Consejos prácticos para medir bien
En este Blog escribimos tips y recomendaciones para que te sea más fácil medir correctamente.

¿Cómo capta el sonido el oído humano?

       
   

Nuestro oído es un sistema complejo compuesto por tres partes fundamentales que nos permiten escuchar: el oído externo, medio e interno. Te explicamos las funciones que cada uno desempeñan.

 

 

El oído humano es un sistema complejo que consiste en tres partes distintas, cada una con un papel específico en el proceso de adquisición y análisis del sonido.

El oído externo recolecta el sonido, el oído interno transfiere estas vibraciones a señales neurológicas que pueden ser procesadas por el cerebro, y el oído medio brinda el acoplamiento entre ellas. Considerando este punto, seguimos el sonido a través del oído hacia las puntas de las células pilosas, donde las vibraciones se transforman en señales neurológicas. Lo que sucede entonces es el material para un capítulo posterior.


Los osículos

En su estado normal, los osículos tienen un efecto amplificador para excitar eficientemente el líquido interno en el oído interno. Sin embargo, los músculos en el oído medio pueden cambiar esto, para en realidad atenuar las oscilaciones, de esta manera provee un mecanismo protector en caso de presión de sonido excesiva. Sin embargo, el ajuste es muy lento para protegerlo en contra de eventos impulsivos como explosiones.

El oído medio

El oído medio es una cámara pequeña llena de aire entre el oído externo e interno. El propósito de esta cámara es doble. Primero, contiene un mecanismo de tres huesos, llamados osículos auditivos, conectando el tímpano y el oído interno. Este mecanismo similar a una caja de engranajes es necesario, ya que el oído interno está lleno de un fluido, lo que hace que la excitación directa por el tímpano sea ineficiente.

En segundo lugar, se necesita el oído medio para igualar la presión a través del tímpano. Un tímpano sano es completamente hermético, evitando el flujo de aire desde el oído externo hacia el oído medio. La diferencia de presión entre las dos cámaras mueve la membrana hacia adentro y hacia afuera, que es exactamente lo que se necesita para captar las rápidas fluctuaciones de la presión del sonido.


Las dimensiones y ampliación del oído externo

El oído externo es especialmente sensible a frecuencias entre 1 y 5 kHz. No por casualidad, este intervalo es importante para la comunicación, ya que 3 kHz es la frecuencia alrededor de la cual nuestra audición es más sensible. Acústicamente, el oído externo funciona como un resonador de tubo, con la primera resonancia más fuerte alrededor de 3 kHz, donde un cuarto de onda de sonido en el aire (10 cm / 4 = 2,5 cm) se ajusta a la longitud del canal auditivo. En contraste, la sensibilidad cae significativamente a frecuencias más bajas donde las longitudes de onda son más grandes en comparación con el tamaño del oído.


Caracol con la membrana basilar

La membrana basilar se pondrá en movimiento, incluso con un tono puro. Sin embargo, el área asociada con la frecuencia reaccionará más; es decir, las oscilaciones laterales alcanzarán su punto máximo alrededor de esta sección.

Sin embargo, un problema puede ocurrir cuando la presión atmosférica (estática) en el oído externo difiere de la presión interna del oído medio.

Este mecanismo no es tan evidente en la vida cotidiana, pero se experimenta fácilmente durante el despegue y el aterrizaje en un avión, donde la presión ambiental cambia significativamente debido al cambio en la altitud. La presión en el oído externo sigue la presión ambiental en el avión, mientras que la presión en el interior del tímpano se mantiene sin cambios. La diferencia de presión constante aplica una tensión previa a la membrana, empujándola hacia adentro o hacia afuera, lo que da una sensación desagradable y hace que el sonido se perciba más opaco.

 

  Cuando tragamos, la trompa de eustaquio se abre brevemente causando que la presión estática en el interior del tímpano se iguale a la del oído externo.

La trompa de eustaquio, que conecta el oído medio a la garganta, ayuda a igualar esta presión. Cuando tragamos, el tubo se abre brevemente causando que la presión estática en el interior del tímpano se iguale a la del oído externo, reajustando el tímpano a su posición neutral. El tímpano tendrá su sensibilidad normal y el sonido será brillante de nuevo.

