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Ing. Olman Ramos Alfaro Diciembre, 2014
Sistema Internacional de Unidades
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es el sistema de
unidades que se usa en todos los países del mundo, a excepción de tres que
no lo han declarado prioritario o único. (Estados Unidos, Birmania y Liberia)
Hasta 1960 fue conocido como el Sistema Métrico Decimal y por ello también
se conoce como «sistema métrico».
El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas
(fundamentales), que expresan magnitudes físicas.
A partir de las unidades básicas se determinan las demás unidades de uso común, conocidas como unidades derivadas.
Tiempo
Longitud
Masa
Temperatura
Intensidad de Corriente
Cantidad de Materia
Intensidad de Lumínica
Magnitud física básica
Unidad básica Símbolo de la
unidad Definición
Masa kilogramo kg
Masa de un cilindro de diámetro y altura 39 milímetros, aleación 90 %
platino y 10 % iridio, custodiado en la Oficina Internacional de Pesas y
Medidas, en Sèvres, Francia.
Aproximadamente la masa de un litro de agua pura a 14,5 °C o 286,75 K.
Es actualmente, la única medida
materializada del SI.
Es la única unidad del SI cuyo nombre tiene un prefijo.
Transferencia del valor de la masa
El valor de la masa se transfiere desde la medida materializada, resguardada
en el BIPM, hasta los usuarios finales a través procesos de pesaje en los que
se utiliza un “instrumento de pesaje”.
En la vida diaria es muy común encontrar instrumentos y sistemas de pesaje.
Instrumento de Pesaje
Instrumento de medición que se utiliza para determinar la masa de un cuerpo
usando la acción de la gravedad sobre ese cuerpo, pudiendo servir, además,
para determinar otras magnitudes, cantidades, parámetros o características
relacionadas con la masa.
Existen dos tipos de Instrumentos de Pesaje:
Instrumentos de Pesaje de funcionamiento No Automático.
Instrumentos de Pesaje de funcionamiento Automático.
Instrumentos de Pesaje de funcionamiento No Automático
Son instrumentos de pesaje que requieren la intervención de un operador
durante el proceso de la pesaje; por ejemplo, para depositar o retirar la carga a
medir, del receptor de carga, así como para la obtención del resultado.
Algunos Instrumentos de Pesaje de Funcionamiento No Automático son las
balanzas comerciales, balanzas de precisión, básculas pesa-ruedas (pesaje
por ejes), básculas de plataforma industriales, etc.
Instrumentos de Pesaje de funcionamiento Automático
Son instrumento que pesan sin la intervención de un operador, y siguiendo un
programa predeterminado de procesos automáticos característico del
instrumento.
Los Instrumentos de Pesaje de Funcionamiento Automático son instrumentos
tales como totalizadores continuos, totalizadores discontinuos, básculas
puente de ferrocarril, seleccionadoras ponderales, seleccionadoras ponderales
de control, etiquetadoras de peso y precio, e instrumentos gravimétricos de
llenado.
Recomendaciones Internacionales para los
Instrumentos de Pesaje
Recomendaciones
Internacionales para los
Instrumentos de Pesaje
Guía del Sistema Interamericano de
Metrología, publicada en 2009, basada
en las recomendaciones de Euramet.
Existen procedimientos de calibración
de varios INM, disponibles en la red, y
documentos científicos de referencia,
también de ISO y ASTM.
Referencias de Metrología Legal,
principalmente de OIML.
Recomendaciones Internacionales para los
Instrumentos de Pesaje
Ref. Title Edition
R 47-en Standard weights for testing of high capacity weighing machines 1979
R 50-en Continuous totalizing automatic weighing instruments (belt weighers). Part 1, 2, 3 2014
R 51-en Automatic catchweighing instruments. Part 1, 2 2006
R 52-en Hexagonal weights - Metrological and technical requirements 2004
R 60-en Metrological regulation for load cells 2000
R 61-en Automatic gravimetric filling instruments. Part 1, 2 2004
R 76-en Non-automatic weighing instruments. Part 1, 2 2006
R 106-en Automatic rail-weighbridges. Part 1, 2 2011
R 107-en Discontinuous totalizing automatic weighing instruments (totalizing hopper weighers). Part 1, 2
2007
R 111-en Weights of classes E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 and M3. Part 1, 2 2004
R 134-en Automatic instruments for weighing road vehicles in motion and measuring axle loads. Part 1, 2
2006
Legislación Nacional para los Instrumentos de Pesaje
Referencia Título Año
23355 – NCR 26 Unidades de Medida
1994
24918 – NCR 253 Valor convencional del resultado de pesada en el aire
1995
24919 – NCR 266 Pesas de Alta Capacidad
1995
24920 – NCR 254 Pesas de clase E1, E2, F1, F2, M1, M2, M3
1995
24980 – NCR 179 Instrumentos para pesar de funcionamiento no automático
1994
Metrología (VIM 2.2 (2.2))
Ciencia de las mediciones y sus aplicaciones.
