
sin necesidad de realizar una operación de Recalibración para todo el sistema analítico.  
Palabras clave: curva de calibración, ajuste analítico, modelo matemático, control de  
deriva.  
Abstract  
This paper studies the fundamentals behind a relatively new analytical adjustment option  
in Optical Emission Spectrometry: Application Adjustment, using the OBLF QSG 750-II  
Quantometer. MS Excel applications were used for the visualization of the response of  
the equipment with respect to reference values and for the theoretical evaluation of the  
correction factors obtained. The effectiveness of the Application Tuning was verified by  
control tests with Certified Reference Materials. The results obtained show that this  
adjustment option allows corrections to be made for all or part of the value domain of a  
given analytical channel, within a specific working group, with an adequate level of  
confidence; without having to perform a Recalibration operation for the entire analytical  
system.  
Key words: calibration plot, analytical adjustment, mathematical model, drift control.  
1 Máster en Química. Licenciado en Química. Empresa Nacional de Análisis y Servicios Técnicos. Las Tunas, Cuba.  
2 Máster en Ciencias de la Educación. Licenciado en Educación, especialidad Matemática-Física. Universidad de Las  
Tunas, Cuba.  
3
Doctor en Ciencias de la Educación. Licenciado en Educación, especialidad Matemática. Universidad de Las  
Tunas, Cuba.  
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Recepción: 04/05/2023 Aprobado: 13/03/2024  
Artículo original  
Introducción  
Durante el desarrollo de la química como ciencia, las matemáticas han desempeñado  
un papel fundamental. Las aplicaciones matemáticas sirven para crear modelos teóricos  
y expresiones que permiten una mejor comprensión y exactitud de los procesos  
químicos. Algunas herramientas, como las derivadas, han sido fundamentales para  
poder expresar y calcular razones de cambio y luego demostrarlas mediante la práctica.  
Por esto a acompañado desde sus inicios a esta ciencia, como aspecto formativo, en la  
aplicación de la lógica deductiva y su carácter formal y, posteriormente como  
herramienta de diseño, el análisis y optimización de los procesos químicos.  
Los métodos de ensayo basados en Espectroscopia Atómica son los más ampliamente  
difundidos para la determinación del contenido de diferentes elementos químicos en la  
mayoría de las matrices imaginables, especialmente las metálicas. Fue hacia la mitad  
de la década de 1940, cuando se introdujeron los métodos espectroscópicos, con los  
primeros espectrómetros de emisión (Coedo y Padilla,1998 y Peña, 2012).  
El desarrollo posterior de estos equipos produjo sin duda un cambio drástico en las  
determinaciones químicas. Se transformaron los clásicos laboratorios de análisis  
químico en sofisticados laboratorios físico-químicos, en los cuales es posible realizar  
trabajos que con anterioridad precisaban mucho tiempo y destreza (Argota y  
Fernández, 2012; Ramírez et al., 2018; González y Montaño, 2015).  
Los métodos instrumentales de Análisis Químico Cuantitativo, dada su naturaleza física  
(electrónica, electromagnética, térmica, etc.) basan sus determinaciones en la relación  
que existe entre una propiedad del mensurando, por ejemplo: su contenido en una  
muestra y una Propiedad Física medible (Aranda, Tapia y Millán, 2022 y Llovet, 2017).  
Esta relación debe tener carácter funcional: para cada valor que pueda tomar la  
propiedad física que se mide, existe uno y solo un valor para la propiedad del  
mensurando (Castillo y Gamboa, 2020). El modelo matemático que describe esta  
relación, con un nivel de confianza adecuado, se denomina Curva de Calibración  
(Ramírez et al., 2018).  
En la práctica se obtiene realizando varias mediciones a  
Materiales de Referencia o Patrones con distintos contenidos del mensurando y  
obteniendo el modelo matemático que mejor ajuste este comportamiento.  
Para describir con mayor exactitud dicho comportamiento, en ocasiones la Curva de  
Calibración está dividida por segmentos, debido a que la relación entre la propiedad  
física y la propiedad química no se manifiesta de igual forma a distintos valores del  
mensurando.  