El oído interno

El oído interno es el elemento más complejo en la cadena. Es una cámara llena de fluido y consiste en dos partes: el laberinto vestibular, el cual funciona como parte del mecanismo del equilibrio del cuerpo, y el caracol, que contiene la membrana basilar y el órgano de Corti, un elemento sensorial que convierte el sonido en impulsivos nerviosos para que nuestro cerebro pueda procesar la información.

El sonido que se ha canalizado hacia el canal auditivo pondrá en movimiento el tímpano. Los osículos auditivos en el oído medio recogen estas oscilaciones y las transfieren al líquido a través de la ventana oval, una de las dos superficies flexibles entre la cóclea (caracol) y el oído medio. La activación de esta membrana genera ondas en el oído interno lleno de líquido, que viajan a lo largo de la membrana basilar, lo que lo pone en movimiento al órgano de Corti.


La ecualización de la presión estática en micrófonos condensadores

Para convertir la presión del sonido en una señal eléctrica, los micrófonos condensadores de Brüel & Kjaer usan un diafragma delicado y presionado a través de un contraplato con un espacio muy estrecho entre ellos, formando un capacitor. El sonido infringido desvía el diagrama, y la variación en la distancia del contraplato produce una señal eléctrica proporcional a la presión del sonido.

El diafragma sella el micrófono en la parte superior para que una variación en la presión ambiental estática cambie la posición neutral del diafragma con respecto a la placa posterior. El oído resuelve este problema con la trompa de Eustaquio, y los micrófonos condensadores usan un diseño similar. Un canal de aire estrecho a lado o en la parte posterior del micrófono asegura que la presión estática de la cavidad interna se iguale con el ambiente.

Este órgano contiene miles de células ciliadas pilosas, que están conectadas al nervio acústico. El patrón de oscilación de la membrana basilar es bastante complejo, con diferentes áreas estimuladas más o menos por diferentes frecuencias. Para cada una de estas áreas, un grupo diferente de células pilosas serán activadas y enviarán impulsos a través de los nervios al cerebro. De este modo, el órgano de Corti separa el sonido en sus componentes espectrales, similares a las gotas de lluvia que separan la luz solar en colores individuales.

Referencia: Brüel & Kjaer, Waves Articles. "Anatomy of the human ear" [documento en línea https://www.bksv.com/en/about/waves/WavesArticles/2018/Anatomy-of-the-human-ear acceso: octubre de 2018].

 

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¿Para qué nos sirven los resultados de calibración?

     
 
 
 

 

Siempre que recibimos nuestro equipo después de una calibración, debemos recibir un informe mostrando los resultados. Entonces, nos preguntamos ¿Para qué nos sirven los resultados? ¿Puedo sacar mayor provecho de esta información?

 

 

¿Qué es un certificado de calibración?

Cuando calibramos un equipo o lo mandamos calibrar por el método de comparación directa, se genera un certificado o informe de calibración con los resultados en una tabla que contiene el valor de referencia, el valor indicado por el instrumento bajo calibración, las desviaciones (errores) encontradas y la incertidumbre. Pero en muchas ocasiones estos resultados quedan olvidados en algún archivero y rara vez se les da el uso adecuado.

Sabiendo esto, hemos creado un ebook que te ayudará a entender y usar la información que nos entrega el laboratorio de calibración para obtener el mayor beneficio posible usando distintos métodos.


En México, estos documentos pueden ser emitidos por un laboratorio de calibración ya sea que se encuentre acreditado o no; ofrezca servicios al público o esté dedicado a un solo organismo, como una sola industria o un corporativo o funja como laboratorio nacional. En este último caso tales documentos son denominados formalmente certificados, mientras que en los otros casos se pueden llamar informes de calibración, reportes de calibración o simplemente resultados de calibración.

Contenido de los certificados

El contenido de los certificados de calibración está prescrito en la cláusula 5.10 de la norma NMX-17025-IMNC:2000[1], que, en términos generales, incluye:

a. la identificación del instrumento bajo calibración,

b. la identificación del poseedor del instrumento,

c. los resultados de la calibración, compuestos esencialmente por: los errores de medición de las lecturas del instrumento respecto a los valores indicados del patrón, y la incertidumbre de tales errores (la información sobre los errores y sus incertidumbres puede presentarse en forma de tablas, gráficas o ecuaciones);

d. las condiciones relevantes observadas durante la calibración, el método de calibración, en ocasiones el origen de la trazabilidad;

e. información que avala su validez, limitaciones y advertencias.

