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.
Temperatura Intensidad de Corriente Tiempo Cantidad de Materia Longitud Intensidad de Lumínica Masa
Magnitud física básica Unidad básica Símbolo de la unidad Definición 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. Masa kilogramo kg 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 24919 NCR 266 24920 NCR 254 24980 NCR 179 Valor convencional del resultado de pesada en el aire Pesas de Alta Capacidad Pesas de clase E1, E2, F1, F2, M1, M2, M3 Instrumentos para pesar de funcionamiento no automático 1995 1995 1995 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? Masas y Balanzas 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.
Muchas gracias por su atención! Ing. Olman Ramos Alfaro, Msc. Laboratorio de Masas y Balanzas Laboratorio Costarricense de Metrología, LACOMET oramos@lacomet.go.cr Teléfono: (506) 2283 6580, ext. 111 Fax: (506) 2283 5133 www.lacomet.go.cr