Para la corrección de la deriva natural que experimenta la respuesta del sistema  
analítico respecto a un valor de referencia, estos métodos instrumentales aplican  
diversas opciones de ajuste analítico (Cárdenas, Núñez y Núñez, 2019). Dado que la  
dinámica de trabajo de los laboratorios actuales, requiere de la realización de  
operaciones de recalibración en un breve período de tiempo, se han desarrollado  
métodos alternativos para lograr relacionar el resultado de medida con el valor teórico o  
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de referencia, con un nivel adecuado de confianza (Wyclslik, 2019; Gómez, Ortiz,  
Gallego y Echeverri, 2021).  
En este trabajo se estudian los fundamentos que sustentan una opción de ajuste  
analítico relativamente novedosa en Espectrometría por Emisión Óptica: el Ajuste de  
Aplicaciones. El estudio permitió desarrollar una metodología para la obtención de  
factores de corrección, basada en la composición de las funciones que describen el  
modelo matemático de respuesta para la determinación de composición química en  
muestras de acero al carbono, utilizando un Cuantómetro OBLF QSG 750-II.  
Materiales y métodos  
Ajuste de Aplicaciones en el Cuantómetro OBLF QSG 750-II  
Se utiliza, como gas inerte, Argón grado espectrométrico (Argón 5.0) suministrado por  
MESSER Group, Alemania. Tela Abrasiva ZK713X (tamaño de grano G-60) de VSM-  
Vitex Abrasivos, S.A., Alemania. Material de Referencia Certificado IARM 194A de  
Analytical Reference Materials International, Estados Unidos. Material de Referencia  
Certificado BS 1030 Brammer Standard Company, Inc., Estados Unidos. Material de  
Referencia Certificado BS 4820A Brammer Standard Company, Inc., Estados Unidos.  
Material de Referencia Espectrométrico IMZ-117 del Instituto Metalúrgico de Silesia,  
República de Polonia; distribuido por Brammer Standard Company, Inc., Estados  
Unidos. Material de Referencia (Setting-up Sample) BS 04D de Brammer Standard  
Company, Inc., Estados Unidos.  
Equipos empleados: Esmeriladora G9-250 de la República Popular Democrática de  
Corea, Rectificadora de dos discos HERZOG HT-350-2 de Alemania, Filtro Purificador  
de Argón Sircal Instruments MP-2000 de Reino Unido, Cuantómetro de Emisión Óptica  
OBLF QSG 750-II de Alemania.  
El Cuantómetro OBLF QSG 750-II  
El Cuantómetro OBLF QSG 750-II es un Espectrómetro de Emisión Óptica  
(Cuantómetro), diseñado para la determinación cuantitativa del contenido de varios  
elementos químicos en muestras de distintos tipos de materiales ferrosos (Ramírez, Gil,  
Corrales y Cruz, 2021; Ávila, Arada y Hechavarría, 2018).  
La determinación se basa en la relación que existe entre la concentración de los  
elementos presentes en la muestra y la emisión de energía en forma de luz que  
producen los átomos de dichos elementos, luego de ser excitados por una fuente de  
energía (American Society for Testing Materials, 2017).  
Para la corrección de la deriva natural que sufre el sistema analítico, el Cuantómetro  
OBLF QSG 750-II posee tres opciones de ajuste:  
1. Recalibración.  
2. Estandarización Tipo.  
3. Ajuste de Aplicaciones.  
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Las cuales generan Factores de Corrección, según la naturaleza del desajuste. El cual,  
a su vez, se detecta mediante ensayos de control con Materiales de Referencia.  
Resultados y discusión  
La Tabla 1 resume las principales diferencias entre las tres opciones (Ávila, 2019).  
El Ajuste de Aplicaciones en este equipo es una opción de ajuste analítico de acuerdo  
con el denominado método de dos puntos. Puede utilizarse, por tanto, para corregir  
desajustes que reflejen rotación, traslación (o ambos), respecto a la respuesta teórica o  
de referencia. Las facilidades que aporta esta opción de ajuste son tales que casi puede  
compararse con una Recalibración para un elemento químico en un grupo de trabajo  
determinado (ver tabla 1).  