Definiciones que debes conocer

Calibración: Conjunto de operaciones que establecen bajo condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados por un aparato o sistema de medición o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud realizada por los patrones.

Patrón: Medida materializada, aparato de medición o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad, o uno o varios valores conocidos de una magnitud, para servir de referencia.

Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición o de un patrón, tal que ésta pueda ser relacionada a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas incertidumbres determinadas.

Incertidumbre: Parámetro asociado al resultado de una medición que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente ser atribuidos al mensurando.

Error de medición: El resultado numérico de una medición menos un valor verdadero del mensurando.

Fuente: NMX-Z-055-IMNC-2009 ISO/IEC GUIDE 99:2007VIM      


 

 

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¿Qué es una prueba de material acústico?

     
 
 
  El creciente enfoque en cuestiones de control de ruido, combinado con la aparición de la calidad del sonido en el diseño del producto, hace que las pruebas de materiales acústicos sean cada vez más relevantes para ingenieros, diseñadores y fabricantes.El efecto de los materiales en la construcción y como aislamiento hace una gran diferencia en la experiencia acústica.    

 

Una prueba de material acústico es el proceso mediante el cual se determinan las características acústicas de los materiales en términos de absorción, reflexión, impedancia, admitancia y pérdida de trasmisión.

El creciente enfoque en cuestiones de control de ruido, combinado con la aparición de la calidad del sonido en el diseño del producto, hace que las pruebas de materiales acústicos sean cada vez más relevantes para ingenieros, diseñadores y fabricantes en una amplia gama de industrias. Por ejemplo, mejorar el confort acústico de la cabina al proporcionar un rendimiento óptimo del material acústico contra el peso y el volumen es uno de los desafíos actuales en el transporte terrestre y en las industrias aeroespaciales. De manera similar, la protección contra el ruido en las viviendas y en el lugar de trabajo requiere la mayoría de las veces una selección adecuada de tratamientos que reducen el ruido.

Probar los materiales por sus características acústicas permite comprender la contribución que harán a la experiencia acústica general de una habitación, vehículo, etc.

El efecto de los materiales en la construcción y como aislamiento hace una gran diferencia en la experiencia acústica. En oficinas y aulas, el uso de materiales especiales puede transformar un espacio y con él las actividades dentro. En algunas aplicaciones, como motores de aviones, el material acústico mantiene al vehículo dentro de los límites legales de ruido exterior. En otros, como los túneles de viento y las cámaras anecoicas, los materiales acústicos son componentes esenciales para crear un ambiente de prueba uniforme y sin ruidos.

Creando un ambiente acústico

Para crear un entorno acústico específico, es necesario comprender el rendimiento acústico de los materiales utilizados. Probar los materiales por sus características acústicas permite comprender las contribuciones que pueden aportar al sonido general, en términos de absorción, reflexión, impedancia, admitancia; incluida la pérdida de transmisión. La repetibilidad y la exactitud son las claves para realizar pruebas efectivas de materiales y los datos deben poder exportarse para actualizar los modelos predictivos.

Mitigar el sonido no deseado

Para eliminar el ruido no deseado, uno debe hacer coincidir un material acústico con las características específicas del sonido. Pero seleccionar el material adecuado para el trabajo es un desafío. Ciertos materiales alteran algunos componentes de sonido, como las altas frecuencias, más que otros. Además, el material seleccionado debe crear el efecto acústico deseado junto con otros materiales en la estructura. Adicionalmente, la forma final de la estructura puede afectar el rendimiento acústico de sus materiales, como los revestimientos de la góndola en el motor de un avión. Es esencial una comprensión precisa de las características acústicas del material, como su rendimiento en ciertas frecuencias, antes y después de la integración estructural.

Actualmente existen diversas normas nacionales e internacionales que definen los estándares en las pruebas de materiales acústicos, la prescripción de condiciones acústicas y la instrumentación especial para garantizar la exactitud y la repetibilidad.

