¿Cómo calibrar una balanza de laboratorio?

La precisión a la hora de realizar las mediciones es imprescindible en cualquier laboratorio, ya esté dedicado a la investigación científica, al control de calidad o a la producción industrial. En este sentido, las balanzas desempeñan un papel fundamental, ya que garantizan resultados exactos y fiables. Sin embargo, el uso continuado, las condiciones ambientales y otros factores pueden afectar a la medición, haciendo imprescindible la calibración regular de estos instrumentos.

La calibración de la balanza de laboratorio no solo asegura la exactitud de las mediciones, sino que también garantiza el cumplimiento de los requisitos normativos y evita errores que podrían comprometer la validez de los resultados.

En este post, desde TCM te ofrecemos una guía completa sobre la calibración de balanzas, explicándote por qué es necesaria, con qué frecuencia debe realizarse y cómo llevar a cabo los procedimientos, tanto internos como externos, para mantener las balanzas en óptimas condiciones.

¿Qué es calibrar una balanza de laboratorio?

La calibración de una balanza analítica es el procedimiento por el que se ajusta y verifica la exactitud del equipo con el fin de garantizar que las mediciones que realiza sean correctas y fiables.

Así, este proceso permite comparar las lecturas de la balanza con patrones de referencia conocidos, identificando y corrigiendo desviaciones que puedan afectar a los resultados.

Antes de continuar, vamos a ver algunas definiciones y conceptos clave que nos permitirán comprender mejor el procedimiento.

¿Qué es una balanza?

En primer lugar, cabe señalar que las balanzas o las básculas son equipos capaces de determinar el peso o la masa de un objeto. Dicho de otra manera, son instrumentos que miden la masa de un cuerpo, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre dicha masa.

Cuando el rango de medida se encuentra entre 0 y 30 kg, el equipo se considera balanza. La resolución de estos equipos puede variar desde 0,000001 g para las balanzas de precisión de los laboratorios hasta los 0,1 kg de los equipos menos precisos.

Por su parte, cuando el rango es a partir de 30 kg se considera báscula. La resolución en las básculas suele oscilar entre los 0,001 kg de las más precisas hasta los 1, 2 o 5 kg de las más grandes, dependiendo del campo de medida de las mismas.

Conceptos clave en el procedimiento de calibración de balanzas

Exactitud: Indica cómo de cerca está una medida del valor verdadero o aceptado. Una balanza bien calibrada debe ofrecer alta exactitud.
Precisión: Se refiere a la repetibilidad de las mediciones. Una balanza precisa puede dar resultados consistentes, aunque no necesariamente exactos.
Tolerancia: Es el margen aceptable de error para una balanza en función de su uso específico.
Resolución: Hace referencia a la cantidad más pequeña que el equipo es capaz de medir. Una resolución alta permite medir pequeñas variaciones con mayor detalle.
Pesas de referencia o masas patrón: Son patrones de masa con valores certificados que se utilizan para verificar y ajustar la balanza. Se establecen según los estándares marcados por la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML). La elección del patrón para la calibración de un equipo concreto dependerá del rango de su escala y de su precisión: a menor rango y mayor precisión, el patrón utilizado deberá ser de mayor calidad.
Deriva: Cambio gradual en la exactitud de una balanza debido a factores como el desgaste, la temperatura o las vibraciones.
Diferenciación entre masa y peso: La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y es constante, es decir, un cuerpo tendrá la misma masa en kilogramos o gramos independientemente del lugar en el que se encuentre, sea la Luna o la Tierra. Por su parte, el peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre esa masa y se mide en newtons. Las balanzas generalmente miden masa, pero suelen expresar los resultados en términos de peso.
Ensayo de repetibilidad: Consiste en determinar la desviación de la balanza con respecto al patrón en cada uno de los puntos de calibración de la escala. Es clave para determinar la precisión de la balanza.
Excentricidad: Evalúa la variación del posible error en diferentes posicionamientos de la carga sobre el plato o plataforma. Una balanza bien calibrada debe proporcionar lecturas consistentes sin importar dónde se coloque el objeto.
Histéresis: Hace referencia a identificar el posible error que se puede producir en sistemas mecánicos por efecto del rozamiento. Se mide a lo largo de toda la escala en varios puntos, en sentido ascendente y descendente. El valor de la histéresis es la diferencia entre las dos lecturas obtenidas para una misma carga en sentido ascendente y descendente.