Tabla 1  
Principales diferencias entre las opciones de ajuste en el cuantómetro oblf qsg  
750-ii  
Opciones de Ajuste  
Aspectos  
Ajuste  
Aplicaciones  
de  
Recalibración  
Estandarización Tipo  
Juego de muestras  
extraordinariamente  
homogéneas  
Material seleccionado  
por el laboratorio  
para este fin  
Tipo de muestra  
utilizada  
Materiales  
Referencia  
de  
(Setting Up Samples)  
Cantidad  
muestras  
de  
Siete  
Uno  
Dos  
Magnitud medida  
Intensidad de luz  
Concentración  
Traslación  
Concentración  
Naturaleza  
desajuste  
del Rotación, traslación o  
ambas  
Rotación, traslación o  
ambas  
Elementos  
ajusta  
que  
Todos los elementos  
Todos los elementos  
Elementos de interés  
Grupos de trabajo Todos los grupos de Grupo de trabajo de Grupo de trabajo de  
que ajusta trabajo interés interés  
Fuente: Elaboración propia.  
Consiste en realizar determinaciones a dos Materiales de Referencia con contenidos  
bajos y altos del elemento químico de interés, respectivamente. Luego se relacionan los  
resultados que emite el equipo con los de referencia para generar los Factores de  
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Corrección correspondientes: Factor de Corrección Multiplicativo (o pendiente) y Factor  
de Corrección Aditivo (o intercepto).  
Una vez que la luz emitida por los átomos excitados se transforma en señal eléctrica,  
luego en analógica, después en digital, hasta relacionarse con la concentración del  
elemento químico mediante la Curva de Calibración (al resultado obtenido hasta aquí le  
llamaremos “en bruto”, por comodidad), antes de visualizarse, en el software OBLFwin  
ocurre otra transformación: si para el canal analítico en cuestión existen Factores de  
Corrección registrados en Menú Principal/Programas de Análisis/Ajuste de  
Aplicaciones, este resultado “en bruto” se transforma según la ecuación:  
(1)  
Donde:  
: Resultado transformado (resultado actual).  
: Resultado “en bruto”.  
: Factor de Corrección Multiplicativo vigente (pendiente).  
: Factor de Corrección Aditivo vigente (intercepto).  
El modelo de esta relación/transformación corresponde al de una función lineal debido a  
la propia naturaleza del método de ajuste de dos puntos. Es la forma en que se  
relacionan los resultados sobre contenidos bajos y altos, con los respectivos valores de  
referencia (Figura 1).  
De este modo, podríamos definir el Ajuste de Aplicaciones como la transformación del  
resultado “en bruto” del sistema analítico, en el valor verdadero del mensurando.  
Los Factores de Corrección para el Ajuste de Aplicaciones se obtienen mediante el  
tratamiento analítico de una función lineal, dados dos de sus puntos. Matemáticamente  
consiste en hallar la ecuación que describe la Figura 1, a partir de los valores de los  
puntos Pb(xbajo;ybajo) y Pa(xalto;yalto), determinando:  
Pendiente (Factor Multiplicativo).  
Intercepto (Factor Aditivo).  
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Figura 1  
Relación de los resultados con los respectivos valores de referencia  
Valor de referencia  
y = m · x + n  
yalto  
ybajo  
Resultado “en bruto”  
xbajo  
xalto  
Fuente: Elaboración propia.  
Para ello debe seleccionarse un Material de Referencia con contenido bajo del  
mensurando y otro con contenido alto. Realizamos determinaciones a ambos materiales  
de modo que tengamos los datos que se relacionan en la Tabla 2. De esta manera, las  
coordenadas de los puntos Pb y Pa son:  
Pb(  
bajo.  
;
): resultado del ensayo para contenidos bajos; valor de referencia  
Pa (  
Tabla 2  
;
): resultado del ensayo para contenidos altos; valor de referencia alto.  
