5 criterios para elegir una balanza industrial

Existen varios aspectos a tener en cuenta a la hora de elegir una balanza industrial, ya sea de pie o de mesa: ámbito de aplicación, tamaño, rango de pesaje, entorno de uso, normas y regulaciones, entre otros. En este artículo repasaremos los 5 criterios más importantes a la hora de seleccionar la balanza adecuada para cada aplicación industrial.

Las balanzas industriales son una pieza clave en la cadena de procesos. Teniendo en cuenta la amplia oferta existente, se torna fundamental encontrar una solución a medida que pueda integrarse de forma fluida en los procesos de producción altamente tecnológicos de hoy en día.

Para encontrar la balanza apropiada hay que considerar requisitos propios de la balanza como su rango de pesaje, resolución, reproducibilidad de los resultados y material de construcción, así como factores externos como lo son las perturbaciones del exterior o las exigencias del proceso que conllevan requisitos adicionales. La elección de la interfaz adecuada también es fundamental para que la balanza pueda comunicarse sin problemas con el resto de los equipos.

A continuación, repasaremos 5 aspectos a tener en cuenta a la hora de elegir la balanza industrial correcta, basados en el Whitepaper “10 criterios para la elección una balanza industrial estática” de nuestro partner Minebea Intec.

1- Función de la balanza

Las balanzas estáticas se integran a un punto determinado del proceso de producción para cumplir una funcionalidad concreta. Por este motivo, lo primero a considerar a la hora de seleccionar un nuevo equipo es definir qué funciones deberá desempeñar, más allá de la función principal de una balanza que es medir el peso de objetos.

Por ejemplo, las balanzas contadoras permiten contar grandes cantidades de pastillas, cápsulas y tabletas, piezas de pequeño tamaño o cualquier otro número de elementos de peso idéntico para determinar su cantidad total de forma rápida y sin problemas.

Para el pesaje continuo de artículos sobre cintas transportadoras, las más adecuadas son las balanzas de control automáticas. Estas balanzas adquieren una especial importancia cuando la cadencia o el sistema de avance impiden un pesaje manual tras un control al 100%. El resultado del pesaje de cada artículo individual colocado en la cinta transportadora se compara inmediatamente con los valores límite específicos de ese artículo para despedir automáticamente de la cinta los artículos que incumplan las especificaciones.

Las balanzas diseñadas para el pesaje de lotes (“Batching”) incorporan balanzas o celdas de carga, tubos, válvulas, componentes eléctricos y el software de control de procesos en un sistema de control integrado. Este sistema controla uno o varios sistemas de transporte, que entregan diferentes materias primas en un recipiente colector en cantidades determinadas por el usuario, para luego mezclarlas o hacerlas reaccionar entre sí. Existen balanzas de lotes manuales y automáticas.

2 - Rango de pesaje

El rango de pesaje indica la cantidad o masa máxima que puede pesar una balanza. Para pesajes entre unos pocos microgramos y unos 30 kg, generalmente se utilizan balanzas de mesa. Hasta unos 150 kg se utilizan balanzas de caballete o de piso, y a partir de 300 kg sólo balanzas de piso. Por el contrario, para depósitos y silos se utilizan receptores de carga como balanzas de contenedores. Sea cual sea el instrumento de pesaje que elija, asegúrese siempre de que la capacidad de pesaje de los dispositivos correspondientes se encuentre en un rango medio, no sólo para evitar sobrecargar innecesariamente la sensible electrónica del dispositivo, o incluso dañarla, sino también para garantizar una mayor precisión. Las balanzas de alta calidad están equipadas con una protección contra sobrecargas para casos de carga excesiva o de caída accidental de objetos sobre la plataforma de pesaje.

Las consideraciones sobre el rango de pesaje siempre están estrechamente relacionadas con la elección de la superficie de colocación de la carga en la balanza. Es importante que el recipiente o el material a pesar pueda colocarse de forma óptima en la balanza. De ser posible, el material a pesar debe colocarse lo más centrado posible y no sobresalir mucho del borde de la plataforma de pesaje. Existe un gran número de balanzas de plataforma con formas y tamaños adaptados para distintas aplicaciones.

pesaje-minebea.jpg

3 - Precisión

La precisión como característica cuantificable de las mediciones es tema de largas discusiones en la industria de pesaje, ya que no existe ninguna especificación claramente definida. En realidad, la precisión se puede entender como resultado de la interacción de varios factores, en el que influyen, entre otras, cuatro variables cuantificables:

• Resolución
• Reproducibilidad
• Linealidad
• Incertidumbre de medición

Por “resolución” (denominada también “precisión de lectura”) se entiende la alteración más pequeña de masa que una determinada balanza es capaz de indicar independientemente de su capacidad de pesaje. Por ejemplo, una balanza con una resolución de 0,001 kg indicaría un peso de 114,318 kg al pesar un objeto de 114,318 kg, pero una balanza con una resolución de 0,01 kg indicaría un peso de 114,32 kg.

