Stapelfeld - Balanzas y Sistemas

01/03/2026

Construcción de la Celda de Carga - Materiales
Las celdas de carga se fabrican de una variedad de materiales

Celdas de Carga de Aluminio
Los elementos de aluminio en celdas de carga se emplean principalmente en aplicaciones de un solo punto de baja capacidad.
La aleación que se emplea es la 2023, dadas sus características de baja deformación e histéresis. Las celdas de carga de aluminio cuentan con secciones de entramado relativamente gruesos comparadas con celdas de acero de capacidades similares. Esto es necesario para aportar la deflexión adecuada en el elemento en su capacidad. Los costos de maquinado generalmente son menores, debido a la blandura del material. Los diseños de un solo punto pueden ser estimados por costos similares a los de barras de flexión.

Celdas de Carga de Aleación de Acero
Las celdas de carga de aleación de acero son, por mucho, las más populares en la actualidad. La relación costo/desempeño es mejor para los diseños de aleación de acero, comparándolos con los de acero inoxidable o de aluminio. Las aleaciones más populares son la 4330 y la 4340 ya que tienen características de baja deformación e histéresis. Este tipo de acero puede fabricarse a especificaciones en forma consistente, lo que significa que no deberán hacerse cambios en el diseño de la celda de carga cada vez que se seleccione un lote o un proveedor del acero.

Celdas de Carga de Acero Inoxidable
Las celdas de carga de acero inoxidable están hechas con aleación 17-4ph, que es la que cuenta con mejores características globales de desempeño entre todos los derivados. Las celdas de carga de acero inoxidable son más caras que las de aleación de acero. Algunas veces se acondicionan con ramales de cavidades selladas que las hacen ideales para aplicaciones de ambientes corrosivos de humedad elevada. Las celdas de carga de acero inoxidable que no están selladas tienen poca ventaja contra homólogas de aleación de acero, aparte de su mayor resistencia a la corrosión.

23/02/2026

SELECCIÓN DE LA CAPACIDAD DE LAS CELDAS DE CARGA
La sobrecarga sigue siendo la causa principal de fallas en las celdas de carga, aunque a primera vista el proceso de selección de la capacidad adecuada parece sencillo.
La selección de capacidad requiere un entendimiento fundamental de los términos relacionados con la carga para las celdas, así como de los factores del sistema que afectan la carga.
Además debemos tener en cuenta que al usar celdas de mayor capacidad estas tendrán mayor resistencia a maltratos e impactos pero en cambio la precisión del sistema será menor.

Términos clave relacionados con la carga:
• Capacidad máxima de la celda de carga: rango de medición señalado por el fabricante.
• Límite de carga segura:
La carga máxima que puede aplicarse sin causar un desplazamiento permanente en las características de rendimiento de la celda de carga. (generalmente 150% de la capacidad de la celda)
• Sobrecarga máxima (límite de ruptura):
La carga máxima que puede aplicarse sin causar destrucción física de la celda de carga (generalmente el 300% de la capacidad de la celda).

Factores que contribuyen a la carga efectiva sobre las celdas de carga:
• Seguimiento de cero y ajuste inicial del cero
• Carga mu**ta (estructura del sistema)
• Capacidad máxima de la balanza
• Ubicación (instalación, inclinación, entorno) y factores específicos como viento, vibraciones o eventos sísmicos

Además de estos factores, a menudo es necesario usar una celda de capacidad superior) debido a:
• Sobrecargas por impacto
• Influencias dinámicas (agitadores, vibraciones)
• Carga excéntrica sobre la balanza
• Distribución excéntrica de la carga mu**ta
• Posibilidad de una sobrecarga accidental

La diferencia entre sobrecarga normal o estática y sobrecarga por impacto suele malinterpretarse y necesita una explicación adicional.

La sobrecarga estática se define como un incremento gradual del peso más allá de la capacidad nominal de la celda de carga.

La sobrecarga por impacto puede definirse como un cambio repentino de peso, en un período de tiempo muy corto, que supera la capacidad nominal de la celda de carga. Esta situación ocurre específicamente cuando un objeto relativamente pequeño y no elástico se deja caer desde una altura considerable sobre la balanza.

Los sistemas pueden protegerse incorporando almohadillas de aislamiento contra impactos, o seleccionando celdas de carga con una capacidad nominal más alta. Los topes mecánicos también ayudan en la protección contra impactos.

La siguiente fórmula y tabla deben utilizarse para calcular la capacidad correcta de la celda de carga:

Capacidad de la celda = [Carga mu**ta + (Carga viva × F)] ∕ N
donde:
• N = Número de celdas de carga
• F = Factor de carga dinámica

Los Factores de carga dinámica generalmente usados son:
Basculas de plataforma en general: 1.4
Tolvas con distribución uniforme de carga (liquidos): 1.1
Tolvas con distribución desigual de carga: 1.2
Tolvas con agitador, vi****or, etc.: 1.3
NOTA: en casos especiales es necesario considerar otros factores como por ejemplo influencia del viento sobre tolvas verticales al aire libre, etc.
Ejemplo práctico:
1.Una tolva para liquidos, con agitadores, para una capacidad de 2,000kg y un peso mu**to (estructura) de 350kg., con 4 patas o soportes.
Capacidad de celda = [350 + (2000 × 1.3)] ∕ 4 = 737.5kg

Podemos usar celdas de 750kg (si están disponibles) o en caso contrario de 1000kg.