Datos necesarios para el ajuste de aplicaciones  
Material  
de  
Datos  
Descripción  
Notación  
Referencia  
Resultado actual que se  
Valor  
actual  
obtiene  
al  
realizar  
la  
Con  
determinación  
contenido  
bajo  
Valor de  
Referencia  
Valor certificado  
Resultado actual que se  
obtiene al realizar la  
determinación  
Valor  
actual  
Con  
contenido  
alto  
Valor de  
Referencia  
Valor certificado  
Fuente: Elaboración propia.  
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Determinación del Factor de Corrección Multiplicativo  
La pendiente de una función lineal se calcula según la expresión general:  
(2)  
Sustituyendo en la Ecuación 2 los datos para el Ajuste Aplicaciones (Tabla 2), tenemos  
que el Factor Multiplicativo se calcula como:  
(3)  
Determinación del Factor de Corrección Aditivo  
Una vez que tenemos la pendiente de una función lineal y las coordenadas de uno de  
sus puntos, el intercepto con el eje de las abscisas se calcula según la expresión  
general:  
(4)  
Sustituyendo en la Ecuación 4 los datos para el Ajuste de Aplicaciones, tenemos que el  
Factor Aditivo se calcula como:  
(5)  
Combinación de los Factores de Corrección obtenidos con los vigentes  
Cuando ya existen Factores de Corrección Aditivos y/o Multiplicativos registrados en el  
software del instrumento, los factores obtenidos deben combinarse con ellos. Esto se  
debe a que los resultados actuales se obtienen debido a la transformación de un  
resultado “en bruto”, teniendo en cuenta el Ajuste de Aplicaciones vigente (ver Ecuación  
1). Es lo que en Matemáticas se denomina una composición de funciones o Función  
Compuesta. De este modo, los Factores de Corrección que finalmente se registrarán,  
son una combinación de los factores obtenidos con los vigentes.  
Para combinar los factores de corrección debemos tener en cuenta que el resultado con  
el equipo finalmente ajustado analíticamente, se obtendrá transformando el resultado  
actual con los Factores de Corrección obtenidos, según:  
(6)  
Donde:  
: Resultado con el equipo finalmente ajustado analíticamente.  
: Resultado actual.  
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: Factor Multiplicativo obtenido.  
: Factor Aditivo obtenido.  
Pero el resultado actual está siendo transformado, a la vez, con los Factores de  
Corrección Vigentes, según la Ecuación 1. Luego, sustituyendo la Ecuación 1 en la  
Ecuación 6, tenemos que:  
(7)  
Desarrollando los términos de la Ecuación 7, aplicando la propiedad distributiva:  
(8)  
pendiente  
intercepto  
Por tanto:  
El Factor Multiplicativo Combinado es el resultado de multiplicar el Factor  
Multiplicativo obtenido con el vigente (Ecuación 9).  
mc m mv  
(9)  
Donde:  
m
c : Factor Multiplicativo Combinado.  
: Factor Multiplicativo obtenido.  
m
v : Factor Multiplicativo vigente.  
El Factor Aditivo Combinado es el producto del Factor Multiplicativo obtenido  
por el Factor Aditivo Vigente, más el Factor Aditivo obtenido (Ecuación 10).  
nc mnv n  
(10)  
Donde:  
n
c : Factor Aditivo Combinado.  
: Factor Multiplicativo obtenido.  
n
n
v : Factor Aditivo vigente.  
: Factor Aditivo obtenido.  
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Para la comprobación de la efectividad de la propuesta, se verificó el Ajuste Analítico  
del Cuantómetro OBLF QSG 750-II, aplicando la composición de funciones lineales  
para la obtención de los Factores de Corrección, en la determinación del contenido de  
nitrógeno en muestras de acero al carbono. Para ello se seleccionaron dos Materiales  
de Referencia. El IARM 194A con contenido bajo de este analito (Analytical Reference  
Materials International, 2004) y el IMZ-117 con contenido alto (Instytut Metalurgii Żelaza,  
2018). Los resultados del ensayo de control se muestran en la Tabla 3.  
