@@ -577,7 +577,7 @@ La \textbf{calibración} es . \textbf{ajuste} Una vez ajustado, un instrumento n
Existe cierta confusión sobre estos términos ya que algunos instrumentos como las balanzas suelen disponer de una función, incorrectamente llamada ``calibración'' o ``autocalibración'', que se refieren en realidad al ajuste del sistema de medida.
\textbf{plan de calibración}
\section{Balanzas}
Una \textbf{balanza} es un instrumento que permite determinar el peso o la masa de una cierta cantidad de materia en general, como por ejemplo la de un objeto. El tipo de balanza que vendrá a la mente de la mayoría de personas cuando se las pide que piensen en una \textbf{balanza clásica}, es, acertadamente, la compuesta por una barra llamada \textit{cruz}, también llamada \textit{viga}, \textit{astil} o \textit{palanca}, de la cual cuelgan dos \textbf{platos} o \textbf{platillos}, uno en cada extremo de dicha barra. En su parte central, la cruz está suspendida por un pequeño punto de apoyo denominado \textit{fulcro}, que se ubica en la parte superior de un \textit{soporte}. Cada una de las dos secciones de la cruz que van desde el fulcro hasta el extremo del que se suspende un plato se conoce como \textit{brazo}. Este tipo de balanzas permiten comparar el peso de dos objetos de forma relativa, cada uno de los cuales se coloca en un plato diferente; cuando la masa de uno de los objetos es mayor que la del otro, la cruz se inclinará hacia el objeto de mayor masa gracias al efecto de la gravedad por una parte, y por otra, a que el fulcro permite a la cruz pivotar. Por este motivo, la cruz se comporta como una palanca de primer grado. Además del fulcro, en la parte central de la viga y unida a ésta de forma tangencial, se encuentra una aguja indicadora denominada \textit{fiel}, que permite saber el ángulo de inclinación que presenta dicha viga en cada momento. La forma de operación consiste en poner un objeto de masa desconocida en uno de los platos, y, empleando pesas de masa conocida, añadirlas o quitarlas en el plato contrario hasta conseguir nivelar el fiel (esto es, conseguir que la viga quede horizontal). La importancia de este tipo de balanza, también denominada\textbf{balanza de cruz} o \textbf{balanza de platillos}, puede verse e [] los símbolos de la justicia, representando la igualdad ante la ley.
Una \textbf{balanza} es un instrumento que permite determinar el peso o la masa de una cierta cantidad de materia en general, como por ejemplo la de un objeto. El tipo de balanza que vendrá a la mente de la mayoría de personas cuando se las pide que piensen en una \textbf{balanza clásica}, es, acertadamente, la compuesta por una barra llamada \textit{cruz}, también llamada \textit{viga}, \textit{astil} o \textit{palanca}, de la cual cuelgan dos \textbf{platos} o \textbf{platillos}, uno en cada extremo de dicha barra. En su parte central, la viga está suspendida por un pequeño punto de apoyo denominado \textit{fulcro}, que se ubica en la parte superior de un \textit{soporte}. Cada una de las dos secciones de la viga que van desde el fulcro hasta el extremo del que se suspende un plato se conoce como \textit{brazo}. Este tipo de balanzas permiten comparar el peso de dos objetos de forma relativa, cada uno de los cuales se coloca en un plato diferente; cuando la masa de uno de los objetos es mayor que la del otro, la viga se inclinará hacia el objeto de mayor masa gracias al efecto de la gravedad por una parte, y por otra, a que el fulcro permite a la viga pivotar. Por este motivo, la viga se comporta como una palanca de primer grado. Además del fulcro, en la parte central de la viga y unida a ésta de forma tangencial, se encuentra una aguja indicadora denominada \textit{fiel}, que permite saber el ángulo de inclinación que presenta dicha viga en cada momento. La forma de operación consiste en poner un objeto de masa desconocida en uno de los platos, y, empleando pesas de masa conocida, añadirlas o quitarlas en el plato contrario hasta conseguir nivelar el fiel (esto es, conseguir que la viga quede horizontal). A este diseño también se lo denomina \textbf{balanza de cruz} o \textbf{balanza de platillos}.
No obstante, una balanza analítica moderna está evidentemente compuesta por algunas partes diferentes. ebido al efecto de la convección, es posible \textit{anillo protector contra corrientes de aire}, o \textit{anillo de apantallamiento}, ~\cite{kern__sohn_gmbh_manual_2013}.
...
...