¿Por qué es imprescindible la calibración de balanzas de laboratorio?

La calibración de balanzas industriales y de laboratorio es esencial por varias razones:

Precisión en los resultados: En entornos donde se requiere exactitud, como en laboratorios de investigación o empresas farmacéuticas, cualquier desviación puede comprometer la validez de los datos, dando lugar a errores que pueden tener graves consecuencias para los consumidores, además de suponer cuantiosas pérdidas económicas.
Reducción de errores: En relación con lo anterior, una balanza bien calibrada evitará errores en las mediciones que podrían afectar a los experimentos, procesos o productos que se estén desarrollando.
Mantenimiento de la calidad: La calibración asegura la consistencia y calidad de las mediciones, evitando los problemas derivados de las lecturas inexactas y aumentando la confianza que transmite la empresa o laboratorio.
Cumplimiento normativo: Muchos sectores deben cumplir regulaciones estrictas que exigen calibraciones periódicas documentadas para garantizar la trazabilidad. La adecuada calibración también puede ser un requisito de estándares internacionales, como las normas ISO 9001, ISO/IEC 17025 o ISO 10012.

¿Cada cuánto tiempo hay que hacer la calibración de balanzas analíticas de laboratorio?

Si te preguntas cuál es la frecuencia con la que se debe realizar la calibración de una balanza electrónica o mecánica, lo cierto es que depende de varios factores, entre los que destacan:

Uso de la balanza: Lógicamente, cuanto más frecuente sea su uso, mayor será la necesidad de calibrarla regularmente.
Entorno de trabajo: Condiciones como la humedad, la temperatura o las vibraciones pueden afectar al rendimiento de la balanza, requiriendo calibraciones más frecuentes.
Normas aplicables: Algunas industrias establecen intervalos específicos de calibración, como una vez al día, a la semana o al mes.
Recomendaciones del fabricante: Los propios fabricantes de los equipos suelen proporcionar directrices específicas para garantizar su óptimo funcionamiento.
Situaciones concretas: Después de mover la balanza, repararla o detectar mediciones inconsistentes, debe recalibrarse lo antes posible.

En definitiva, no existe una frecuencia fija para realizar la calibración de una balanza digital o mecánica, sino que depende de las condiciones concretas de cada caso. En función de dichas condiciones, la periodicidad de la calibración puede ser mensual, trimestral o anual, aunque en algunos casos puede requerirse una frecuencia menor.

¿Calibración interna o externa?

Podemos encontrar dos tipos diferentes de calibración: la interna y la externa.

Tanto la calibración interna como la externa son métodos válidos para garantizar el desempeño óptimo de una balanza analítica. La elección entre ambas opciones debe basarse en las necesidades específicas del laboratorio, considerando factores técnicos económicos y operativos.

La calibración interna implica que el laboratorio realiza el proceso de calibración dentro de sus propias instalaciones, utilizando sus recursos técnicos y humanos.

Cabe destacar que con la reciente publicación de la guía G-ENAC-25, se han introducido requisitos adicionales para garantizar la fiabilidad y trazabilidad de la calibración interna, alineados con la norma ISO/IEC 17025. Entre estos requisitos destacan la evaluación de riesgos y la participación en ejercicios de intercomparación.