Tabla 3  
Resultados del ensayo de control con materiales de referencia  
Resultado  
Ensayo  
de  
Valor Certificado  
(% m/m)  
Material  
referencia  
de  
ІεІ  
Evaluación  
(% m/m)  
IARM 194A  
IMZ-117  
0,0055 ± 0,0002  
0,0154 ± 0,0005  
0,0052 ± 0,0003  
0,0129 ± 0,0005  
0,8  
3,5  
Satisfactorio  
No Satisfactorio  
Fuente: Elaboración propia.  
Estos resultados muestran un desajuste en la respuesta analítica, respecto a los valores  
de referencia. El desajuste es más significativo para contenidos altos de nitrógeno. El  
gráfico de la figura 2, obtenido con una aplicación MS Excel, visualiza la diferencia entre  
los resultados obtenidos y la respuesta teórica.  
La figura 2 muestra una evidente rotación en los resultados, respecto a los valores de  
referencia. Dado que los resultados de ensayo se encuentran fuera del intervalo de  
incertidumbre reportado para los valores certificados de los Materiales de Referencia,  
es necesario realizar una operación de ajuste analítico.  
Figura 2  
Representación gráfica del resultado del ensayo de control  
Fuente: Elaboración propia.  
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Utilizando los resultados del ensayo de control (tabla 3) se calculan los factores de  
corrección para el Ajuste de Aplicaciones, según las ecuaciones 3 y 5. La tabla 4  
muestra los valores de los factores multiplicativo y aditivo, obtenidos.  
Al estar vigentes, en el software del equipo, factores de corrección de un Ajuste de  
Aplicaciones realizado anteriormente, los factores obtenidos deben combinarse con los  
vigentes para lograr el ajuste final del sistema analítico, según las ecuaciones 9 y 10.  
Los resultados se muestran en la tabla 4.  
Tabla 4  
Factores de corrección para el ajuste de aplicaciones  
Factor de corrección  
Multiplicativo  
Aditivo  
Factor obtenido  
Factor vigente  
1,2857  
1,0230  
1,3153  
-0,0012  
-0,0015  
-0,0031  
Factor combinado  
Fuente: Elaboración propia.  
Nótese que los resultados del ensayo de control muestran que, para contenidos altos  
de nitrógeno, los resultados obtenidos eran inferiores al valor certificado para el  
Material de Referencia IMZ-117. Por eso el valor del Factor Multiplicativo combinado es  
mayor que el que estaba vigente, realizando una corrección en la pendiente del modelo  
matemático que describe la relación resultado-valor de referencia. El Factor Aditivo nos  
indica que además existía un desajuste por traslación, aunque no tan significativo como  
la rotación.  
Con ayuda de la aplicación de MS Excel podemos realizar una evaluación de la  
corrección obtenida, antes de introducir los datos en el software del Cuantómetro. La  
figura 3 muestra como la gráfica de los resultados obtenidos coincide con la respuesta  
teórica esperada (gráficos superpuestos). Si bien no es una evaluación concluyente, si  
permite determinar con prontitud la aparición de errores groseros antes de modificar los  
datos en el ajuste del sistema analítico.  
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Figura 3  
Evaluación de la corrección  
Fuente: Elaboración propia.  
La evaluación final de la efectividad de la corrección se realiza mediante ensayos de  
control con Materiales de Referencia apropiados. En este estudio se utilizaron cuatro  
Materiales de Referencia Certificados:  
IARM 194A (Analytical Reference Materials International, 2004).  
BS 4820A (Brammer Standard Company, Inc., 2011).  
BS 1030 (Brammer Standard Company, Inc., 2011).  
IMZ-117 (Instytut Metalurgii Żelaza, 2018).  
Los resultados se evaluaron a partir del error estandarizado de las determinaciones.  