Por “reproducibilidad” se entiende la capacidad de una balanza de proporcionar resultados uniformes a lo largo de un determinado período de tiempo y con distintos usuarios. Para determinar la reproducibilidad se efectúan diez pesajes de un peso de comprobación. A partir de estos diez valores medidos se puede calcular la desviación estándar, que equivale a la reproducibilidad de esa balanza. Aunque el cálculo puede realizarse manualmente, muchas balanzas de alta calidad lo realizan automáticamente.

Por “linealidad” se entiende la determinación de la desviación (varianza) de una balanza con respecto a su precisión en todos los pesos dentro del rango de pesaje de la balanza, incluyendo el peso máximo y los valores del rango intermedio de capacidad. Las calibraciones anuales realizadas por los fabricantes de balanzas de calidad y centros de servicio reconocidos incluyen una prueba de linealidad.

Se denomina “incertidumbre de medición” a la diferencia entre el peso real y el peso medido de un material u objeto. Esta diferencia puede estar condicionada por el entorno en el que se realiza el pesaje y otros factores. En determinadas aplicaciones, esta incertidumbre de medición se vigila muy de cerca. Así, por ejemplo, U.S. Pharmacopeia (USP) define en su capítulo 41 que la incertidumbre de medición no debe superar el 0,1% de la cantidad a pesar. Esta pauta suele seguirse de forma generalizada en los laboratorios que utilizan balanzas y, cada vez más frecuentemente, en aplicaciones de producción (balanzas de producción).

A la hora de seleccionar la balanza industrial indicada, es importante entonces preguntarse qué aspectos considerar respecto a la precisión de pesaje. ¿La aplicación requiere una resolución elevada? ¿Se priorizará la reproducibilidad de los resultados? ¿Qué tolerancia tendrá respecto a las incertidumbres de medición? Estas preguntas lo ayudarán a guiar su elección.

4 – Entorno de la balanza

Desde la elección del material constructivo hasta la consideración de factores externos como las condiciones ambientales del lugar de instalación, el entorno es uno de los puntos importantes a la hora de considerar la elección de una balanza.

En cuanto a su material constructivo, podemos dividir a las balanzas en dos categorías: balanzas estándar y balanzas para entornos especiales. Las balanzas básicas o estándar se fabrican con materiales convencionales, que pueden ser plástico, aleación de aluminio lacado o acero lacado o galvanizado. Estas balanzas se utilizan generalmente en procesos de pesaje de logística y disposición de almacenes, en ambientes secos donde los requisitos de higiene y resistencia a la corrosión no son críticos. Para entornos que requieran un grado de higiene y facilidad de limpieza mayor o resistencia a sustancias químicas o a la intemperie, se utilizan comúnmente los aceros finos AISI-304 y AISI-316. El acero fino AISI-304 resulta especialmente adecuado para la industria de alimentos y bebidas, así como las industrias de cosméticos, pinturas y barnices, en las que se utilizan abundantes productos químicos. Para una protección aún mayor, resulta apropiado el acero fino de la clase AISI 316, que aumentando el contenido en níquel y añadiendo hasta un 3% de molibdeno como máximo, mejora notablemente la resistencia a la corrosión puntual (“Pitting”) causada por productos químicos agresivos, entre los que se cuentan los cloruros, las sales y los ácidos. Para poder garantizar la máxima resistencia a la corrosión y cumplir los más estrictos requisitos de higiene, como los vigentes para procesos de fabricación farmacéuticos y electromédicos, se precisa un electropulido de acero fino de las clases AISI 304 o 316. El electropulido reduce la profundidad de las rugosidades de la superficie metálica hasta tamaños que impiden el asentamiento de bacterias.

Las condiciones ambientales del lugar también juegan un rol importante. Las variaciones de temperatura considerables pueden causar un calentamiento y una expansión desiguales de los metales del interior de la célula de pesaje. Siempre que la temperatura ambiente varíe dentro del rango de temperaturas admisibles, conviene dejar que la balanza se adapte a la nueva temperatura antes de utilizarla; las balanzas modernas compensan electrónicamente las influencias de temperatura externas.

Por otra parte, si el material a pesar se encuentra a temperaturas extremas, puede producirse una transferencia de calor o de frío a la célula de pesaje, que a su vez podría desencadenar las alteraciones descritas. En este caso, conviene evitar el contacto directo entre el material a pesar y la célula de pesaje mediante la utilización de bases de apoyo o soportes resistentes a la temperatura o cerámicos. Incluso corrientes de aire pueden deteriorar el rendimiento de las balanzas de alta resolución. En estos casos, conviene utilizar una protección antiviento. A partir de cierta resolución de la balanza, también la presencia de campos magnéticos y oscilaciones del suelo puede afectar negativamente a su funcionamiento. Para evitarlo, pueden utilizarse soportes especiales antivibración, o bien la solución a menudo más simple: colocar la balanza en un lugar más favorable.