NOTA: La metrología incluye todos los aspectos teóricos y prácticos de las
mediciones, cualesquiera que sean su incertidumbre de medida y su campo
de aplicación.
La metrología de masas y balanzas, es la parte de la ciencia metrológica que tiene que ver con todos los métodos y formas prácticas por medio de los cuales se mide y obtiene un valor de masa y su correspondiente incertidumbre.
La Metrología de masas y balanzas involucra:
La unidad de medida de la masa (kg).
Los patrones utilizados en la medición de la masa (establecimiento, reproducción, conservación y diseminación).
Las realización de la medición de la masa (métodos, ejecución del método, estimación de la incertidumbre).
Los instrumentos de medición de la masa (propiedades y características).
El realizador de la prueba (capacidad, voluntad, interés, capacitación).
Verificación contra calibración Dos procesos pueden ser realizados a los instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático: verificación o calibración. Calibración: serie de operaciones que establecen bajo condiciones especificas, la relación entre los valores indicados por el instrumento de pesaje y los valores correspondientes a los patrones. Es voluntaria, no se refiere necesariamente a una norma por lo que no se emiten veredictos acerca del estado de
funcionamiento del equipo.
El usuario es el responsable de aplicar las correcciones necesarias para el uso adecuado del instrumento.
Verificación: Confirmación objetiva del cumplimiento de requisitos legales, conforme a Normas Técnicas Nacionales o Reglamentos Técnicos Nacionales. Es obligatoria, generalmente para los instrumentos usados en las transacciones comerciales y los resultados son
indicadores de un veredicto de “pasa o no pasa”, junto con la indicación de si el instrumento es apto o no lo es, para el
funcionamiento, desde el punto de vista comercial. Generalmente no se emite informe de resultados.
Ensayos para los Instrumentos de Pesaje
Ajuste de cero y de corrección de desviación de cero.
Ensayo de Tara.
Ensayo de movilidad.
Ensayo de repetibilidad (Ensayo de fidelidad).
Ensayo de excentricidad.
Ensayo de linealidad (Ensayo de pesaje).
Ensayo de pesaje suplementario.
Recomendaciones
Asegúrese que todo el sistema esté a 0 (ajustado).
Encender la balanza, al menos treinta (30) minutos antes de su uso.
Realizar el proceso de calentamiento de la balanza con 5 a 10
repeticiones.
Realizar, si es necesario, el proceso de ajuste interno, según la balanza.
Verificar que las condiciones ambientales dentro del área de trabajo, se
encuentren en un ámbito de temperatura y un ámbito de humedad relativa
recomendado por el fabricante.
Para pesar productos, componentes o partes, debe pesarse primero el
recipiente y a ese peso sumarle las piezas o la cantidad de producto que
se desea pesar; o en el caso particular tarar el recipiente para pesar antes
de su uso.
Colocar las piezas, el producto o partes que se va a pesar, sobre el plato de
la balanza, esperar el tiempo de estabilización del equipo para tomar la
lectura. El tiempo de estabilización para una balanza, se encuentra
establecido en el Manual del Fabricante.
La balanza debe protegerse de las variaciones de temperatura y humedad,
exposición a la luz solar, no colocarse cerca de hornos, montacargas o
plataformas de carga, etc., tanto al almacenarse como en su uso.
Ya que los objetos calientes o tibios tienen un peso menor que cuando
están fríos, debido a las corrientes y densidad del aire que los rodea, estos
objetos, ya sean partes o producto terminado debe ser estabilizado a la
temperatura ambiente antes de ser pesados.
Si la balanza se encuentra expuesta a polvo o humedad se debe cubrir.
Las balanzas deben colocarse en una mesa que sea firme y protegerla de
vibraciones (de ser posible una mesa exclusiva para ella).
Cuando el equipo cuente con campana debe permanecer siempre cerrada.
Para pesar, utilizar únicamente recipientes limpios.
Tener limpios cámara de pesada y platillo. Si se derrama alguna sustancia
durante la pesada, hay que limpiar de inmediato con un paño limpio y seco.
No utilizar disolventes orgánicos o productos químicos ya que pueden
dañarse las superficies pintadas y la pantalla.
La balanza debe protegerse de corrientes de aire, pues estas producen
inestabilidad. Para su estabilización requiere dar un tiempo prudencial de
aproximadamente 15 minutos para que el flujo de aire se detenga.
Cuando se presente algún problema que no se pueda corregir en el
momento, se debe reportar esto a la persona designada en la empresa
para el cuidado y mantenimiento de las balanzas.
Mantenimiento y Almacenamiento
Para establecer los controles de las balanzas se debe contar con las
condiciones mínimas para que el equipo se comporte regularmente. Las
balanzas deben estar colocadas en mesas fuertes, que disminuyan la
sensibilidad a los movimientos y vibraciones. Lo recomendable es
colocar estos equipos en un lugar fijo, colocados en mesas resistentes,
evitando que las vibraciones sean un factor de influencia al obtener la
lectura final, especialmente aquellos equipos que poseen mayor
sensibilidad
Nivelación
Es importante que las balanzas siempre se encuentren niveladas antes de
realizar una pesada; la forma correcta de comprobarlo es revisar el indicador
de nivel, que normalmente se encuentra en la parte superior o trasera del
equipo, de no ser así, en el manual del equipo debe venir la ubicación:
Si el instrumento no posee un indicador de nivel, se puede utilizar uno externo,
colocándolo sobre el dispositivo receptor de carga. Si el instrumento se
encuentra desnivelado, se procede a nivelarlo utilizando el sistema de
nivelación (patas del instrumento).
