Cumplimiento y auditorías
Calibración de básculas: procedimiento, pesas patrón y cada cuánto calibrar
La calibración de una báscula coloca pesas de masa conocida sobre una báscula o balanza para medir lo bien que repite, su error en cinco o más cargas a lo largo del alcance y su error cuando la carga queda descentrada (el ensayo de excentricidad o de carga en esquinas), y declara cada error con su incertidumbre. Una báscula de uso comercial necesita además una verificación oficial frente a las tolerancias legales, según NIST Handbook 44 en EE. UU. y según normas nacionales en otros países, para las que OIML R 76 es el modelo internacional.
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Qué comprueba la calibración de una báscula
Una calibración aplica cargas de ensayo, registra la indicación de cada una y calcula el error y su incertidumbre. La Guía de Calibración n.º 18 de EURAMET (cg-18, versión 4.0, 2015) es la guía europea para calibrar instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático. Describe tres ensayos: repetibilidad, errores de indicación a lo largo del alcance y excentricidad. Trata los instrumentos autoindicadores, y sus ejemplos resueltos van de una balanza de 220 g a una báscula de 30 000 kg.
cg-18 no fija límites de error propios. Para decidir si pasa o no pasa hace falta una tolerancia que salga de la clase de exactitud de la báscula, de la especificación del fabricante o de tu proceso, y cg-18 explica cómo declarar la conformidad con esa tolerancia teniendo en cuenta la incertidumbre.
La calibración se hace normalmente donde se usa la báscula. La gravedad local, el entorno y el transporte afectan a una báscula, así que cg-18 advierte de que moverla después de calibrarla puede invalidar el resultado.
Clases de exactitud y escalón de verificación
OIML R 76-1:2006, la recomendación internacional para instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático, los clasifica en cuatro clases de exactitud: especial (I), fina (II), media (III) y ordinaria (IIII). La clase depende del escalón de verificación e y del número de escalones n, que es la carga máxima Max dividida entre e. Una báscula de clase III con e de 5 g o más, por ejemplo, tiene entre 500 y 10 000 escalones. Las células de carga de una báscula tienen sus propias clases de exactitud, de la A a la D, según OIML R 60.
El escalón real d es el paso que muestra el indicador. El escalón de verificación e es el valor en el que se basan la clase y sus límites. Solo los instrumentos de clase I y II pueden tener un dispositivo indicador auxiliar que muestre un paso más fino que e, así que en las básculas de clase III y IIII e y d suelen ser iguales.
NIST Handbook 44, el código de EE. UU. para instrumentos de pesaje y medida de uso comercial, sigue la misma idea con las clases I, II, III, III L y IIII. Su tabla 7a da la clase típica para cada uso: clase I para pesaje de precisión en laboratorio, clase II para pesaje de laboratorio y metales preciosos, clase III para la mayor parte del resto del pesaje comercial y clase III L para básculas de vehículos, de ganado, de vía férrea, de grúa y de tolva, salvo las tolvas de grano.
Errores máximos permitidos por clase
R 76 expresa cada límite en múltiplos de e, y el límite crece con la carga. La tabla muestra los errores máximos permitidos en la verificación inicial. Para los instrumentos en servicio, R 76 admite el doble de estos valores.
| Clase | ±0,5 e | ±1,0 e | ±1,5 e |
|---|---|---|---|
| I | 0 ≤ m ≤ 50 000 e | 50 000 e < m ≤ 200 000 e | m > 200 000 e |
| II | 0 ≤ m ≤ 5000 e | 5000 e < m ≤ 20 000 e | 20 000 e < m ≤ 100 000 e |
| III | 0 ≤ m ≤ 500 e | 500 e < m ≤ 2000 e | 2000 e < m ≤ 10 000 e |
| IIII | 0 ≤ m ≤ 50 e | 50 e < m ≤ 200 e | 200 e < m ≤ 1000 e |
Tolerancias de Handbook 44 para básculas comerciales en EE. UU.
