Influenze ambientali
Se l'indicazione del peso non si stabilizza, se il risultato si sposta lentamente
in una direzione oppure se vengono indicati semplicemente valori
errati, ciò è spesso da ricondurre a influenze ambientali indesiderate.
Le cause più frequenti possono essere:
- Influenze del materiale di pesata
- Influenze ambientali nel luogo di installazione della bilancia
- Assorbimento o rilascio di umidità del materiale di pesata
- Materiale o recipiente di pesata caricati elettrostaticamente
- Materiale o recipiente di pesata magnetici
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 Migliorate il controllo del
processo di pesata, risparmiando sui costi.
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Temperatura
 Problema
L'indicazione del peso di un materiale si sposta in una
direzione.
Possibili cause
Non è ancora trascorso il tempo sufficiente da quando la bilancia è
stata collegata all'alimentazione di corrente.
Una differenza di temperatura tra il materiale di pesata e l'ambiente
causa correnti d'aria lungo il recipiente di pesata. L'aria che passa
lungo il recipiente provoca una forza verso l'alto o verso il basso. Il
risultato di pesata
si scosta dal valore corretto. Questo effetto viene definito spinta
dinamica.
L'effetto si attenua al raggiungimento di un equilibrio termico. Ossia:
un oggetto freddo risulta più pesante, mentre un oggetto caldo risulta
più
leggero. Questo effetto può condurre a problemi in particolar modo
nelle pesate finali con le bilance semimicro, micro e ultramicro.
Esempio
Tramite il seguente esperimento è possibile avere un esempio della
spintadinamica: pesare un matraccio di Erlenmeyer o un recipiente
simile e annotare il peso. Tenere il recipiente circa un minuto tra le
mani e poi
ripetere la pesata. A causa della temperatura superiore e della
differenza di
temperatura che ne deriva, il recipiente risulterà più leggero.
(In questo test il sudore delle mani non ha alcun ruolo. Il campione
risulterebbe
anzi ancora più pesante).
Provvedimenti
- Non pesare campioni prelevati direttamente dall'essiccatore o dal
refrigeratore
- Acclimatare il materiale di pesata alla temperatura del laboratorio
o
- della camera di pesata
- Prendere il recipiente del campione con una pinza
- Non prendere nulla nella camera di pesata con le mani
- Scegliere recipienti per il campione con un'apertura limitata
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Assorbimento di
umidità/evaporazione
Problema
 L'indicazione del peso di un materiale si
sposta permanentemente in una direzione.
Possibili cause
Misurare la perdita di peso di sostanze di sostanze liquide (per es.
l'evaporazione dell'acqua) o l'aumento di peso di materiali igroscopici
(assorbimento dell'umidità dell'aria).
Esempio
Tale effetto è riscontrabile tramite alcool o gel di silicio.
Provvedimenti
 Utilizzare recipienti di pesata puliti e
asciutti e tenere la piattaforma di pesata al riparo da sporcizia e
gocce d'acqua. L'utilizzo di recipienti con aperture limitate o di
coperchi può essere d'aiuto. Evitare basi di sughero o
cartone per i palloni a fondo sferico. Questi potrebbero infatti
aumentare o diminuire notevolmente l'umidità. Invece i supporti
triangolari in metallo o le „ErgoClips“ adatte alle bilance Excellence
ed Excellence Plus non
provocano effetti di questo tipo.
In caso di aperture maggiori dei
recipienti di pesata aumenta il
rischio di errori di misurazione
per evaporazione o condensa.
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Elettrostatica
 Problema
La pesata indica sempre risultati diversi. L'indicazione del peso si
sposta;
non è possibile ripeterla.
Possibili cause
Il recipiente di pesata o il campione è caricato elettrostaticamente. I
materiali con scarsa conducibilità elettrica come il vetro, la
plastica, i materiali in polvere o granulati non fanno defluire le
cariche elettrostatiche, o lo fanno molto lentamente (nel giro di ore).