2.Balanza de plataforma en fosa con plataforma a nivel del piso para cargas en pallets y otros. Capacidad hasta 2500kg. 4 patas. Peso mu**to 220kg.

Capacidad de celda = [220 + (2500 × 1.4)] ∕ 4 = 737.5kg = 930kg

En este caso las celdas serán de 1000kg.

NOTA: En caso de estar interesados, podemos brindar información mas completa y detallada especialmente para casos especiales.

20/02/2026

EL PESAJE ELECTRONICO
El término "pesaje electrónico", tal como se conoce actualmente, se basa en el transductor o celda de carga, el cual deriva sus principios de funcionamiento de la galga extensiométrica. La celda de carga consiste en un elemento de metal elástico al que se le adhieren galgas extensiométricas.
Al aplicar la masa que se desea medir sobre el elemento elástico, la galga extensiométrica cambiará su resistencia en proporción directa a la masa aplicada.
Los transductores de carga, por lo tanto, son dispositivos electrónicos que convierten cambios en la fuerza en cambios de resistencia.
La resistencia y sus cambios proporcionales a la carga aplicada se procesan con un circuito electrónico (indicador de peso) que convierta esta señal en peso y lo muestra en una pantalla (display).
Cada celda de carga utiliza cuatro galgas extensiométricas, conectadas en un puente Wheatstone activo de cuatro brazos. Se incorporan resistencias de precisión en distintos puntos del circuito para compensar los efectos de la temperatura.
Los valores típicos de compensación estándar para transductores de carga son:
• 8 partes por millón (ppm) por grado Fahrenheit para el cambio en la salida debido a la temperatura.
• 15 ppm/°F para el cambio en el cero debido a la temperatura.
Para proteger el elemento sensible del entorno externo, la parte de detección del transductor de carga está encerrada en una cubierta sellada. Cada transductor de carga posee características de diseño especiales para proteger el elemento sensor contra los efectos de cargas laterales.

18/02/2026

LA CELDA DE CARGA
Cuando una galga extensiométrica o strain gauge se adhiere a una pieza de metal y esta se carga con un peso o fuerza, el cambio de resistencia del medidor de deformación puede relacionarse directamente con el peso o la fuerza aplicada a dicha pieza. Las primeras celdas de carga, transductores de presión y de torque industriales que usaban la técnica del medidor de deformación fueron desarrolladas por Ruge en 1942 y 1943. Eran unidades robustas con gran capacidad de sobrecarga porque a menudo eran sometidas a abusos por trabajadores que no estaban familiarizados con los dispositivos. A diferencia de las celdas de carga de alta precisión actuales, los primeros transductores tenían una precisión de solo el 0.25% de la escala completa y estaban disponibles en capacidades de peso limitadas.
Desde entonces, se ha fabricado celdas de carga con capacidades de hasta 4 millones de libras, para determinar la distribución del peso de los cohetes Saturno cuando se trasladaban desde el área de ensamblaje hasta la plataforma de lanzamiento en enormes vehículos oruga, y también con capacidades de solo unos pocos gramos, para contar el número de etiquetas, tornillos, componentes electrónicos y otros.
La galga extensiométrica para pesaje electrónico ha sido universalmente aceptada y se ha convertido el estándar en instalaciones de sistemas de pesaje basados en medidores de deformación en todo el mundo.

17/02/2026

La galga extensiométrica
Desde que los egipcios inventaron la balanza de brazos iguales, ha sido esta la forma más utilizada para medir pesos en el comercio y la industria.
Sin embargo, en el año 1937, se inventó una técnica novedosa para hacer que las mediciones electrónicas de peso fueran confiables y económicamente prácticas. Este invento fue el medidor de deformación por resistencia. El medidor de deformación consiste en un filamento de alambre o lámina delgada que cambia su resistencia cuando se somete a una tensión o compresión.
Al Dr. Arthur C. Ruge del MIT y a E. E. Simmons del CalTech se les atribuye la invención simultánea, aunque independiente, del medidor de deformación. Dado que cada inventor tenía un asistente trabajando en su proyecto y en total participaron cuatro personas en el invento, el nombre comercial de este medidor
de deformación se convirtió en SR-4® (Simmons Ruge – 4 personas). Este invento, hoy conocido como galga extensiométrica (strain gauge), permitió el desarrollo de una línea de productos que va desde sensores básicos y acondicionadores de señal hasta sistemas de control de procesos altamente sofisticados, basados en el procesamiento de la data obtenida.
Los medidores de deformación se utilizan hoy comúnmente para determinar tensiones en una infinidad de aplicaciones. Las primeras señales electrónicas transmitidas desde la luna provinieron de medidores de deformación SR-4® adheridos a las tres patas del Lunar Surveyor. Estos medidores de deformación midieron la flexión de las patas al impactar con la luna. Los científicos analizaron estas señales y determinaron la consistencia de la superficie lunar.