R 76 parte de los límites iniciales y los duplica en servicio. Handbook 44 parte del otro extremo. Su tabla 6 da las tolerancias de mantenimiento, que se aplican a los equipos en uso, y las tolerancias de aceptación son la mitad. Estas se aplican a los equipos nuevos, a su primera prueba oficial dentro de los 30 días siguientes a su puesta en servicio y a la primera prueba oficial dentro de los 30 días siguientes a la corrección de un rechazo o a una revisión general.
En el ejemplo de 30 kg, las tolerancias de aceptación de clase III de HB 44 coinciden con los límites iniciales de R 76, y sus tolerancias de mantenimiento con los límites en servicio de R 76. Los dos esquemas no coinciden en todas las cargas y clases, así que una báscula comercial en EE. UU. se juzga según HB 44 tal como lo haya adoptado tu estado.
Pesas patrón: clases de OIML R 111 y la regla del tercio
OIML R 111-1:2004 clasifica las pesas en las clases E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 y M3, de la más exacta a la menos exacta. Cada clase tiene un error máximo permitido para cada valor nominal. R 111 exige además que la incertidumbre expandida de la calibración de una pesa (k = 2) no supere un tercio de ese error. Las clases M1-2 y M2-3 son para pesas de 50 kg a 5000 kg que se usan con básculas de clase III.
Las pesas tienen que ser lo bastante buenas para la báscula. La cláusula 3.7.1 de R 76 dice que el error de las pesas patrón no puede superar un tercio del error máximo permitido de la báscula para la carga aplicada. En el ejemplo de 30 kg, el límite inicial a plena carga es ±15 g, así que los 30 kg de pesas pueden desviarse como mucho 5 g. Las pesas de clase M1 cumplen: R 111 permite a una pesa M1 de 10 kg ±500 mg y a una de 20 kg ±1 g.
El control metrológico de EE. UU. aplica la misma regla. El apéndice A de HB 44 dice que un patrón usado sin corrección debe tener un error más incertidumbre combinados inferiores a un tercio de la tolerancia del instrumento. NIST Handbook 105-1 (2019) hace que los inspectores elijan las pesas patrón de campo según ASTM E617 u OIML R 111.
| Clase | Pesa de 1 kg | Pesa de 10 kg | Uso previsto con básculas |
|---|---|---|---|
| E2 | ±1,6 mg | ±16 mg | Instrumentos de exactitud especial, clase I |
| F1 | ±5,0 mg | ±50 mg | Instrumentos de clase I y de clase II |
| F2 | ±16 mg | ±160 mg | Instrumentos de clase II, por ejemplo para metales preciosos |
| M1 | ±50 mg | ±500 mg | Instrumentos de clase III |
| M2 | ±160 mg | ±1600 mg | Instrumentos de clase III y uso comercial general |
| M3 | ±500 mg | ±5000 mg | Instrumentos de clase III y de clase IIII |
El ensayo de repetibilidad
Coloca la misma carga en la báscula varias veces en las mismas condiciones y anota cada indicación. cg-18 pide al menos 5 colocaciones, o al menos 3 cuando la carga es de 100 kg o más. La carga debe ser, a ser posible, un solo cuerpo. No hace falta que sea una pesa calibrada, salvo que sus resultados cuenten también para los errores de indicación. Es habitual una carga de entre la mitad y la capacidad total.
Pon la indicación a cero antes de empezar. Después de cada retirada, comprueba el cero y vuelve a ponerlo si hace falta. Anota si el seguimiento de cero está activado. El resultado es la desviación típica de las indicaciones repetidas de esa única carga.
Para la verificación, R 76 pide una serie a unos 0,8 Max: tres pesadas en básculas de clase III y IIII, seis en clase I y II. Según la cláusula 3.6.1, los resultados no pueden diferir más que el error máximo permitido para esa carga. HB 44 T.N.5 fija la misma regla con la tolerancia de mantenimiento.
Errores de indicación a lo largo del alcance
Este es el ensayo de linealidad. cg-18 pide al menos cinco cargas de ensayo repartidas de forma bastante uniforme por el alcance, por ejemplo cero o Min, un cuarto, la mitad y tres cuartos de Max, y Max. Cada error es la indicación menos la masa convencional de la carga de ensayo.