@@ -600,22 +600,22 @@ OIML R 76-1~\cite{Garcia2014ComoTFG}
\subsection{Historia}
Etimológicamente, el vocablo ``balanza'' tiene sus raíces en la palabra del latín vulgar \textit{bilancia}, que a su vez proviene del latín tardío \textit{bilanx}. Esta última, a su vez, está compuesta de \textit{bi-}, dos, y \textit{lanx}, plato, platillo. Tal y como se refleja en algunos libros publicados durante el tercer cuarto del siglo XVI~\cite{nunez_libro_1567, de_arfe_y_villafane_quilatador_1572}, en castellano se utilizó el término \textit{balança} hasta principios del XVII~\cite{de_lastanosa_veintiun_1605}, cuando ya aparece el actual \textit{balanza}~\cite{martin_herrero_lexico_2013, mancho_duque_balanza_2017}.
Según diversos estudios arqueológicos, al menos tres civilizaciones antiguas, la mesopotámica, la del valle del Indo, y la egipcia, utilizaban ya pesos y balanzas a mediados del tercer milenio a. C.~\cite{willard_weights_2008}. El primer egiptólogo que centró varios de sus estudios en este ámbito, el británico William Flinders Petrie, encontró en excavaciones de la cultura Naquada en la zona del Alto Egipto múltiples pesas de diferentes formas en piedra~\cite{robens_balances_2014}. Petrie también adquirió en El Cairo una cruz de balanza de 8.5 cm realizada en caliza roja, datada entre el año 2750 y el 3100 a. C.~\cite{petrie_museum_of_egyptian_archaeology_university_college_london_red_2021}. Esta cruz es una barra de sección cuadrada, con tres agujeros; dos en los extremos, y uno en su punto central, en cada uno de los cuales se enganchaba una cuerda. Sin embargo, no se conservan muchas balanzas de estos periodos, dado que normalmente se fabricaban en madera. Se cree que pesaje comenzó con el descubrimiento de la metalurgia, e inicialmente sólo se necesitaba pesar cuerpos ligeros. Durante la civilización egipcia, una de las funciones de las balanzas sería pesar los objetos antes de intercambiarlos comercialmente~\cite{willard_weights_2008}.
Según diversos estudios arqueológicos, al menos tres civilizaciones antiguas, la mesopotámica, la del valle del Indo, y la egipcia, utilizaban ya pesos y balanzas a mediados del tercer milenio a. C.~\cite{willard_weights_2008}. El primer egiptólogo que centró varios de sus estudios en este ámbito, el británico William Flinders Petrie, encontró en excavaciones de la cultura Naquada en la zona del Alto Egipto múltiples pesas de diferentes formas en piedra~\cite{robens_balances_2014}. Petrie también adquirió en El Cairo una viga de balanza de 8.5 cm realizada en caliza roja, datada entre el año 2750 y el 3100 a. C.~\cite{petrie_museum_of_egyptian_archaeology_university_college_london_red_2021}. Esta viga es una barra de sección cuadrada, con tres agujeros; dos en los extremos, y uno en su punto central, en cada uno de los cuales se enganchaba una cuerda. Sin embargo, no se conservan muchas balanzas de estos periodos, dado que normalmente se fabricaban en madera. Se cree que pesaje comenzó con el descubrimiento de la metalurgia, e inicialmente sólo se necesitaba pesar cuerpos ligeros. Durante la civilización egipcia, una de las funciones de las balanzas sería pesar los objetos antes de intercambiarlos comercialmente~\cite{willard_weights_2008}.
Desde Egipto la práctica del pesaje pasaría a Grecia [] . En torno al 500 a. C. aparece en Grecia la \textit{balanza romana}, que rompería con el diseño de \textit{brazos iguales}, el único existente hasta entonces. En esta Por otra parte, de los casos más célebres de uso de la balanza en esta época se debe a Arquímedes ~\cite{robens_balances_2014}.
Como se ha comentado, hasta entonces los platillos de las balanzas colgaban de los extremos de la cruz. El matemático francés Gilles Personne de Roberval, Francia, inventa ~\cite{khantine-langlois_120_2018}.
Por otra parte, otra constante de estos diseños era que los platillos de las balanzas colgaban de los extremos de la viga, hasta 1669. Ese año el matemático francés Gilles Personne de Roberval, inventa el instrumento que lleva el nombre de su pueblo natal, la \textit{balanza de Roberval}~\cite{khantine-langlois_120_2018}.