La carica avviene principalmente tramite la frizione causata dal
maneggiamento o durante il trasporto dei recipienti o dei materiali.
L'aria secca con un'umidità inferiore al 40 % aumenta il rischio di
questo effetto.
Gli errori di pesata sono generati dalla forza elettrostatica che
agisce tra il materiale di pesata e l'ambiente. Ciò può provocare gli
scostamenti del peso descritti soprattutto nelle bilance micro,
semimicro e analitiche.
Esempio
Un recipiente pulito in vetro o in plastica che viene frizionato
leggermente con un panno di cotone mostra questo effetto in modo molto
evidente.
Provvedimenti
 - Aumentare l'umidità dell'ariaIl problema si
verifica principalmente in inverno negli ambienti riscaldati. In
ambienti climatizzati è utile impostare il condizionatore in modo
adeguato (45-60 % di umidità relativa).
- Schermare le forze elettrostatiche
Posizionare il recipiente di pesata su un supporto metallico.
- Utilizzare altri recipienti di pesata
Plastica e vetro si caricano velocemente e non sono adatti. Il metallo
è più adatto.
- Utilizzare pistole antistatiche. I prodotti
disponibili in commercio non sono comunque efficaci in ogni
situazione.
- Utilizzare i kit antistatici di METTLER TOLEDO esterni o
interni.
Osservazioni: La bilancia e quindi anche il piatto di pesata devono
disporre sempre di messa a terra. Tutte le bilance METTLER TOLEDO con
spina a tre poli hanno messa a terra automatica.
 NOTA BENE: Il supporto per i recipienti di tara
“ErgoClip Basket” devia
cariche elettrostatiche in modo ideale e impedisce in modo efficace il
verificarsi dei problemi descritti nei tubi e nelle provette.
Magnetismo
 Problema
Un materiale di pesata fornisce diversi risultati a seconda della
posizione sul piatto. Il risultato è difficilmente ripetibile.
L'indicazione però resta stabile.
Possibili cause
Si sta pesando un materiale magnetico. Gli oggetti magnetici o
permeabili magneticamente si attraggono reciprocamente. La forza
aggiuntiva che ne deriva viene interpretata in modo errato come un
carico.
Praticamente tutti gli oggetti in ferro (acciaio) sono fortemente
permeabili magneticamente (ferromagnetici).
Provvedimenti
 Se possibile, schermare le forze magnetiche,
disponendo il materiale da pesare per es. in un recipiente in lamina di
mu-metal. Poiché la forza
diminuisce proporzionalmente all'aumento della distanza dal corpo
magnetico, il materiale da pesare può essere allontanato dal piatto
della bilancia tramite un supporto non magnetico (per esempio un
bicchiere
di vetro, un supporto di alluminio). Lo stesso effetto si ottiene con
un dispositivo per pesare al di sotto della bilancia. Questi cosiddetti
dispositivi per la pesata sotto la bilancia sono integrati di serie
nella maggior parte di
bilance micro, semimicro, analitiche e di precisione METTLER
TOLEDO.
METTLER TOLEDO utilizza preferibilmente materie prime non magnetiche
per escludere fin dall'inizio questo effetto.
NOTA BENE: Per pesare magneti grandi e piccoli
con bilance di precisione
consigliamo un “piatto di pesata MPS” aggiuntivo
(Magnetic-Protection-System). Per le bilance analitiche consigliamo un
supporto triangolare. Aumenta la distanza del magnete dal piatto di
pesata. Per le bilance della linea Excellence ed Excellence Plus
offriamo speciali “ErgoClips”.
Supporto per recipiente di tara “ErgoClip Flask” per bilance della
linea Excellence ed Excellence Plus.
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Spinta statica
Effetto
 Un
materiale di pesata non ha lo stesso peso nell'aria e nel vuoto.
Causa:
«Il peso di un corpo è uguale al peso dell'elemento in cui è immerso da
lui spostato» (principio di Archimede) Con questo principio si può
spiegare perché una nave galleggia, un palloncino vola o l'indicazione
del peso di un materiale dipende della pressione atmosferica.