R 76 añade que las cargas de ensayo deben incluir Max y las cargas en las que cambia el error máximo permitido, que en una báscula de clase III son 500 e y 2000 e. Elige la forma de cargar según cómo se use la báscula. cg-18 describe descargar entre escalones, ir cargando por escalones sin descargar y subir por escalones y volver a bajar.
En básculas grandes, la carga de ensayo puede formarse por sustitución. Se colocan las pesas patrón y se anota su indicación. Después se sustituyen por cualquier otra carga estable hasta que la báscula muestre la misma indicación, y las pesas vuelven a ponerse encima. Para la verificación, R 76 pide pesas patrón de al menos la mitad de Max cuando se usa sustitución, o menos si la báscula repite bien.
Anota las indicaciones tal como se leen, no los errores. cg-18 pide las indicaciones originales para que los errores puedan calcularse y revisarse más tarde.
El ensayo de excentricidad (carga en esquinas)
Coloca una carga de ensayo en el centro de la plataforma. Después muévela a cuatro posiciones cerca de las esquinas: delante a la izquierda, detrás a la izquierda, detrás a la derecha y delante a la derecha. Anota la indicación en cada posición. Cada indicación debe quedar dentro del error máximo permitido para esa carga (cláusula 3.6.2 de R 76). cg-18 sugiere una carga de alrededor de un tercio de Max. R 76 usa un tercio de la suma de Max y de cualquier tara aditiva, aplicado por turnos a los cuatro cuartos del receptor de carga en una báscula de hasta cuatro puntos de apoyo. R 76 desactiva la puesta a cero automática y el seguimiento de cero durante el ensayo.
Una báscula con más de cuatro puntos de apoyo se carga sobre cada apoyo. R 76 aplica 1/(n − 1) de la suma de Max y de la tara aditiva en cada uno de los n apoyos.
Handbook 44 lo llama prueba de desplazamiento (shift test). En una báscula de 500 kg (1000 lb) de capacidad o menos, usa una carga de ensayo de un tercio de la capacidad, entre el 30 % y el 35 %, centrada en cada cuadrante. Una báscula mayor puede usar ese esquema o una carga de un cuarto de la capacidad sobre cada esquina.
Condiciones en el lugar de uso
Calibra en las condiciones normales de uso de la báscula. Así las corrientes de aire, las vibraciones y la inclinación de la plataforma aparecen en los resultados y en su incertidumbre. Mide la temperatura del aire cerca de la báscula al menos una vez durante la calibración.
Deja que las pesas alcancen la temperatura de la sala. Una pesa más caliente o más fría que el aire crea corrientes que cambian la indicación, y el efecto crece con el tamaño de la pesa. cg-18 señala que puede ser importante en pesas de alta exactitud, como las de clase E2 y F1.
Resultados como se encontró y como se dejó
Haz los ensayos antes de que nadie ajuste la báscula. Esos son los resultados como se encontró, y muestran cómo ha pesado la báscula desde su última calibración. Si después se ajusta, repite los ensayos y anota los resultados como se dejó. cg-18 pide que el certificado indique cualquier ajuste y, en un ajuste con una pesa externa, qué pesa se usó.
Cuando un error como se encontró queda fuera del límite, la cláusula 7.1.5.2 de ISO 9001 pide determinar si los resultados anteriores se vieron afectados negativamente y actuar cuando haga falta. En una báscula, eso son los lotes o los resultados de ensayo que pesó desde su última calibración correcta. El signo del error importa. Si llenas hasta un peso objetivo, una báscula que lee de más deja los envases por debajo del peso, y una que lee de menos los llena de más.
Calibración frente a verificación de básculas de uso comercial
Una báscula con la que se vende por peso está sujeta a la legislación de pesas y medidas. En EE. UU., NIST Handbook 44 recoge las especificaciones y tolerancias que adopta el National Council on Weights and Measures, que las recomienda a los estados para el control de los instrumentos de uso comercial. Fuera de EE. UU. se aplican las normas nacionales de metrología legal. La OIML espera que sus estados miembros apliquen R 76 en la mayor medida posible, y en Europa se usa EN 45501, que cg-18 cita junto a R 76.