5 – Normas y disposiciones internacionales

Por último, antes de seleccionar su balanza, deberá prestar especial atención a las normas y disposiciones específicas de su sector industrial.

Los requisitos de IECEx, NEC (EE. UU.), CEC (Canadá) y de la Unión Europea en el ámbito de la protección contra explosiones ATEX (por sus siglas en francés para Atmospheres Explosibles) abarcan la seguridad de los aparatos eléctricos que se instalan en zonas con riesgo de explosión. Los aparatos se prueban y certifican según los fundamentos de las normas de diferentes organizaciones como ATEX, el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI, por sus siglas en inglés), FM, CSA y la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI). En lo que respecta a la directiva ATEX, además de la certificación por parte de un organismo notificado, también se admite una evaluación del fabricante. Asimismo, junto a la homologación del aparato, se requiere una supervisión periódica del control de calidad a cargo de un organismo notificado o, en caso de FM o CSA, de la organización que haya expedido la homologación.

El concepto “Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP)” consta de siete principios que originalmente fueron desarrollados para la industria de la alimentación y cada vez se utilizan más en la industria farmacéutica y en otros sectores. Sin embargo, no se emiten certificados y estas medidas HACCP no tienen carácter oficial.

La IEC especifica grados de protección para dispositivos eléctricos mediante un sistema de clasificación en el que se definen códigos IP (IP = “Ingress Protection” = protección contra penetración). Cuanto más alto es el grado de protección, mejor protegido está el dispositivo eléctrico contra cuerpos extraños, polvo y humedad (incluso chorros de agua). La comisión no certifica dispositivos. Sin embargo, las normas pueden autocertificarse y algunos institutos de comprobación pueden emitir los certificados correspondientes.

La Organización Internacional de Estandarización (“International Organization for Standardization”, conocida por su acrónimo ISO, es la organización de estandarización probablemente más prestigiosa de todo el mundo. Esta organización no gubernamental desarrolla en todo el mundo un amplio espectro de normas técnicas vinculantes para todas las industrias o mercados. Aunque estas normas no son obligatorias, numerosas instituciones e industrias recomiendan cumplir determinadas normas ISO. Esto es especialmente aplicable a la ISO17025 –, la norma más importante para laboratorios de comprobación y calibración y, consecuentemente, para las balanzas.

En Europa y otros países se aplican las reglas OIML o CE. Las balanzas que satisfacen estas reglas están homologadas para su uso en el tráfico de mercancías sujetas a calibración. En EE. UU., la Conferencia Nacional sobre Pesos y Medidas (“National Conference on Weights and Measures” o NCWM) emite los certificados de conformidad NTEP (“National Type Evaluation Program”). A partir de criterios predefinidos, evalúa el rendimiento, el funcionamiento y la conformidad de instrumentos de medición o pesaje. Aunque esta homologación no es obligatoria, si el proceso de verificación se supera con éxito se expide un certificado de conformidad reconocido en EE. UU.

Las normas CE, UL, ETL, CUL y CSA informan sobre la seguridad de productos, especialmente de equipos eléctricos. La organización Underwriters Laboratories Inc. (UL) evalúa productos aplicando normas de seguridad reconocidas, como las del National Electrical Code (NEC), y expide el distintivo UL (estadounidense) o CUL (canadiense) para los productos que cumplen los criterios o incluso los superan. Por último, CSA International comprueba y certifica los más diversos tipos de productos para su utilización en EE. UU. y Canadá.

USP define estándares de calidad para la industria de productos farmacéuticos y sanitarios. La norma más importante para la industria de balanzas es el apartado 41 de la USP, que define en detalle la comprobación de instrumentos de pesaje en su lugar de instalación. La comprobación se lleva a cabo con ayuda de pesos certificados que permiten determinar si la balanza en cuestión funciona perfectamente en el entorno al que ha sido destinada. Esta inspección, conocida como prueba de incertidumbre de medición, también permite determinar la cantidad más pequeña que se puede pesar con la balanza comprobada.

Por más información sobre normas y disposiciones, consulte las siguientes páginas web:

• FM www.fmglobal.com
• ATEX ec.europa.eu/enterprise/atex
• HACCP www.cfsan.fda.gov
• IEC www.iec.ch
• ISO www.iso.org
• NEMA www.nema.org
• NTEP www.ncwm.net/ntep
• UL/CUL www.ul.com
• ETL www.intertek-etlsemko.com
• CSA www.csa-international.org
• USP-NF www.uspnf.com

tapa-whitepaper.jpg

Descargue gratis el White Paper de Minebea Intec

Este artículo está basado en el White Paper "10 criterios para seleccionar una báscula industrial estática“ de nuestro partner Minebea Intec. Acceda a la información ampliada sobre todo lo que hay que tener en cuenta a la hora de comprar una balanza industrial estática descargando gratuitamente el documento de Minebea Intec. Además, el White Paper dispone de una check list que lo ayudará a enfocar el perfil de requisitos de usuario para la elección de su balanza.