viernes, 3 de septiembre de 2010

La Balanza


La balanza (del latín: bis, dos, lanx, plato) es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Al igual que una romana, o una báscula, es un instrumento de medición que permite medir la masa de un objeto.

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la aceleración de la gravedad.
El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios
kilos (con precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión de miligramos) en balanzas de laboratorio.






Balanza Romana
La romana (el lat. [statera] romāna) es un instrumento que sirve para pesar, compuesto de una palanca de brazos muy desiguales, con el fiel sobre el punto de apoyo. El cuerpo que se ha de pesar se coloca en el extremo del brazo menor, y se equilibra con un pilón o peso constante que se hace correr sobre el brazo mayor, donde se halla trazada la escala de los pesos.


Características
La exactitud y precisión de la romana no es muy grande. Su principio de funcionamiento está basado en las propiedades de las palancas, donde el peso del cuerpo a pesar se contrarresta con el contrapeso del pilón que puede deslizarse a lo largo de una regla graduada.
Aunque existen diversos modelos de romanas, todas tienen un brazo en forma de regla graduada larga donde se lee el peso y otro más corto del que se suspende el cuerpo a pesar, bien sea colocándolo en un plato o colgándolo de un gancho.
Para equilibrar la romana hay que mover el pilón a lo largo de la regla graduada. Cuando la romana está equilibrada, la barra graduada está totalmente horizontal y el punto de la regla en que está situado el pilón permite leer el peso de la mercancía.
Desde mediados del siglo XX las romanas fueron quedando obsoletas y están siendo sustituidas por balanzas de muelles y, más adelante, electrónicas de lectura directa, mucho más exactas y precisas. Su uso quedó limitado a zonas rurales poco desarrolladas.
Ejemplo: si se coloca 1 kg de tomates en el gancho de la romana, el pilón de la romana no variará su posición, bien sea en el valle o en el altiplano; si utilizásemos una báscula electrónica, la medida en el valle sería mayor que en el altiplano.
Es decir, la balanza y la romana comparan masas y la báscula mide fuerzas.

Historia
Las romanas se usan desde tiempos muy remotos, aunque su nombre sugiere que su forma definitiva, así como su utilización, corresponde a los tiempos de la Roma Antigua. Desde entonces se ha seguido utilizando en su forma más sencilla y arcaica o en otras formas más elaboradas.
La aparición de balanzas y básculas mecánicas y, posteriormente, electrónicas, han arrinconado el uso de la romana a ambientes rurales poco desarrollados.

Balanza de Báscula
La báscula (del francés bascule) es un aparato que sirve para determinar la masa de los cuerpos. Normalmente una báscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el objeto que se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar el objeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesados encima de la plataforma, lo que hizo posible construir básculas con una capacidad de peso muy grande, como las utilizada para pesar camiones de gran tonelaje.

Principios de funcionamiento
Actualmente existen dos tipos de básculas: mecánicas y electrónicas.
En el caso de las básculas mecánicas, las mismas pueden ser por contrapeso o con muelle elástico.
Las básculas con contrapeso actúan por medio de un mecanismo de palancas. Ese mecanismo de palancas transforma la fuerza correspondiente al peso del objeto a medir en un momento de fuerzas, que se equilibra mediante el desplazamiento de un pilón a lo largo de una barra graduada, donde se lee el peso de la masa. El principio de funcionamiento de estas básculas es similar al de una romana o una balanza, comparando masas, mediante una medición indirecta a través del peso.
Los avances en las técnicas de pesado, han hecho desaparecer prácticamente las básculas de palanca con contrapeso, y ahora se usan básculas con muelle elástico, basadas en la deformación elástica de un resorte que soporta la acción gravitatoria del peso del objeto a medir, en lugar de realizar una comparación de masas. Por esta razón, actualmente el nombre báscula se aplica también a toda una serie de sistemas de pesada basados en la gravedad, del tipo dinamómetro.
Al funcionar por muelle elástico, estas básculas miden la fuerza ejercida por un objeto sujeto a la fuerza de gravedad, es decir, el peso. Sin embargo, el peso (P) y la masa (m) están relacionados por la siguiente relación:


P= m . g


donde P es el peso, m es la masa y g es la intensidad del campo gravitatorio o aceleración de la gravedad. Esta relación permite calcular la masa, ya que si la intensidad gravitatoria es constante, entonces la masa es directamente proporcional al peso.