La calibración externa se realiza enviando la balanza analítica a un laboratorio externo especializado, que certifica la trazabilidad y precisión del equipo conforme a estándares reconocidos internacionalmente. En caso de optar por la esta opción, es importante comprobar que la empresa contratada esté acreditada por ENAC, la Entidad Nacional de Calibración en España.

Ventajas de la calibración interna

Disponibilidad del equipo: La balanza no necesita ser retirada del laboratorio, permitiendo su calibración en condiciones de uso reales.
Flexibilidad: Se pueden ajustar los planes de calibración según las necesidades del laboratorio, incrementando la frecuencia si es necesario.
Ahorro directo: No hay un costo adicional por enviar el equipo a un laboratorio externo.

Desventajas de la calibración interna

Costes indirectos: Requiere inversión inicial en patrones trazables, infraestructura, y capacitación del personal.
Tiempo y recursos: La calibración interna puede demandar tiempo que el personal debe dedicar exclusivamente a esta tarea.

Ventajas de la calibración externa

Trazabilidad: Se delega el proceso a especialistas con acceso a patrones y sistemas de alta precisión.
Menores inversiones iniciales: No es necesario adquirir patrones, equipos auxiliares ni realizar formación especializada del personal interno.
Resultados confiables: Las incertidumbres de calibración suelen ser más bajas gracias a la tecnología y experiencia del laboratorio externo.

Desventajas de la calibración externa

Retirada del equipo: La balanza debe ser enviada al laboratorio externo, lo que puede interrumpir las operaciones del laboratorio.
Coste directo: Existe un gasto asociado al servicio de calibración y transporte.

¿Cómo se calibra una balanza de laboratorio?

Veamos ahora cómo calibrar una balanza analítica de laboratorio.

El método a seguir es el siguiente:

Prepara el espacio: Antes de iniciar la calibración de las balanzas electrónicas o mecánicas, verifica que la balanza esté nivelada correctamente y que el entorno sea estable (sin vibraciones, corrientes de aire ni cambios bruscos de temperatura). También conviene limpiar la balanza para eliminar cualquier resto de suciedad o residuo.
Selecciona las pesas: Utiliza masas patrón que cumplan con los estándares requeridos, como las especificaciones de la OIML, y preferentemente certificadas.
Tara la balanza: Es decir, coloca un plato de pesaje vacío y configura la balanza para que marque 0, de forma que no tenga en cuenta el peso de este elemento en las mediciones.
Coloca las pesas en la balanza: Las pesas se colocan en el centro del platillo de la balanza, de una en una, siguiendo un orden creciente o decreciente dependiendo del protocolo. Esto permite verificar la linealidad del equipo, es decir, su capacidad para medir correctamente en todo su rango de operación.
Lee y compara: Cada lectura se compara con el valor nominal de la pesa utilizada. Si las diferencias entre la lectura y el valor nominal superan la tolerancia permitida, se requiere un ajuste.
Ajusta manualmente: Si la lectura no coincide con el valor de la pesa, se ajusta la balanza siguiendo la indicación del fabricante.
Registra los datos: Es fundamental documentar cada paso del proceso, incluyendo los valores obtenidos, las pesas utilizadas, cualquier ajuste realizado y el cálculo de la incertidumbre, para garantizar la trazabilidad y cumplir con los requisitos normativos.

Además de esta prueba de pesaje, durante el procedimiento de calibración pueden llevarse a cabo otras pruebas como la de excentricidad, la de repetibilidad o la de peso mínimo, todas ellas para asegurar la exactitud de las mediciones.

Como puedes ver, la calibración es un proceso esencial para garantizar mediciones precisas, confiables y trazables. De hecho, llevar a cabo calibraciones regulares no solo es una práctica recomendada, sino una necesidad para salvaguardar la calidad y validez de los productos, procesos y experimentos realizados.

Si necesitas ayuda para calibrar tus instrumentos de medición, puedes consultar nuestro servicio de Consultoría en Calibración, dirigido tanto a laboratorios como a empresas industriales de cualquier sector.