En torno a 1770, Richard Salter, un fabricante inglés de muelles originario de West Bromwich, crea la \textit{balanza de muelle}. Será su sobrino George Salter quien registrará la primera patente del mismo en 1838~\cite{robens_balances_2014}. Su método de funcionamiento es igual al del dinamómetro; su diseño más simple consiste en una carcasa hueca, por ejemplo un cilindro, con una escala marcada en su exterior. En su extremo superior, la carcasa dispone una anilla que permite fijar la balanza, por ejemplo, a la pared, al techo, o sujetarla con los dedos. Interiormente contiene un muelle, que termina, por su extremo inferior, en un gancho, del cual se cuelga el objeto a pesar. El muelle tiene acoplado una aguja que sale al exterior, siendo el indicador de la escala. Al colocar un objeto, la fuerza de la gravedad provoca la deformación del muelle, lo que desplaza la aguja proporcionalmente al peso de dicho objeto. Otros diseños posteriores, con diales circulares, añaden un mecanismo de piñón y cremallera~\cite{bull_spring-balance_1844}.
Algunos autores atribuyen al químico escocés Joseph Black el desarrollo de la balanza analítica en torno a mediados del siglo XVIII, cuyo diseño, expuesto actualmente en el Museo Nacional de Escocia, estaba caracterizado por el empleo de una cruz rígida y ligera suspendida sobre un fulcro muy afilado con forma de cuña~\cite{robens_balances_2014, national_institutes_of_health_nih_equal_2020}. No obstante, otros apuntan que el diseño de Black era similar al de los farmacéuticos de la época, si bien una de sus innovaciones fue la aplicación del pesaje a las reacciones químicas, pesando previamente los reactivos y posteriormente los productos~\cite{andrea_sella_blacks_2021}.
Algunos autores atribuyen al químico escocés Joseph Black el desarrollo de la balanza analítica en torno a mediados del siglo XVIII, cuyo diseño, expuesto actualmente en el Museo Nacional de Escocia, estaba caracterizado por el empleo de una viga rígida y ligera suspendida sobre un fulcro puntiagudo con forma de cuña~\cite{robens_balances_2014, national_institutes_of_health_nih_equal_2020}. No obstante, otros apuntan que el diseño de Black era similar al de los farmacéuticos de la época, si bien una de sus innovaciones fue la aplicación del pesaje a las reacciones químicas, pesando previamente los reactivos y posteriormente los productos~\cite{andrea_sella_blacks_2021}.
No obstante, además del riesgo de que el fulcro perdiera su filo por el uso, cosa que se mitigaba añadiendo un mecanismo de \textbf{freno}, que en algunos diseños también puede llamarse \textit{palanca de disparo} o \textit{palanca de liberación}, una de las limitaciones en el diseño de las balanzas de brazos iguales es la dificultad de conseguir que la longitud de ambos sea idéntica. Una de las técnicas que se inventaron para intentar remediarlo, también en algún momento del siglo XVIII, es la de la \textit{doble pesada}, atribuida al físico francés Jean-Charles de Borda~\cite{khantine-langlois_120_2018}. Este método consiste en poner primero el objeto a pesar en uno de los platos, y en el otro poner un elemento cualquiera siempre y cuando permita equilibrar la balanza; por ejemplo se puede utilizar arena. A continuación se retira el objeto a pesar, y se vuelve a equilibrar la balanza añadiendo pesas con masa conocida. La masa de las pesas añadidas será igual a la que tenía el objeto de masa desconocida~\cite{khantine-langlois_120_2018, copin_double_2022}. A esta técnica también se la conoce con el nombre de \textit{principio de sustitución}~\cite{schoonover_look_1982, briggs_weighing_1922}.
Adicionalmente, para evitar los efectos que las pequeñas corrientes de aire y la humedad tienen sobre las balanzas con este nivel de precisión, la construcción incluía una caja fabricada con las paredes en vidrio, y la base y las aristas en madera. Dentro de dicha caja se encontraba la balanza propiamente dicha, quedando aislada del exterior. Algunos ejemplos de este instrumento que incluían caja, ambos empleados en investigación científica puntera de la época, son la balanza hidrostática construida entre 1785 y 1789 por el fabricante londinense Jesse Ramsden~\cite{science_museum_group_hydrostatic_2020}, y la analítica encargada por Antoine Lavoisier al fabricante francés Jean-Nicolas Fortin en 1788, con la que el primero realizaría los experimentos que le llevaron a enunciar su ley de conservación de la materia~\cite{sella_fortins_2020}. Otros ejemplos de balanzas con caja, en este caso empleadas en tareas más rutinarias como puede ser por boticarios, son las fabricadas por la compañía Voland \& Sons con triple cruz en 1912, y las de Seederer \& Kohlbusch en 1950.