La verificación en este sentido es una prueba oficial frente a tolerancias legales, y una báscula que la supera puede llevar una marca de verificación o un precinto. Decide si la báscula puede usarse en el comercio. La calibración informa de los errores de la báscula y de su incertidumbre para tus propias mediciones. Una báscula que se usa en el comercio y para decisiones de calidad puede necesitar las dos cosas.
La cláusula G-S.8 del código general de HB 44 exige un precinto que deba romperse, o un registro de auditoría aprobado, antes de que alguien cambie un ajuste electrónico que afecte a la exactitud. Consulta con tu oficina de pesas y medidas antes de ajustar una báscula precintada.
HB 44 también puede servir para básculas que no se usan en el comercio. Su introducción señala que puede citarse como norma en un sistema de calidad o en un contrato.
Cada cuánto calibrar una báscula
Ninguna norma fija un único intervalo para todas las básculas. ILAC-G24 / OIML D 10 (edición de 2022) enumera los factores que hay que sopesar, entre ellos la incertidumbre que necesitas, el riesgo de superar los límites durante el uso, la recomendación del fabricante, el desgaste y la deriva, cuánto y con qué dureza se usa la báscula, su entorno, el transporte y los resultados de las comprobaciones intermedias. También aconseja calibrar los equipos nuevos con más frecuencia al principio.
Entre calibraciones, comprueba la báscula con una pesa de control antes de usarla o una vez al día. Pon una carga cercana al rango que usas en el centro de la plataforma y compara la indicación con el valor obtenido en la última calibración. La cláusula 6.4.10 de ISO/IEC 17025:2017 pide comprobaciones intermedias cuando hagan falta para mantener la confianza en el equipo. Un registro de esas comprobaciones es además la evidencia para un intervalo más largo más adelante.
Vuelve a calibrar después de mover, reparar o sobrecargar la báscula. Una comprobación fallida, o una deriva hacia el límite, es motivo para acortar el intervalo.
Qué debe mostrar el certificado y el registro
EURAMET cg-18 enumera lo que debe dar el certificado de calibración de una báscula, en línea con ISO/IEC 17025. Lo esencial es lo siguiente.
- El identificador, el fabricante, el tipo, Max, d y el lugar de instalación de la báscula.
- La fecha, el lugar y las condiciones durante la calibración, y cualquier ajuste realizado.
- Las pesas usadas, con su clase y sus números de certificado, para la trazabilidad.
- La indicación y el error en cada carga de ensayo, como se encontró y, tras cualquier ajuste, como se dejó.
- La desviación típica del ensayo de repetibilidad y los resultados del ensayo de excentricidad.
- La incertidumbre expandida de cada error, con su factor de cobertura k.
- Cualquier declaración de conformidad, la tolerancia frente a la que se juzgó y la regla de decisión.
Cómo calibrar una báscula, paso a paso
- Comprueba que las pesas tienen certificados vigentes y que su error no supera un tercio del límite de la báscula en cada carga.
- Deja que las pesas alcancen la temperatura de la sala junto a la báscula. Anota la temperatura del aire y si el seguimiento de cero está activado.
- Inspecciona la báscula. La plataforma debe moverse libremente sin tocar nada, y el indicador debe volver a cero.
- Haz el ensayo de repetibilidad: la misma carga al menos 5 veces (3 veces a partir de 100 kg), comprobando el cero entre colocaciones.
- Haz el ensayo de excentricidad con alrededor de un tercio de Max, en el centro y en cuatro posiciones cerca de las esquinas.
- Aplica al menos cinco cargas de ensayo de cero a Max, incluidas las cargas en las que cambia el límite, y anota cada indicación como se encontró.
- Compara cada error con el límite para esa carga, según la clase de exactitud, la especificación del fabricante o la tolerancia de tu proceso, con tu regla de decisión documentada.
- Si la báscula necesita ajuste, ajústala, con el acuerdo de la autoridad si es una báscula comercial precintada. Después repite los ensayos y anota los resultados como se dejó.