Con el tiempo las básculas han evolucionado mucho y hoy día ya funcionan con métodos y sistemas electrónicos, mostrando en una pantalla de fácil lectura la masa del objeto que se pesa. Las básculas electrónicas utilizan sensores conocidos como célula de carga o celda de carga. Las celdas de carga convencionales consisten en una pieza de metal a la que se adhieren galgas extensométricas. Estas galgas cambian su resistencia eléctrica al traccionarse o comprimirse cuando se deforma la pieza metálica que soporta el peso del objeto. Por tanto, miden peso.

Calibración.
En estas básculas que miden peso mediante la deformación de un elemento elástico, la masa indicada es una medida indirecta que resulta de evaluar el esfuerzo correspondiente al peso del objeto. Tienen que calibrarse periódicamente y cuando son trasladadas, debido a las variaciones en la intensidad gravitatoria de unos lugares a otros. La calibración se hace por comparación con pesas patrones que a su vez estén calibradas con mayor precisión que la correspondiente a la balanza a calibrar según un sistema internacional de trazabilidad y certificación.

Tipos de básculas
Actualmente hay varios tipos de básculas que son bastante representativas:
Básculas de baño. Se encuentran en muchos hogares y son un elemento muy útil y rápido para conocer el peso de las personas.
Básculas para pesar personas en farmacias. Son básculas muy sofisticadas que introduciendo una moneda, pesan, miden la estatura y calculan el peso ideal que corresponde a la persona o su índice de masa corporal.
Báscula para pesar mercancías en empresas y almacenes: Son básculas cuya plataforma está a ras de suelo, y permiten pesar de forma rápida y directa las mercancías que maneja una empresa, hay básculas de diferentes capacidades de peso.
Báscula para pesar camiones. Son básculas de gran capacidad de peso que se instalan en la entrada de muchas empresas y en las carreteras para pesar directamente a los camiones que acceden a las empresas o controlarlos en las carreteras por si llevan exceso de carga.
Báscula para pesar graneles. También llamada Bulk Weighing (pesaje en continuo por ciclos), son básculas intercaladas en cintas transportadoras de materiales a granel. El sistema consta de dos tolvas en línea vertical. La superior tiene por objeto almacenar material mientras se produce el pesado del contenido de la tolva inferior. Una vez efectuado el mismo, el granel es liberado a la cinta transportadora y, cuando la tolva se vacía, vuelve a llenarse con el material acumulado en la tolva superior.
Báscula de dosificación. Son básculas normalmente en forma de tolva suspendida por células de carga. A dicha tolva le llegan unos tornillos sin fin cuyos motores están controlados por un visor dosificador que puede realizar una fórmula con varios componentes


Dinamómetro
Se denomina dinamómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza (instrumento utilizado para medir masas), aunque sí puede compararse a la báscula.
Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal generalmente, con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinamómetros llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.
Los muelles que forman los dinamómetros presentan un límite de elástico, de tal modo que si se aplican fuerzas muy grandes y se producen alargamientos excesivos, se puede sobrepasar el límite de elasticidad; en esas condiciones, el muelle experimenta una deformación permanente que conlleva la inutilización del dinamómetro.
Las máquinas de ensayo de materiales sometidos a diferentes esfuerzos incorporan dinamómetros, principalmente cuando los ensayos son de resistencia a la tracción, para medir los esfuerzos de rotura que rompen las probetas de ensayo.
Una forma común de dinamómetro es una balanza de resorte calibrada en newtons, la unidad de fuerza del Sistema Internacional de unidades (SI) y mide tanto fuerzas de tracción como de compresión, empleándose el dinamómetro correspondiente según el caso.
Los dinamómetros de tracción pueden utilizarse para medir la resistencia de los trenes sobre las vías, y los de compresión, para determinar la presión mutua ejercida entre dos cuerpos.

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