17/02/2026

Unidad internacional de masa: EL KILOGRAMO

El Prototipo Internacional del Kilogramo, era la única referencia de las siete unidades de base que se mantenía ligada al valor de la masa de un objeto. El patrón de referencia era un cilindro de 39mm de altura x 39mm de diámetro de platino - iridio que se guardaba en París.
Desde el 20 de mayo de 2019 entró en vigor el nuevo Sistema Internacional de Unidades (SI), ahora en su totalidad con base en constantes de la naturaleza.
Sin lugar a duda, la definición de la unidad de masa, el kilogramo, es la más emblemática en el nuevo SI, por ser la única de las siete unidades de base que se mantenía referida a la masa de un cilindro de platino-iridio, denominado como el Prototipo Internacional del Kilogramo.
Para realizar el kilogramo en el nuevo SI, algunos institutos nacionales de metrología trabajaron en diferentes experimentos que vinculan la constante de Planck con el kilogramo. Los dos experimentos que a la fecha han podido realizar con éxito la unidad de masa, son las balanzas electromecánicas, representadas principalmente por la balanza de Kibble (ver Fig. 1), y el experimento llamado Método de Densidad de Cristal por Rayos X, XRCD por sus siglas en inglés (ver Fig. 2). Tanto la balanza de Kibble como el método de XRCD pueden realizar mediciones de masa de patrones de 1 kg, con incertidumbre relativa de hasta 1 x 10-8, y trazabilidad al valor de la constante de Planck.

LA BALANZA DE KIBBLE
Una balanza de Kibble (anteriormente balanza de Watt o de vatios) es un instrumento de medición del peso electromecánico que mide el peso de una muestra con mucha precisión mediante la fuerza de una corriente eléctrica y un voltaje.
Dado que las unidades que definen corriente eléctrica y voltaje están definidas en función de constantes fundamentales (velocidad de la luz y constante de Planck), la unidad de masa quedaría también definida en función de constantes absolutas.
Esto supone una ventaja frente a la definición anterior de masa, que dependía de un objeto patrón susceptible de ser dañado, y cuyas propiedades no eran completamente constantes en el tiempo.
La balanza de Watt posee un paso de calibración extra que elimina el efecto de la geometría de las bobinas, aumentando notablemente la precisión. Este paso de calibración consiste en mover la bobina a través de un campo magnético conocido a una velocidad conocida.

Definición del kilogramo
La definición oficial del kilogramo, de acuerdo con la Conferencia General de Pesas y Medidas, es:
“El kilogramo, símbolo kg, es la unidad SI de masa. Se define al fijar el valor numérico de la constante de Planck, h, como 6.626 070 x 10-34 expresado en J-s (julios por segundo=, unidad igual a kg·m²·s−1, donde el metro y el segundo se definen en función de c (velocidad de la luz en el vacío) y ΔνCs (duración del segundo atómico).”

11/02/2026

HISTORIA DE LAS BALANZAS
Balanzas de Roberval o de Brazos iguales

Es una balanza de dos platillos, cuya estructura se compone básicamente de cinco barras unidas entre sí, formando un paralelepípedo y con articulaciones que las permiten pivotar.
La balanza de Roberval, aunque ofrece menor precisión, es más difícil de fabricar que una balanza de cruz.
, es más rápida y cómoda de operar, por lo que ha sido muy popular para aplicaciones donde se requiere mayor comodidad y precisión moderada.
Esta balanza de dos platos fue inventada por el matemático y físico francés Gilles Personne, (1602). Su balanza es más conocida como “Balanza de Roberval” pues era natural del pueblo de Roberval, en Oise (Francia).
En su pueblo natal hay un monumento a la balanza por el inventada.
Usada como balanza comercial, en mercados y como balanza postal, la balanza Roberval es más rápida pero menos precisa, técnicamente más complicada y costosa de fabricar que las balanzas de platos suspendidos.
Los fabricantes más importantes de balanzas Roberval fueron W. & T. Avery Ltd. y George Salter & Co. Ltd. en Reino Unido, y Trayvou en Francia.
Después, en la década de 1980, la llegada de las balanzas electrónicas puso fin gradualmente la producción a gran escala de las balanzas Roberval.

09/02/2026

BALANZAS MECANICAS : Balanza de Cruz
El primer instrumento para medir masas inventado por el hombre es la balanza de viga o balanza de laboratorio. En su forma mas sencilla, consta de una palanca horizontal pivotante sobre su centro, con brazos de similar longitud y platillos de pesaje suspendidos en los extremos de de cada brazo.
La masa desconocida se coloca en un platillo y se añaden masas de peso conocido en el otro platillo hasta conseguir el equilibrio de la viga.

18/11/2024