Nuestros sistemas completos de prueba de materiales acústicos realizan mediciones en muestras pequeñas de acuerdo con las normas internacionales ISO 10534-2, ASTM E1050-12 y ASTM E2611-09.

 

 

Sistema sugerido para pruebas de materiales acústicos

Software de tubo para prueba de materiales acústicos

Este software es ideal para medir las propiedades acústicas de los materiales de control de ruido según las normas ISO y ASTM, junto con un tubo de impedancia para la prueba de muestras de materiales.


El usuario coloca muestras del material a probar en el tubo. El altavoz en el tubo emite un sonido conocido con alta exactitud y los micrófonos montados a lo largo de la superficie interior del tubo miden el nivel de presión acústica en ambos lados del material. El software luego calcula las propiedades acústicas del material a partir de las diferencias entre las señales.

El software ayuda a determinar el coeficiente de absorción del sonido y la impedancia de la superficie al realizar mediciones y cálculos que cumplen con los estándares ISO 10534-2, ASTM E1050-10 y ASTM E2611-09.

Áreas de aplicación

  • Desarrollar productos de control de ruido
  • Diseño de confort acústico en interiores de aeronaves y vehículos
  • Verificar el cumplimiento del material con las regulaciones
  • Benchmarking de productos competitivos
  • Seleccionar el tratamiento acústico óptimo
  • Validar y calibrar métodos computacionales
  • Mediciones de absorción en pruebas de ruido de paso para automóviles en carretera

Características del material

Si los materiales están destinados a absorber el sonido del aire o reducir la transmisión de sonido en el aire, el diseñador acústico necesita conocer los efectos de los materiales acústicos. Una muestra de material es un método rápido y conveniente. El tubo de impedancia, o tubo de onda estacionaria, garantiza condiciones de prueba altamente reproducibles. Antes de la prueba, la relación señal/ruido (SNR) se puede determinar en cada posición del micrófono para garantizar resultados exactos. Las características acústicas de los materiales se determinan en términos de absorción, reflexión, impedancia y admitancia, incluida la pérdida de transmisión.

Aplicaciones de prueba de material

Al principio del proceso de desarrollo de los interiores de los vehículos y los interiores de las aeronaves, los diseñadores que buscan la comodidad acústica necesitan predecir cuál será el impacto acústico de los componentes, como el forro, los forros del techo, los asientos y los sistemas de varios paneles. Este software y su hardware proporcionan información para herramientas analíticas y numéricas para la predicción del campo de sonido en cavidades acústicas, como cabinas de vehículos y cabinas de aviones. Estas herramientas incluyen el modelado de elementos finitos (FEM) y el método de elementos de contorno (BEM).

Kit de tubos de impedancia y pérdida de transmisión tipo 4206 de Brüel & Kjaer
 

Estos kits consisten en tubos de prueba de precisión que están equipados con micrófonos y fuentes de sonido.


Los kits le ayudan a determinar el coeficiente de absorción del sonido y la impedancia de la superficie al realizar mediciones y cálculos que cumplen con los estándares ISO 10534-2, ASTM E1050-12 y pérdida de transmisión ASTM E2611-09.

 

Tres tipos de tubos de pruebas diferentes

Cada uno de nuestros kits está optimizado para parámetros y métodos específicos.

  • Método de transferencia de función de dos micrófonos:

Kit de tubo de impedancia (50 Hz - 6.4 kHz) Tipo 4206

Kit de tubo de impedancia (100 Hz - 3,2 kHz) Tipo 4206-A

  • Método de función de transferencia de cuatro micrófonos:

Kit de tubo de pérdida de transmisión (50 Hz - 6.4 kHz) Tipo 4206-T


Referencia: Brüel & Kjaer Acoustic Material Testing "Acoustic Material Testing Tube Software" [documento en línea https://www.bksv.com/en/products/Analysis-software/acoustic-application-software/material-testing/acoustic-material-testing-7758 acceso: julio de 2018]. 

Referencia: Brüel & Kjaer Product Noise "Acoustic Material Testing" [documento en línea https://www.bksv.com/en/Applications/product-noise/Acoustic-material-testingacceso: julio de 2018].