Calibración
Calibración inicial
Las balanzas se calibran en el lugar donde se encuentran instaladas para
su uso. El resultado de la calibración de la balanza será un informe o
certificado que servirá como punto de partida para el control metrológico.
Se debe corroborar si los resultados de la calibración concuerdan con las
especificaciones del fabricante o contra alguna norma, parámetro o
recomendación ligada al proceso en el que se está usando.
Puntos de calibración
En el caso de las balanzas, los puntos a calibrar son seleccionados de
acuerdo a la capacidad máxima de las mismas, y a su uso, esto se encuentra
establecido en la recomendación internacional Nº 76 de la Organización
Internacional de Metrología Legal (OIML); en nuestro país mediante el NCR
179:2004, Metrología. ”Instrumentos de pesaje de funcionamiento no
automático”. Esto se aplica en el momento de la calibración, por el personal
que la realiza.
Periodicidad
Las balanzas se deben calibrar periódicamente, sobre todo la primera vez que
se pone en funcionamiento o cuando se cambia de lugar, y se debe verificar
después de nivelarlas y después de grandes cambios de temperatura,
humedad o presión atmosférica. Algunas balanzas poseen mecanismo de
calibración de forma automática y no es necesaria esta operación
Comprobaciones intermedias
Las comprobaciones intermedias serán la base para elaborar una carta
de control, el seguimiento del comportamiento del equipo y establecer los
intervalos de calibración.
La periodicidad de las comprobaciones deben ser establecidas por la empresa,
de acuerdo a varios factores entre los que destacan la frecuencia y
condiciones de uso del equipo.
Para las comprobaciones intermedias lo óptimo es contar con una pesa patrón,
pero en caso de ausencia de recursos para este fin, la empresa puede
establecer un “patrón interno” por ejemplo podría ser una pieza de material
metálico inerte que no sufra pérdidas o ganancias de peso significativas
para el proceso con el tiempo, sin embargo, es de importancia tener un control
sobre este patrón, debido a la trascendencia del mismo en la cadena de
producción.
Programa de calibración
Se debe considerar los siguientes aspectos:
Tipo de equipo.
Recomendación del fabricante.
Tendencia de datos obtenidos de registros de calibración previos.
Registros históricos de mantenimiento y servicio.
Extensión y severidad de uso.
Tendencia al desgaste y deriva.
Frecuencia de revisiones cruzadas con otros patrones de referencia.
Frecuencia y calidad de calibraciones y verificaciones internas.
Condiciones ambientales (temperatura, humedad, vibraciones, entre otros).
Exactitud requerida de la medición.
Costo de la calibración.
Cuando se establece por primera vez un programa de este tipo se debe
considerar que el proceso de confirmación metrológica recomendado por
INTE-ISO 10012:2003 menciona que un sistema que mantenga intervalos
de calibración/confirmación sin revisar, determinados únicamente por
intuición (por ejemplo, 1 año), no es confiable, en ese caso es mejor tomar en
cuenta lo siguiente:
Experiencia aportada por quien ha operado el equipo.
Recomendación del fabricante.
Extensión y severidad del uso.
Influencia de las condiciones ambientales.
Tolerancia y exactitud deseada de la medición (o del proceso).
Los instrumentos pueden ser tratados individualmente o como grupos.
Los instrumentos fallan en cumplir con sus especificaciones, debido a
desviaciones con el tiempo, o por el uso.
Qué se mide?
•Se mide el valor de la masa , como una magnitud del SI •El valor de la masa se transfiere a las pesas de alta y mediana exactitud, desde 1 mg hasta los 50 kg. •Desde las pesas se transfiere el valor de la masa a los instrumentos de pesaje.
Cómo se mide?
• Se compara el valor de masa de una pesa de referencia con otra de valor de masa desconocido.
• Se colocan pesas de valor de masa conocido sobre las balanzas para caracterizarlas.
Principales Usuarios
• Sector Industrial, agroalimentario, agropecuario, metalmecánico y plásticos.
•Aeropuertos, puertos, fronteras y control en carretera.
• Sector académico y de investigación , alta tecnología, sector clínico, sector farmacéutico, laboratorio secundarios de calibración y PYMES.
• Laboratorios Designados, INMs de CAMET y usuarios en general.
Masas y Balanzas
¡Muchas gracias por su atención!
Ing. Olman Ramos Alfaro, Msc. Laboratorio de Masas y Balanzas
Laboratorio Costarricense de Metrología, LACOMET [email protected]
Teléfono: (506) 2283 6580, ext. 111 Fax: (506) 2283 5133 www.lacomet.go.cr