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Influencias físicas
Si no se estabiliza la indicación del peso, el resultado deriva lentamente en una dirección o sencillamente se indican valores erróneos, las causas son a menudo ciertas influencias físicas.
Las causas más habituales son:
- Influencias del objeto a pesar
- Influencias ambientales en el emplazamiento de la balanza
- Absorción o expulsión de humedad del objeto a pesar
- Objetos a pesar o recipientes electrostáticamente cargados
- Objetos a pesar o recipientes magnéticos
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 Mejore el
control de sus procesos de medición y ahorre costes.
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Temperatura
Problema
La indicación del peso de un objeto deriva en una dirección.
Posibles causas
La balanza no lleva suficiente tiempo conectada a la alimentación
eléctrica.
Una diferencia térmica entre el objeto a pesar y el entorno provoca
corrientes de aire a lo largo del recipiente de pesada. El aire que
roza el recipiente genera una fuerza orientada hacia arriba o hacia
abajo.
El resultado de pesada difiere pues del valor correcto. Este efecto se
conoce como fuerza ascensional dinámica. Solo disminuye una vez se ha
establecido un equilibrio térmico. Se cumple que: un objeto frío parece
más pesado, y uno caliente parece más ligero. Este efecto puede
provocar problemas, en especial en pesadas diferenciales con
semimicrobalanzas, microbalanzas y ultramicrobalanzas.
Ejemplo
 Puede usted
comprobar la fuerza ascensional dinámica con el siguiente experimento:
Pese un matraz de Erlenmeyer o recipiente similar y anote el peso.
Sostenga el recipiente en la mano durante alrededor de un minuto y
repita la pesada. Por su mayor temperatura y la diferencia térmica
provocada, el recipiente parecerá más ligero. (El sudor de las manos no
desempeña ningún papel en esta prueba. En todo caso, la muestra
resultaría más pesada.)
Solución
- No pese muestras sacadas directamente de la secadora o el
frigorífico
- Aclimate el objeto a pesar a la temperatura del laboratorio o de la
cámara de pesada
- Sostenga el recipiente de la muestra con pinzas
- No introduzca la mano en la cámara de pesada
- Elija recipientes de muestras con la abertura pequeña
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Absorción de
humedad/evaporación
Problema
La indicación del peso de un objeto deriva permanentemente en una
dirección.
Posibles causas
Está usted midiendo la pérdida de peso de sustancias volátiles (p. ej.
la evaporación de agua) o el aumento de peso de objetos higroscópicos
(absorción de humedad procedente del aire).
Ejemplo
Puede usted observar este efecto con alcohol o gel de sílice.
Solución
 Utilice
recipientes de pesada limpios y secos y mantenga el plato de la balanza
libre de suciedad y de gotas. Utilizar recipientes con la abertura
pequeña también ayuda, así como colocar tapas. No utilice corcho ni
apoye los matraces de fondo redondo sobre cartones. Estos materiales
pueden absorber o expulsar una masa considerable de humedad. Los
soportes triangulares metálicos o los correspondientes “ErgoClips” para
la familia de balanzas Excellence y Excellence Plus, por el contrario,
observan un
comportamiento neutro.
Los recipientes de pesada con una abertura más grande aumentan el
riesgo de errores de medida por evaporación o condensación.
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Electrostática
 Problema
La pesada arroja un resultado distinto cada vez. La indicación del
peso
deriva; difícilmente puede repetirse.
Posibles causas
Su recipiente de pesada o la muestra se han cargado
electrostáticamente.
Los materiales de conductividad eléctrica reducida, como por ejemplo el
vidrio, los plásticos, polvos o granulados, no pueden liberarse de sus
cargas electrostáticas, o en todo caso lo hacen muy lentamente (durante
horas).
La carga se desprende en primer lugar por contacto o rozamiento durante
la manipulación o transporte del recipiente o material. El aire seco
con una humedad por debajo del 40% aumenta el riesgo de este efecto.
Los errores de pesaje se producen por la fuerza electrostática entre el
objeto a pesar y el entorno. Esto puede provocar, sobre todo con
balanzas analíticas, microbalanzas y semimicrobalanzas, las
divergencias de pesada mencionadas.
Ejemplo
Un vaso de vidrio o recipiente plástico limpio ligeramente frotado con
un paño de algodón muestra este efecto con gran claridad.
Solución
 Aumentar la
humedad del aire Este problema aparece sobre todo en invierno en salas
con calefacción. En salas climatizadas puede resultar de ayuda ajustar
adecuadamente la climatización (45-60 % de humedad relativa).- Apantallar las fuerzas electrostáticas Coloque el recipiente de
pesada en un soporte metálico. Utilizar otros recipientes de pesada El
plástico y el vidrio se cargan con gran rapidez, por lo que no conviene
utilizarlos. El metal es más adecuado.
- Utilizar pistola antiestática No obstante, los productos
disponibles en el mercado no son efectivos en todas las
situaciones.
- Utilizar los juegos de protección antiestática externos o internos
de METTLER TOLEDO.
Observación: La balanza y con ella el plato de pesada deberían
tener siempre toma de tierra. Todas las balanzas METTLER TOLEDO con
enchufes de red tripolares están puestos a tierra
automáticamente.
 CONSEJO: El soporte para
recipientes de tara “ErgoClip Basket” deriva óptimamente la carga
electrostática, evitando así de forma eficaz los problemas descritos
con tubos y probetas.
Magnetismo
 Problema
Un objeto arroja diferentes resultados de pesada dependiendo de su
posición sobre el platillo. El resultado difícilmente puede repetirse.
Sin embargo, la indicación permanece estable.