Referencia: Brüel & Kjaer Acoustic Material Testing Kits "Transmission loss and impedance tube kits" [documento en línea https://www.bksv.com/en/products/transducers/acoustic/Acoustic-material-testing-kits/transmission-loss-and-impedance-tube-kits-4206 acceso: julio de 2018].  

 

 

 

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¿De dónde proceden las vibraciones?

     
 
 
  Es muy difícil evitar las vibraciones, y aunque este efecto puede dañar por ejemplo al cuerpo humano, no siempre son malas, a veces nos avisan que un equipo está fallando o necesita mantenimiento y reparación. Es una suerte que MideBien sea distribuidor de los equipos que pueden medirlas.  

 

En la práctica es muy difícil evitar las vibraciones. Se suelen producir por los efectos dinámicos de la tolerancia de la fabricación, las holgaduras, los contactos de rodadura y fricción entre las piezas de las máquinas y los desequilibrios de los elementos giratorios y alternativos. En ocasiones pequeñas fuerzas insignificantes pueden excitar las resonancias de elementos estructurales y convertirse en fuente de considerables vibraciones y ruidos.

A veces las vibraciones mecánicas realizan una misión útil. Por ejemplo, se emplean en las tolvas de componentes, los vibradores de hormigón, los baños de limpieza por ultrasonidos, las taladradoras de rocas y los hincapilotes. También, se usan las máquinas de ensayo por vibraciones reguladas a productos y subproductos en los que se desea examinar su respuesta, estática o dinámica, para valorar su resistencia a las vibraciones.

Una necesidad absoluta en todo trabajo de vibraciones, ya sea en el diseño de máquinas que utilicen su energía o en la creación y mantenimiento de las demás, es la obtención de una descripción precisa de dichas vibraciones.

Vibraciones como indicadores del estado de las máquinas

Raramente se averían las máquinas sin advertirlo: mucho antes de que el colapso las inutilice hay señales de amenaza. El deterioro se caracteriza casi siempre por un aumento de las vibraciones, que se puede medir en alguna superficie exterior y tomarse como indicador del estado de máquina. Con el mantenimiento preventivo las reparaciones se realizan a intervalos fijos, basados en la esperanza mínima de vida para las piezas sometidas a desgaste. Aplazando las reparaciones hasta que el nivel de las vibraciones señala su necesidad, pero antes del colapso, se evitan los desmontajes innecesarios (que a veces producen averías) y los retrasos de fabricación.

Este mantenimiento de las máquinas “por los síntomas” ha resultado económicamente ventajoso al aumentar el tiempo medio entre paros y seguir evitando la sorpresa y efectos de las averías inesperadas. Está técnica se utiliza hoy mucho, en especial en las máquinas de funcionamiento continuo.

Lo mejor para establecer el nivel tolerable antes de iniciar una reparación es la experiencia. La opinión general es por un “nivel de actuación” de 2 a 3 veces, (6 a 10 dB), el considerado normal.

Con el análisis en frecuencia se puede identificar la fuente de muchos de las componentes presentes. El espectro de una máquina en su estado normal se puede tomar como “una rúbrica” de referencia. Los espectros posteriores se compran con ella y se podrán detectar la necesidad de actuar y la causa de la perturbación.

 

 

Las vibraciones y el cuerpo humano

Se ha reconocido desde hace mucho que los efectos de las vibraciones sobre el cuerpo humano pueden ser graves. Los obreros pueden sufrir visiones borrosas, pérdida de equilibrio, pérdidas de concentración, etc. En algunos casos, vibraciones a ciertas frecuencias y niveles pueden dañar de forma permanente a órganos internos del cuerpo.

Durante los últimos 30 años se han recogido datos sobre efectos fisiológicos de las herramientas vibratorias sujetadas con la mano. Es muy conocido el síndrome del “dedo blanco” entre los cortadores de árboles que manejan sierras mecánicas de cadena. Se produce una degeneración gradual de los tejidos vasculares y nerviosos, y el obrero pierde habilidad y sensibilidad manuales.

Actualmente se preparan normas sobre vibraciones que fijarán los espectros máximos tolerables en las asas de las herramientas mecánicas manuales.

 


 

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¿Por qué la gravedad es importante en la metrología?

