Pesaje de laboratorio: balanzas y básculas de laboratorio¿Qué diferencia hay entre la masa y el peso?Los términos «masa» y «peso» suelen utilizarse indistintamente, y lo cierto es que son dos valores determinados por el pesaje; no obstante, en lo que respecta a las balanzas y básculas de laboratorio, la diferencia entre ambos resulta fundamental. La masa mide la cantidad de material presente en un elemento dado, es independiente de su ubicación y se mantiene constante al margen de su entorno.
La masa se mide por comparación, empleando para ello una báscula y una balanza de laboratorio. El kilogramo es la unidad de masa del SI; es igual al «prototipo internacional del kilogramo» (IPK), el objeto original del que se deriva esta medida.
El peso de un objeto es la fuerza de gravitación que se ejerce sobre su masa. La unidad de peso del SI es el newton (= 1 kg x m/s2). Un objeto con una masa de 1,0 kg pesa aproximadamente 9,81 newtons en la superficie de la Tierra (la masa multiplicada por la gravedad terrestre). El peso de un objeto en una montaña será inferior al que tiene al nivel del mar, debido a las variaciones gravitatorias: una báscula o una balanza de laboratorio de gran precisión detectarán esas diferencias.
Está previsto que en 2018 se lleve a cabo una redefinición del kilogramo. Supporting Redefinition of the Kilogram (Preparación para la redefinición del kilogramo) ofrece más información acerca de este cambio.
Aunque la masa y el peso son valores distintos, el proceso de determinación tanto del peso como de la masa se denomina pesaje. ¿Cómo funcionan las balanzas electrónicas? ¿Qué es el principio de compensación electromagnética de fuerzas?En las balanzas mecánicas, se pone una muestra en un extremo del astil y las pesas de referencia en el otro hasta que ambos elementos queden perfectamente equilibrados: la suma total de las pesas representa la masa de la muestra.
Las balanzas electrónicas de precisión, las balanzas analíticas y las microbalanzas de categorías de alta precisión funcionan con un sensor basado en la compensación electromagnética de fuerzas. Una bobina situada en un astil móvil suelto se inserta en un campo magnético permanente. La corriente de un sensor electrónico óptico mantiene su posición, controlada con una precisión superior a una milésima parte de un milímetro. El sensor registra los cambios en la posición vertical cuando se carga el plato, lo que se utiliza para cambiar la corriente de la bobina y que pueda volver a su posición inicial. Cuanto más peso se añada al plato, más corriente se necesitará para compensarlo, lo que se muestra en forma de dígitos en la pantalla. Balanzas de laboratorio y legibilidadesLos tipos de balanzas y básculas de laboratorio más comunes son las ultramicrobalanzas, las microbalanzas, las semimicrobalanzas, las balanzas analíticas y las balanzas de precisión.
La legibilidad de una balanza es la diferencia mínima entre dos valores medidos que se puede leer en la pantalla. En una pantalla digital, se trata del incremento numérico más pequeño, también denominado «intervalo de escala». La legibilidad de una balanza no equivale a su precisión de pesaje.
Hay varias propiedades que pueden limitar el rendimiento. Las más importantes son la repetibilidad (RP), la excentricidad (EC), la no linealidad (NL) y la sensibilidad (SE). Nuestro curso en vídeo sobre balanzas y básculas de laboratorio Conceptos básicos y factores que influyen en el pesaje explica los conceptos básicos de las buenas prácticas de pesaje. ¿Cómo se elige la balanza o la báscula de laboratorio adecuada?Para obtener una medición precisa, tengamos en cuenta lo siguiente: - Precisión de pesaje requerida -> establece el límite superior de la incertidumbre de medición permisible de la báscula para garantizar las tolerancias del proceso, p. ej. 1 %
- Factor de seguridad -> garantiza que la precisión de pesaje requerida se mantendrá incluso con los cambios que se producen a lo largo del tiempo
- Peso neto mínimo requerido que se debe pesar -> especifica el peso mínimo que debe obtener la báscula de laboratorio (según la incertidumbre de medición o las tolerancias de proceso del cliente)
- El mayor peso esperado (incluida la tara) -> especifica la capacidad de la báscula de laboratorio
- Condiciones medioambientales y aplicación de pesaje -> especifican otras propiedades de las balanzas y básculas de laboratorio
Asegúrese de elegir una balanza o báscula de laboratorio que cumpla los requisitos de SUS procesos y las tolerancias correspondientes.
Good Weighing Practice™ (GWP®) es un enfoque universal para la selección y la comprobación de instrumentos de pesaje. Es un estándar mundial y puede utilizarse en cualquier zona industrial y área de trabajo con sistemas de pesaje nuevos o ya existentes. GWP® proporciona pruebas documentadas para resultados de pesaje reproducibles en consonancia con todos los estándares de calidad actuales.
Al ofrecer una calidad fiable de los productos y el cumplimiento de las normativas, GWP® constituye una referencia para las balanzas y básculas de laboratorio, y utiliza dos aspectos clave para determinar la calidad: - La capacidad de pesaje debe ser mayor que la carga bruta máxima que se espera que vaya a pesar el usuario.
- Para alcanzar la precisión requerida, el peso mínimo del instrumento de pesaje —incluido el factor de seguridad— debe ser inferior al de la muestra más pequeña que se espere que vaya a pesar el usuario.
¿Cuál es la resolución de un instrumento de pesaje de laboratorio?La resolución es la medida en la que puede detectarse el cambio, expresada habitualmente como un número de puntos. Es la capacidad (en g) dividida por la legibilidad (en g).
Una balanza o báscula analítica con una capacidad de 200 g y una legibilidad de 0,00001 g tiene una resolución de 20 millones de puntos. El comparador de mayor resolución de METTLER TOLEDO es el comparador de masas M1, de 1000 millones de puntos. ¿Qué tolerancias son aplicables en los procesos de pesaje?Las tolerancias determinan si una balanza o báscula de laboratorio se comporta «lo bastante bien» como para cumplir con los requisitos de un proceso y cuánta es la desviación permisible. Las tolerancias definen los criterios para la notificación de una declaración de superación o fallo. Las tolerancias proceden de distintas fuentes, incluidos agentes legales, industrias de fabricación o el propio proceso. - Tolerancias legales:
Las tolerancias legales establecidas por la OIML R76 o el manual NIST 44 (solo EE. UU.) evalúan los requisitos de las aplicaciones con autorización legal para el comercio. Estas tolerancias son bastante amplias, por lo que suelen satisfacerse fácilmente con las balanzas de laboratorio o durante el pesaje en el umbral inferior del intervalo de medición. - Tolerancias del fabricante:
Las tolerancias de los fabricantes garantizan que el equipo cumple con las especificaciones de dicho fabricante. Las tolerancias de los fabricantes no tienen en cuenta los requisitos específicos del proceso y no son útiles para mejorar el proceso de pesaje. - Tolerancias del proceso:
Las tolerancias específicas del proceso, definidas por el propio usuario, son útiles para la mejora del proceso, el ahorro de material, la reducción de los residuos y la disminución de los reprocesamientos. En el caso de las básculas de laboratorio utilizadas en aplicaciones con autorización legal para el comercio, las tolerancias del proceso deberán aplicarse conjuntamente con las tolerancias legales. Para obtener más información sobre GWP Verification® de METTLER TOLEDO, visite: Good Weighing Practice.
Si bien las tolerancias legales protegen a los consumidores, no tienen en cuenta los requisitos específicos del fabricante. La optimización de las tolerancias de los procesos puede influir considerablemente en la rentabilidad de estos.
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