Tipos de balanzas

      TIPOS DE BALANZAS

Tiende a saberse que la balanza es un instrumento de laboratorio que mide la masa de un cuerpo o sustancia química, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo. La palabra proviene de los términos latinos:

• 'bis' que significa dos 
• 'linx' que significa plato. 

¿Para qué sirve la balanza de laboratorio?

Una balanza de laboratorio va a permitir medir la masa de un cuerpo o sustancia química, por medio de la comparación de fuerza que ejerce la gravedad que actúa sobre un determinado cuerpo.

Según su tecnología podemos clasificar las balanzas de laboratorio en dos grandes grupos, balanzas de laboratorio mecánicas y electrónicas, mientras que en función de su precisión podemos clasificarlas en balanzas de precisión fina (o balanzas de precisión) y balanzas de precisión especial (o balanzas analíticas). 

Entre las balanzas mecánicas contamos con:

• Balanza de resorte: Su funcionamiento está basado en una propiedad mecánica de los resortes, que consiste en que la fuerza que ejerce un resorte es proporcional a la constante de elasticidad del resorte [k] multiplicada por la elongación del mismo [x] [F = -kx]. Lo anterior implica que mientras más grande sea la masa [m] que se coloca en el platillo de la balanza, mayor será la elongación, siendo la misma proporcional a la masa y a la constante del resorte. La calibración de una balanza de resorte depende de la fuerza de gravedad que actúa sobre el objeto, por lo que deben calibrarse en el lugar de empleo. Se utilizan si no se requiere gran precisión. 

• Balanza de pesa deslizante: Dispone de dos masas conocidas que se pueden desplazar sobre escalas –una con una graduación macro y la otra con una graduación micro–; al colocar una sustancia de masa desconocida sobre la bandeja, se determina su peso deslizando las masas sobre las escalas mencionadas hasta que se obtenga la posición de equilibrio. En dicho momento se toma la lectura sumando las cantidades indicadas por la posición de las masas sobre las escalas mencionadas. 

• Balanza analítica: Funciona mediante la comparación de masas de peso conocido con la masa de una sustancia de peso desconocido.

Está construida con base en una barra o palanca simétrica que se apoya mediante un soporte tipo cuchilla en un punto central denominado fulcro. En sus extremos existen unos estribos o casquillos que también están soportados mediante unas cuchillas que les permiten oscilar suavemente. De allí se encuentran suspendidos dos platillos. En uno se colocan las masas o pesas certificadas y en el otro aquellas que es necesario analizar. Todo el conjunto dispone de un sistema de aseguramiento o bloqueo que permite a la palanca principal reposar de forma estable cuando no es utilizada o cuando se requieren modificar los contrapesos. Dispone de una caja externa que protege la balanza de las interferencias, como corrientes de aire, que pudieran presentarse en el lugar donde se encuentra instalada. En la actualidad, se considera que una balanza analítica es aquella que puede pesar diez milésimas de gramo (0,0001 g) o cien milésimas de gramo (0,00001 g); tienen una capacidad que alcanza generalmente hasta los 200 gramos.

• Balanza de plato superior: Este tipo de balanza dispone de un platillo de carga colocado en la parte superior, el cual es soportado por una columna que se mantiene en posición vertical por dos pares de guías que tienen acoples flexibles. El efecto de la fuerza, producido por la masa, es transmitido desde algún punto de la columna vertical o bien directamente o mediante algún mecanismo a la celda de carga. La exigencia de este tipo de mecanismo consiste en mantener el paralelismo de las guías con una exactitud de hasta ± 1 μm.

Las desviaciones de paralelismo causan un error conocido como de carga lateral que se presenta cuando la masa que está siendo pesada muestra diferencias, si la lectura se toma en el centro del platillo o en uno de sus extremos. El esquema que se incluye a continuación explica el principio de operación, el cual algunos fabricantes han introducido a las balanzas electrónicas.

• Balanza de sustitución: Es una balanza de platillo único. Se coloca sobre el platillo de pesaje una masa desconocida que se equilibra al retirar, del lado del contrapeso, masas de magnitud conocida, utilizando un sistema mecánico de levas hasta que se alcance una posición de equilibrio. El fulcro generalmente está descentrado con relación a la longitud de la viga de carga y colocado cerca del frente de la balanza.

Cuando se coloca una masa sobre el platillo de pesaje y se libera la balanza del mecanismo de bloqueo, el movimiento de la viga de carga se proyecta mediante un sistema óptico a una pantalla localizada en la parte frontal del instrumento.

Entre las balanzas electrónicas, se involucran tres elementos básicos:

1. El objeto a ser pesado que se coloca sobre el platillo de pesaje ejerce una presión que está distribuida de forma aleatoria sobre la superficie del platillo. De allí, mediante un mecanismo de transferencia – palancas, apoyos, guías –, se concentra la carga del peso en una fuerza simple [F] que puede ser medida. [F = ∫P∂a] La integral de la presión sobre el área permite calcular la fuerza.
2. Un transductor de medida, conocido con el nombre de celda de carga, produce una señal de salida proporcional a la fuerza de carga, en forma de cambios en el voltaje o de frecuencia.
3.  Un circuito electrónico análogo digital que finalmente presenta el resultado del pesaje en forma digital.

• Clasificación de Balanzas

La Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) ha clasificado las balanzas en cuatro grupos:

• Grupo I: Balanzas de exactitud especial
• Grupo II: Balanzas de exactitud alta
• Grupo III: Balanzas de exactitud media
• Grupo I: Balanzas de exactitud ordinaria

CONCLUSIONES

Cuando se trabaja dentro de un entorno que exige el ser exactos y realizar la parte práctica con precisión total es trascendental el uso y manejo adecuado de las balanzas, las cuales nos permiten tener con vasta exactitud el cálculo de masas que son operadas dentro de un laboratorio, en este caso, y a su vez sus distintos tipos y estructuras de funcionamiento coadyuvan al investigador o usuario de laboratorio para determinar ciertas cantidades en unidades de medida utilizadas dentro del mismo, [pudiera variar desde kilos (K) en balanzas industriales, hasta gramos (g) en las utilizadas en el laboratorio] que en específico, es el entorno con el que nos encontramos familiarizados.

EQUIPO #3

INTEGRANTES:

María Jared Zavala Díaz

LuzSarai Tamayo Valdés

Alison Estefanía Vargas Argueta

Erick Samuel Vázquez Silva

Luis Manuel Merino Silva

José Cristóbal Trujillo Flores

BIBLIOGRAFÍA

• (Anónimo, 2012). Balanza de laboratorio. Tomado de http://www.instrumentosdelaboratorio.net/2012/05/balanza-de-laboratorio.html
• (César, 2014)  Instrumentos de laboratorio. Tomado de http://instrumentosdelaboratorio.org/balanza-de-laboratorio
• (Anónimo, 2012) Guías prácticas.com. Balanzas de laboratorio. Tomado de http://www.guiaspracticas.com/balanzas-y-basculas/balanzas-de-laboratorio
• (Anónimo, S/F) Química/Química Inorgánica. Balanza. Tomado de http://www.fullquimica.com/2010/10/balanza.html