     
 
    Incorporar la medición gravitacional y otros ambientales y cantidades físicas a la ecuación de la balanza de pesos muertos puede ser un poco desalentador. Afortunadamente, muchas balanzas de pesos muertos están equipadas con sensores ambientales y hay instrumentos que incorporan todos los factores relevantes a la ecuación para así lograr la menor incertidumbre en la medición. 

 

 

 

 

La medición de la gravedad es un factor crítico al intentar lograr el más alto grado de exactitud o la menor incertidumbre. Al usar una balanza de peso muertos o un pistón cilindro para medir presión, es importante considerar lo siguiente:

  • ¿Qué es la gravedad?
  • ¿Qué efecto tiene la gravedad en la incertidumbre total de una medición de presión primaria?
  • ¿Dónde encuentro mi gravedad local?
  • ¿Cómo puedo estar seguro de que la gravedad reportada para mi ubicación es la gravedad real?
  • ¿Qué herramientas están disponibles para incorporar la gravedad y otros factores ambientales en mis mediciones?

¿Qué es la gravedad? 

La gravedad es algo dado por hecho durante la mayoría de la historia humana, pero en 1687, Isaac Newton, formuló la ley de gravitación, la cual establece que una partícula atrae a otra partícula en el universo con una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

Este es el acercamiento “clásico”. En 1915, Albert Einstein publicó la teoría general de la relatividad que describe a la gravedad en términos de la curvatura del espacio y el tiempo. Las matemáticas en la teoría de Einstein son mucho más complejas que las de la teoría clásica de Newton, pero corresponden más precisamente a la observación.

Las leyes clásicas son suficientes al investigar el efecto de la gravedad en la metrología de una balanza de pesos muertos. La constante de gravitacional universal (G) es la constante derivada de las mediciones de la fuerza (F) entre dos masas (m 1 y m2 ) a la distancia (r). La ecuación de esta relación es F= G(m 1 m 2 )/r 2 . La aceleración de la gravedad (g) está relacionada a la constante gravitacional por la ecuación g = (G* M E )/r E 2 donde M E es la masa de la Tierra, r E es el radio de la Tierra, y g es la aceleración de una masa cayendo en la gravedad de la Tierra.

¿Qué efecto tiene la gravedad en la incertidumbre total de una medición de presión primaria?

Una balanza de pesos muertos es un patrón de medición de presión primaria que usa una masa encima del ensamblaje pistón cilíndrico para crear presión debajo del pistón. Esta presión (P) es un resultado directo de la masa en gravedad creando una fuerza (F) actuando en la sección transversal (A) del pistón. La fuerza dividida por el área sobre la que se aplica esa fuerza es la definición de presión, P=F/A. La fuerza ejercida por la masa es calculada por F=mg, donde m es la masa cargada sobre el pistón y g es la aceleración de gravedad en la ubicación. Entre otras condiciones ambientales (temperatura, aire, densidad, etcétera), el valor de la aceleración de la gravedad es crítico en la incertidumbre de la medición de presión.

Una ecuación típica usada para calcular la presión creada por una balanza de pesos muertos es:


Esta ecuación toma en consideración todos los factores ambientales y los componentes físicos de la balanza de pesos muertos que afecta la presión generada. La incertidumbre en todos estos factores – masa (M), densidad de aire (ρ), temperatura (T), etcétera. – están estáticamente combinadas y forman el total de incertidumbre en la presión generada.

El tema de esta nota es la gravedad local (g). Noten que el término local de gravedad (g) aparece dos veces en la ecuación. La primera, en el numerador y es usada para calcular la fuerza que resulta de la masa cargada en el pistón. La última, es usada para calcular la presión en la cabeza del sistema. Una medición exacta de la gravedad es crítica en la presión resultante. De hecho, hay una relación 1:1 aproximadamente entre la incertidumbre en el valor de la gravedad (g) y la incertidumbre de la presión resultante.

¿En dónde encuentro mi gravedad local?

La gravedad local puede ser obtenida de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica o del sitio web https://www.ptb.de en donde debes ingresar tu latitud y longitud a la herramienta de predicción de la gravedad de la superficie. Los valores obtenidos son tan exactos como la información de dónde derivan y algunas veces solo varía de la gravedad real un poco menos de 5 ppm, pero eso no está garantizado.

