Magnetismo: el mal invisible que impide la exactitud en el pesaje
El magnetismo y la electricidad son fenómenos naturales que se conocen desde la antigüedad. En 1820, el físico danés Hans Christian Oersted observó que la aguja de una brújula se desviaba cuando se mantenía cerca de un cable por el que circulaba una corriente eléctrica. Llegó a la conclusión de que un conductor portador de corriente está rodeado por un campo magnético que afecta a la aguja de la brújula. Hoy en día, la interacción entre la electricidad y el magnetismo se explica mediante una elegante teoría física que se resume en las ecuaciones de Maxwell.
En la era industrial, la importancia y el uso del magnetismo y los materiales magnéticos aumentaron, en especial gracias al desarrollo de los motores eléctricos. En la actualidad, sería difícil imaginar la vida sin las ventajas de los efectos magnéticos y el uso de materiales magnéticos; por ejemplo, los datos digitales se almacenan en medios magnéticos como los discos duros de los ordenadores, y los motores eléctricos empiezan a competir con los de gasolina. Sin embargo, el magnetismo es un fenómeno no deseado durante el pesaje.
¿Cómo influye el magnetismo en el pesaje?
A pesar de las ventajas que aporta el magnetismo, es bastante inoportuno durante el pesaje. Pesar materiales magénticos, muestras o recipientes de tara magnetizables puede desestabilizar el resultado del peso o comprometer la repetibilidad. Por ejemplo, cuando se pesa una muestra o un recipiente que contiene hierro, acero, cobalto o níquel, los usuarios pueden observar los siguientes efectos:
- Los valores de peso son estables, pero no repetibles.
- Se muestran valores diferentes, según la posición de la muestra en el platillo de medición.
Estos efectos pueden deberse a una de estas dos causas:
- Si el material que se va a pesar está magnetizado, como la varilla de un agitador magnético, la fuerza de peso de la muestra es reemplazada por la fuerza de atracción que su campo magnético ejerce sobre las partes magnetizables de la cámara de pesaje o la célula de pesaje.
- Si la célula de pesaje está diseñada según el principio de compensación de las fuerzas electromagnéticas, se usa un imán potente para este sistema. A pesar de las medidas cuidadosas para blindar el imán, la balanza está rodeada por un campo magnético residual bajo, y este campo residual puede influir en el resultado del peso si se produce una interacción con la muestra o el recipiente.
Las fuerzas magnéticas y su influencia en el resultado del peso dependen en gran medida de la orientación de la muestra en el campo de disrupción. La influencia de las fuerzas magnéticas es estable a lo largo del tiempo y a menudo solo se detecta a partir de pesajes repetidos, ya que, por lo general, se obtienen resultados de peso diferentes como consecuencia de la variación de la posición y la orientación de la muestra en el platillo de medición. Por lo tanto, este factor supone una influencia negativa latente en la exactitud del resultado del peso.
¿Cómo se puede abordar la influencia magnética en los resultados del peso?
Una solución sencilla y eficaz para abordar la influencia magnética en los resultados del peso es incrementar el espacio entre el material que se está pesando y la célula de pesaje. Esto funciona porque la interacción magnética tiene una dependencia cuadrática respecto a la distancia del material que se está pesando. A menudo, es posible aumentar la distancia colocando simplemente un trozo de vidrio, madera, metal no magnético o plástico entre la muestra y la célula de pesaje.
Si esto no es posible porque el material que va a pesarse es voluminoso, una alternativa es el principio de medición del peso por debajo de la balanza. En este caso, para aumentar la distancia entre el material y el platillo de pesaje, el material que se está pesando se fija por debajo del platillo de pesaje mediante un gancho diseñado para medir el peso por debajo de la balanza.
Asimismo, si no es posible aumentar la distancia por limitaciones de espacio, pueden usarse escudos de materiales magnéticos blandos para corregir este problema. Estos escudos se crean a partir de aleaciones de níquel y hierro altamente permeables (conocido como metal μ) y están disponibles en diferentes formas, como láminas, placas o tubos. Si se presentan dificultades al pesar recipientes o muestras magnéticas, las opciones anteriores pueden ser útiles, aunque la mejor solución es usar una balanza especialmente diseñada para abordar los problemas relacionados con el magnetismo. Por ejemplo, la serie modular de balanzas para laboratorio Cubis™ II Premium tiene platillos de medición de titanio no magnético para todos los modelos de mayor resolución, comenzando con las balanzas analíticas. Además, las balanzas Cubis™ II Micro y Ultra Micro tienen un platillo de medición y una placa base de protección de titanio para reducir la influencia magnética desestabilizadora cuando se pesan muestras o recipientes de tara que contienen hierro, cobalto o níquel.
¿Influye la orientación del portamuestras?
Puede surgir un problema adicional causado por la orientación de un portamuestras de acero inoxidable, en el caso de que se use un portamuestras especial para aplicaciones específicas del cliente, por ejemplo, para pesar viales de reacción, tubos de reacción o filtros. Por ejemplo, si el portamuestras se gira para lograr una mejor colocación para la dosificación de pequeñas cantidades de polvo, la orientación de los campos magnéticos cambia y, por lo tanto, el valor del peso podría verse afectado. El mismo efecto podría suceder si se gira ligeramente el platillo redondo de acero inoxidable de una balanza Micro o Ultra Micro.
No obstante, esto no puede suceder si las piezas están hechas de titanio. Como se mencionó anteriormente, todos los portamuestras para Cubis™ II están fabricados con titanio de la más alta calidad y, por lo tanto, ofrecen la mayor fiabilidad en cuanto a rendimiento y resultados en las mediciones de peso, así como un alto grado de resistencia a la corrosión.
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