Este estadígrafo evalúa el nivel de significación del error absoluto de las mediciones,  
como componente de sesgo, respecto a la incertidumbre asociada a las mismas como  
factor de variabilidad (Botero, Santa Chaves y Mendoza, 2009). Esta relación se  
expresa mediante la Ecuación 11.  
xref xmed  
ur2ef um2 ed  
  
(11)  
Donde:  
xref: Valor certificado del Material de Referencia.  
Xmed: Resultado de ensayo de control.  
uref: Incertidumbre del Material de Referencia Certificado.  
umed: Incertidumbre asociada al resultado de ensayo  
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Cuando la diferencia entre el resultado de ensayo y el valor de referencia (numerador  
de la Ecuación 11) no supera la combinación de las incertidumbres asociadas al valor  
certificado del Material de Referencia y al resultado del ensayo de control (denominador  
de la Ecuación 11), este estadígrafo toma valores menores o igual que uno.  
Esto significa que los componentes de sesgo en la determinación no son significativos  
con un nivel de confianza adecuado. El resultado del ensayo de control es satisfactorio  
y puede afirmarse que el sistema analítico está adecuadamente ajustado. El criterio de  
aceptación de esta prueba estadística se aplica utilizando la Ecuación 12.  
1  
(12)  
La Tabla 5 muestra los resultados del ensayo de control. Nótese que los valores  
obtenidos para el error estandarizado son menores que uno para cada determinación,  
por lo que podemos plantear que la corrección de la respuesta analítica, utilizando el  
Ajuste de Aplicaciones, es satisfactoria.  
Tabla 5  
Comprobación de la efectividad de la corrección  
Valor Certificado  
(% m/m)  
Resultado de Ensayo  
(% m/m)  
Material  
referencia  
de  
ІεІ  
Evaluación  
IARM 194A  
BS 4820A  
0,0055 ± 0,0002  
0,0076 ± 0,0004  
0,0054 ± 0,0003  
0,0074 ± 0,0005  
0,3  
0,3  
Satisfactorio  
Satisfactorio  
BS 1030  
IMZ-117  
0,0107 ± 0,0008  
0,0154 ± 0,0005  
0,0109 ± 0,0004  
0,0155 ± 0,0006  
0,2  
0,1  
Satisfactorio  
Satisfactorio  
Fuente: Elaboración propia.  
Conclusiones  
El Ajuste de Aplicaciones en el Cuantómetro OBLF QSG 750-II es una opción para la  
corrección de deriva basado en el denominado método de dos puntos. Relaciona los  
resultados obtenidos con los respectivos valores de referencia, mediante la aplicación  
de un modelo matemático lineal (función lineal). Esto permite utilizarla para corregir  
desajustes que reflejen rotación, traslación (o ambos), respecto a la respuesta teórica.  
Esta opción de ajuste permite realizar correcciones para todo o parte del dominio de  
valores de un determinado canal analítico, dentro de un grupo de trabajo específico,  
con un adecuado nivel de confianza, sin tener que realizar una operación de  
Recalibración para todo el sistema analítico. Esto es muy útil cuando se dispone de  
poco tiempo para emitir un resultado de ensayo.  
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El Ajuste de Aplicaciones permite realizar ajustes en la respuesta del sistema analítico  
partiendo del análisis de los resultados obtenidos, no a partir del análisis de la señal  
física primaria que se relaciona con los valores del mensurando. El abuso de esta  
opción de ajuste puede influir entonces negativamente en alguno de los parámetros de  
desempeño del método analítico.  
Referencias bibliográficas  
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Composición de funciones lineales para el Ajuste de Aplicaciones en el Cuantómetro OBLF QSG 750-  
II  
Waldo Osmidel Ávila Garcés  
Yenet Cabrales Perdomo  
Ania Domínguez Reyes  
Volumen: 16  
Número: 3  
Año: 2024  
Recepción: 04/05/2023 Aprobado: 13/03/2024  
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Conflicto de intereses: Los autores declaran no tener conflictos de intereses.  
Contribución de los autores: Los autores participaron en la búsqueda y análisis de la información para el artículo, así  
como en su diseño y redacción.  
Página 306