Adicionalmente, para evitar los efectos que las pequeñas corrientes de aire y la humedad tienen sobre las balanzas con este nivel de precisión, la construcción incluía una caja fabricada con las paredes en vidrio, y la base y las aristas en madera. Dentro de dicha caja se encontraba la balanza propiamente dicha, quedando aislada del exterior. Algunos ejemplos de este instrumento que incluían caja, ambos empleados en investigación científica puntera de la época, son la balanza hidrostática construida entre 1785 y 1789 por el fabricante londinense Jesse Ramsden~\cite{science_museum_group_hydrostatic_2020}, y la analítica encargada por Antoine Lavoisier al fabricante francés Jean-Nicolas Fortin en 1788, con la que el primero realizaría los experimentos que le llevaron a enunciar su ley de conservación de la materia~\cite{sella_fortins_2020}. Otros ejemplos de balanzas con caja, en este caso empleadas en tareas más rutinarias como puede ser por boticarios, son las fabricadas por la compañía Voland \& Sons, Inc. con triple viga en 1912, y algunas de las de Seederer \& Kohlbusch, Inc. en 1950.
Alrededor de 1948, el inventor suizo Karl Erhard Mettler, tras analizar el instrumental de un laboratorio de química de la ETH Zurich y observar los problemas de las balanzas existentes, crea junto a un empleado el primer diseño comercialmente exitoso basado en un solo plato y en una cruz con carga constante, con dos prototipos terminados durante el año siguiente~\cite{gupta_mass_2012}. Su diseño se basa en el principio de sustitución expuesto anteriormente, que permite que los brazos no sean simétricos. En esta balanza, uno de los platos se reemplazan por un contrapeso fijo, cuya masa es igual a la máxima que permite pesar el instrumento.
Aunque algunos autores aseguran que Mettler fue el inventor del principio de sustitución~\cite{mettler-toledo_ag_thermal_2007}, otros han puntualizado que el ingeniero químico alemán Wilhelm Christian Bochkoltz ya había diseñado y construido una, basándose en el mismo principio, 120 años antes que el primero~\cite{khantine-langlois_120_2018}.
Alrededor de 1945-1948, el inventor suizo Karl Erhard Mettler, tras analizar el instrumental de un laboratorio de química de la ETH Zurich y observar los problemas de las balanzas existentes, crea junto a un empleado el primer diseño comercialmente exitoso basado en un solo plato y en una viga con carga constante, con dos prototipos terminados durante el año siguiente~\cite{gupta_mass_2012}. Su diseño se basa en el principio de sustitución expuesto anteriormente, que permite que los brazos no sean simétricos. En esta balanza, uno de los platos se reemplaza por completo por un contrapeso fijo, enganchado directamente al brazo, cuya masa es igual a la máxima que permite pesar el instrumento. Del mismo punto del brazo contrario al del contrapeso cuelgan varios ``platos'', todos sujetos del mismo eje vertical, cada uno en un nivel diferente. El inferior es un plato real, donde se coloca la muestra cuya masa desea conocerse. Por contra, los superiores contienen pesas con forma de anillo; cada nivel contiene varias pesas, cada una de una masa diferente, colocadas concéntricamente. Todas estas pesas pueden reposar sobre su correspondiente ``plato'' (en realidad un soporte), añadiendo carga al brazo de la balanza, o pueden ser retiradas o añadidas progresivamente gracias a la acción de unas palancas controladas por unos mandos que el usuario puede rotar en un sentido u otro. Cada mando controlaba un nivel, y cada uno de éstos poseía pesas para un rango diferente, por ejemplo, de 0,1 a 0,9 g; de 1 a 9 g; y de 10 a 150 g. Por otra parte, en el extremo del brazo del contrapeso se ubicaba un anillo, que servía como soporte de una escala dibujada sobre un material transparente. Dicha escala era atravesada por un haz de luz proveniente de una bombilla en la parte trasera, y terminaba en un visor en su parte frontal mediante un sistema de espejos, para que el usuario pudiera verla. De esta forma, la inclinación de la viga (y por tanto la carga en el brazo de la muestra
Aunque algunos autores mencionan que Mettler fue el inventor ``de la aplicación del principio de sustitución a las balanzas monoplato''~\cite{mettler-toledo_ag_thermal_2007}, o ``de las balanzas monoplato y viga con carga constante''~\cite{gupta_mass_2012}, otros han puntualizado que el ingeniero químico alemán Wilhelm Christian Bochkoltz ya había diseñado y construido una, basándose en los mismos principios, 120 años antes que el primero~\cite{khantine-langlois_120_2018}.
%TODO Galga extensiométrica, celdas de carga
...
...
@@ -679,7 +679,7 @@ En mayo de 1968, Colin John Sanderson, de la Universidad de Queensland, Australi