L'elemento in cui è immerso il materiale da pesare è l'aria. La densità
atmosferica ammonta a circa 1.2 kg/m3 (a seconda della temperatura e
della pressione atmosferica). La spinta del materiale (corpo) è pari
quindi a 1.2 kg per metro cubo del suo volume.
Esempio
Posizionare un bicchiere contenente un peso di riferimento di 100 g
su
una bilancia a braccio e, successivamente, posizionare sull'altro
piatto un
bicchiere identico al precedente riempiendolo con acqua fino a quando
la bilancia si trovi in equilibrio, e quindi entrambi i corpi, pesati
in aria,
abbiano lo stesso peso.
Posizionare poi una campana di vetro sopra la bilancia a braccio,
così
da creare il vuoto; la bilancia si inclinerà dalla parte dell'acqua,
poiché
questa, dato il volume superiore, sposta una maggiore quantità di aria
e
subisce così una spinta maggiore. Nel vuoto viene a mancare questa
spinta.
Nel vuoto quindi sul lato destro si avranno più di 100 g di
acqua.
 Provvedimenti
La sensibilità della bilancia viene regolata
alla densità di 8.0 g/cm3 con i pesi di riferimento. Se i materiali da
pesare
vengono pesati con densità che si discostano da questo dato, si
verificherà
un errore dovuto alla spinta aerostatica. Nelle pesate ad alta
accuratezza
di misurazione relativa si consiglia di correggere conseguentemente
il
peso visualizzato.
Se si effettuano le pesate in giorni diversi, per es. pesate finali o
pesate
di controllo, è necessario controllare la pressione atmosferica,
l'umidità
dell'aria e la temperatura, nonché calcolare la correzione della
spinta
aerostatica come segue:
Procedimento per la determinazione della massa:
- Calcolare la densità dell'aria
- Determinare la massa del materiale di pesata (correggere la spinta
aerostatica)
Esempio
Indicazione bilancia 200.0000 g
Pressione atmosferica 1018 hPa
Umidità relativa dell'aria 70 %
Temperatura 20 °C
Densità del materiale di pesata 2600 kg/m3
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Gravitazione
 Effetto
Se varia l'altitudine, si ottengono valori del peso differenti.
Perciò cambierà
per esempio l'indicazione del peso se una pesata viene effettuata
a
un'altitudine superiore di 10 m (spostamento dal primo al quarto piano
di
un edificio).
Causa:
Per determinare la massa di un corpo, la bilancia misura la forza di
gravità, cioè la forza di attrazione tra la terra e il materiale da
pesare. Tale forza
dipende principalmente dalla latitudine del luogo di installazione e
dalla
sua altitudine sopra il livello del mare (distanza dal centro della
terra).
 Perciò:
- Più un peso è lontano dal centro della terra, minore è la forza di
gravità che tale peso subisce. La misura con cui la forza di gravità
diminuisce è il
quadrato della distanza. 
- Più un luogo è vicino all'equatore, maggiore sarà l'accelerazione
centrifuga che subisce a causa della rotazione della terra. Tale
accelerazione
contrasta la forza di attrazione (forza gravitazionale).
I poli sono il punto più lontano dall'equatore e hanno la distanza
minore dal centro della terra. Qui la forza che agisce sulla massa è
massima.
Esempio
IUn peso di 200 g, che al primo piano risulta essere
esattamente
200.00000 g, presenta la seguente variazione al quarto piano:
Provvedimenti
Livellare e regolare la bilancia dopo ogni spostamento successivo al
primo
utilizzo.
NOTA BENE: Le bilance con “FACT” incorporato (autoregolazione
completamente automatica e motorizzata) eseguono automaticamente questa
regolazione. Le bilance METTLER TOLEDO della serie Excellence ed
Excellence Plus sono dotate di “FACT” integrato di serie. |