- Registra los resultados, las pesas usadas, la incertidumbre y la próxima fecha de vencimiento, y etiqueta la báscula con su estado.
Cómo ayuda Axiospec con los registros de básculas
Axiospec es un software de gestión de calibraciones. Cada báscula tiene un registro con sus calibraciones, sus certificados y su próxima fecha de vencimiento. Una calibración puede incluir puntos de prueba, cada uno con su carga nominal, su tolerancia y las lecturas como se encontró y como se dejó.
Da de alta tu juego de pesas como patrón de referencia y selecciónalo en cada calibración. El registro del juego muestra entonces las calibraciones en las que se usó, de modo que si el juego resulta fuera de tolerancia te lleva a las básculas que comprobó. Cuando una calibración se registra como No cumple, la báscula pasa a cuarentena y el registro pide el impacto de estar fuera de tolerancia. Axiospec no ensaya la báscula ni la hace apta para el comercio. En una calibración interna, una lectura final fuera de su tolerancia fija el resultado en No cumple, y registrar un Cumple de todos modos exige un motivo por escrito. La tolerancia, la regla de decisión y el intervalo quedan en tus manos o en las de tu laboratorio. La aprobación legal queda en manos de la autoridad de pesas y medidas.
Es gratis hasta 50 instrumentos activos. Un espacio de trabajo nuevo empieza con una prueba de 45 días del plan Professional, con capacidad para 1500 instrumentos activos. Cargamos tus registros existentes sin coste en todos los planes.
Preguntas frecuentes
- ¿Cada cuánto hay que calibrar una báscula?
- Ninguna norma fija un único intervalo. Básalo en cuánto y con qué dureza se usa la báscula, su entorno, el riesgo de un error y su propio historial de resultados como se encontró, como recomienda ILAC-G24. Compruébala con una pesa de control antes de usarla o a diario entre calibraciones, y vuelve a calibrarla después de moverla o repararla.
- ¿Cómo se calibra una báscula?
- Calíbrala donde se usa, con pesas patrón certificadas a temperatura ambiente. Coloca la misma pesa al menos cinco veces para la repetibilidad, mueve una carga de alrededor de un tercio de la capacidad del centro a cuatro posiciones cerca de las esquinas y aplica al menos cinco cargas de cero a la capacidad máxima. Anota cada indicación, calcula los errores y su incertidumbre y compáralos con el límite de la clase de la báscula o con tu propia tolerancia.
- ¿Qué pesas necesito para calibrar una báscula?
- Pesas con un certificado de calibración vigente cuyo error no supere un tercio del error máximo permitido de la báscula en cada carga. OIML R 111 clasifica las pesas de la clase E1 a la M3. Las pesas de clase M1 están pensadas para básculas de exactitud media (clase III), y las F1 o F2 para balanzas de exactitud fina (clase II).
- ¿Qué es el ensayo de excentricidad o de carga en esquinas?
- Comprueba si una báscula indica lo mismo cuando la carga queda descentrada. Se coloca una carga de alrededor de un tercio de la capacidad en el centro y luego cerca de cada esquina, y cada indicación debe quedar dentro del error máximo permitido para esa carga. NIST Handbook 44 lo llama prueba de desplazamiento (shift test).
- ¿Qué diferencia hay entre calibrar y verificar una báscula de uso comercial?
- La verificación es una prueba oficial frente a tolerancias legales, según NIST Handbook 44 en EE. UU. o normas nacionales en otros países, y decide si la báscula puede usarse en el comercio. La calibración mide los errores de la báscula y su incertidumbre para tus propias mediciones. Una báscula que se usa en el comercio y para decisiones de calidad puede necesitar las dos cosas.
- ¿Qué significan d y e en una báscula?
- d es el escalón real, el paso que muestra el indicador. e es el escalón de verificación, en el que se basan la clase de exactitud y sus límites de error. En las básculas de clase III y IIII ambos suelen ser iguales, mientras que algunas balanzas de clase I y II muestran un d más fino que e.
Ponlo en práctica
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