Posibles causas
Está usted pesando un material magnético. Los objetos magnetizados y
magnéticamente permeables se atraen mutuamente. La fuerza suplementaria
que se produce se interpreta equivocadamente como carga.
Prácticamente todos los objetos de hierro (acero) presentan una fuerte
permeabilidad magnética (ferromagnetismo).
Solución
 Cuando sea posible,
apantalle las fuerzas magnéticas introduciendo el objeto a pesar, p.
ej., en un recipiente de lámina de mumetal. Puesto que la fuerza
disminuye según aumenta la distancia, también ayuda alejar el objeto a
pesar de la balanza mediante una base no magnética (p. ej., vaso de
precipitados, soporte de aluminio). Un dispositivo para pesar debajo de
la balanza produce el mismo efecto. Este dispositivo, llamado paso para
pesar debajo de la balanza, está integrado de serie en la mayoría de
las balanzas analíticas, de precisión, microbalanzas y
semimicrobalanzas METTLER TOLEDO. METTLER TOLEDO utiliza
preferentemente materiales no magnéticos para descartar este efecto de
entrada.
CONSEJO: Para pesar imanes
medianos y grandes con balanzas de precisión, recomendamos utilizar
adicionalmente un “plato de pesada MPS” (Magnetic-Protection-System).
Para las balanzas analíticas recomendamos utilizar un soporte
triangular, que aumenta la distancia entre el imán y el platillo. Para
las balanzas de la línea Excellence y Excellence Plus ofrecemos
“ErgoClips” especiales.
Soporte para recipiente de tara “ErgoClip Flask” para balanzas de la
línea Excellence y Excellence Plus.
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Fuerza ascensional estática
Efecto
 Un objeto a pesar no tiene el mismo peso en
aire que en el vacío.
Motivo:
«El peso de un cuerpo es igual al peso del medio que desplaza»
(Principio de Arquímedes). Este principio permite explicar por qué un
barco flota, un globo vuela o por qué la indicación del peso de un
objeto depende de la presión del aire.
El medio que rodea a nuestros objetos a pesar es aire. La densidad
del aire es de aprox. 1.2 kg/m3 (dependiendo de la temperatura y la
presión del aire). La fuerza ascensional del objeto a pesar (cuerpo) es
pues de 1.2 kg por metro cúbico de su volumen.
Ejemplo
Colocamos una masa de referencia de 100 g en un vaso de precipitados
sobre una balanza de cruz y a continuación llenamos un vaso igual sobre
el otro plato con agua hasta que la balanza de cruz quede equilibrada.
De este modo, ambos objetos, pesados en aire, tienen el mismo
peso.
Si después encerramos la balanza de cruz en una campana de vidrio y
creamos el vacío en su interior, la balanza se inclinará por el lado
del agua, pues el agua, por su mayor volumen, desplaza más aire y con
ello había experimentado una mayor fuerza ascensional. En el vacío,
esta fuerza ascensional desaparece. Así pues, en el vacío hay más de
100 g de agua en el lado derecho.
 Solución
La sensibilidad de la balanza se calibra con pesos de referencia con
una densidad de 8.0 g/cm3. Si se pesan objetos de una densidad que
difiera de ese valor, se producirá un error por empuje aerostático. Si
se requiere una gran exactitud de medición relativa, recomendamos
corregir el peso indicado en correspondencia.
En caso de pesadas realizadas en distintos días, como por ejemplo
pesadas diferenciales o comparativas, conviene controlar la presión y
la humedad del aire, así como la temperatura, y calcular la corrección
del empuje aerostático como sigue:
Procedimiento para determinar la masa de un objeto de pesada:
- Calcular la densidad del aire
- Determinar la masa del objeto de pesada (corregir el empuje
aerostático)
Ejemplo
Indicación de la balanza 200.0000 g
Presión del aire 1018 hPa
Humedad relativa del aire 70%
Temperatura 20 °C
Densidad del objeto de pesada 2600 kg/m3
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Gravitación
 Efecto
Si cambia la altura, se obtienen valores de pesada distintos. Así
por ejemplo, la indicación del peso varía si se realiza la pesada a 10
m más de altura (se cambia del 1.º al 4.º piso de un edificio).
Motivo
Para determinar la masa de un cuerpo, la balanza mide la fuerza de
atracción (fuerza gravitatoria) entre la Tierra y el objeto a
pesar.
Esta fuerza depende fundamentalmente de la latitud del lugar de
emplazamiento y de la altura sobre el nivel del mar (distancia al
centro de la Tierra).
 Se cumple que:
- Cuanto más lejos está un peso del centro de la Tierra, tanto menor
es la fuerza gravitatoria ejercida sobre él. Disminuye con el cuadrado
de la distancia.
- Cuanto más cerca está un lugar del Ecuador, tanto mayor es la
aceleración centrífuga que experimenta por la rotación de la Tierra. La
aceleración centrífuga ejerce un efecto contrario a la fuerza de
atracción
(gravitatoria).
Los polos son los puntos más alejados del Ecuador y presentan la
distancia más corta hasta el centro de la Tierra. La fuerza ejercida
sobre una masa es pues máxima en los polos.
Ejemplo
Para un peso de 200 g que indica exactamente 200.00000 g en el 1er
piso, se produce la siguiente variación en el peso en el 4º piso (10 m
más alto).
Solución
Nivele y calibre su balanza después de cada cambio de emplazamiento
antes de utilizarla por primera vez.
CONSEJO: Las balanzas con
“FACT” (autoajuste a motor completamente automatizado) incorporado
realizan esta regulación de forma automática. Las balanzas METTLER
TOLEDO de la serie Excellence y Excellence Plus tienen “FACT”
incorporado de serie. |
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