Dan Roman de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica comenta; “la herramienta de la NOAA es un interpolador de una base de datos fija de valores de gravedad. Estos datos puntuales de gravedad pueden variar significativamente en calidad y distribución. Para un trabajo con mayor exactitud, es recomendable obtener la observación en sitio con un gravímetro”.

Típicamente, el total de incertidumbre de un laboratorio de peso muerto está por debajo de 35 ppm. Elegir el valor de gravedad más preciso (g) es crítico para la exactitud de la medición de presión resultante de una balanza de pesos muertos de laboratorio.

¿Cómo puedo estar seguro de que la gravedad reportada para mi ubicación es la gravedad real?

La única manera de tener un alto grado de certeza en tu valor de gravedad local es obtener una observación en sitio. Sin embargo, la decisión de usar un valor para la gravedad, obtenida de un sitio web o hacer una medición de gravedad local, depende del nivel de incertidumbre que puedas tolerar en tu medición. Puede que quieras invertir en una medición gravitacional, pero para una balanza típica industrial de pesos muertos con un total de incertidumbre cercano a, o sobre 80 ppm, puede no ser necesario.

¿Qué herramientas están disponibles para incorporar la gravedad y otros factores ambientales en mis mediciones?

 

Incorporando una medición gravitacional y otros ambientales y cantidades físicas a la ecuación de peso muerto puede ser un poco desalentador. Afortunadamente, muchas balanzas de pesos muertos están equipadas con sensores ambientales y hay instrumentos que incorporan todos los factores relevantes a la ecuación para así lograr la menor incertidumbre en la medición.

La WIKA CPU6000 junto con la aplicación CPB-CAL para iPad® calcula las masas requeridas para una presión específica e incorpora los factores ambientales pertinentes, incluyendo la entrada de gravedad local (g), para lograr la mayor exactitud en la medición de presión.

La serie CPU6000 consta de tres dispositivos: la unidad meteorológica, modelo CPU6000-W, el sensor de equilibrio de presión, modelo CPU6000-S y un multímetro digital modelo CPU6000-M.

En combinación con cualquier balanza de pesos muertos, la CPB-CAL (aplicación iPad®) y / o WIKA-CAL (software para PC) se pueden determinar las masas necesarias o la presión de referencia. Mediante una operación y configuración simples, el cálculo de las masas o la presión se hace más fácil. Esta unidad de calibración tiene en cuenta todos los factores de influencia crítica y, por lo tanto, aumenta la exactitud de la medición.

Referencia: Mensor. Mensor Calibration Blog "Why is Gravity Important in Metrology?" [documento en línea  http://blog.mensor.com/blog/why-is-gravity-important-in-metrology acceso: julio de 2018]. 

 

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Flexim es mucho mejor que Apple

     
 
   

Al comprar un producto, esperamos que no presente alguna falla y valga lo que hemos gastado en ellos. Te compartimos en esta nota una reflexión sobre la durabilidad de los artículos cotidianos y los medidores de flujo de Flexim.

 

 

Bueno, primero Flexim utiliza el sonido y Apple usa ondas de radio, así que no te será posible hacer llamadas usando nuestro medidor. Dejando eso en claro, mi Director Técnico envió un correo sugerente al equipo de Flexim Américas la semana pasada titulado, "Flexim tiene un mal modelo de negocios".

Estaba haciendo referencia a los medidores que habíamos instalado en un campus universitario del noreste en 2009. Uno de nuestros técnicos acababa de terminar su verificación anual, que demora alrededor de 10 días en los 81 metros. ¡Ni una falla en casi una década! Flexim Américas ha existido durante trece años y ninguno de los medidores anteriores está fallando. Entonces, él pregunta…

"¿Cómo se supone que debemos seguir vendiendo medidores si nuestros medidores nunca mueren?"

A menos que estés usando un F601, entonces un medidor Flexim es un accesorio permanente. Proporcionan una medición constante de cualquier medio que fluya por ellos, en este caso BTU. Esto me hizo pensar en los productos que uso todos los días.

Mi esposa y yo teníamos un iMac que costaba cerca de £ 1,000.00. Un par de semanas después de su garantía, la placa base es pan tostado. Un viaje a la tienda de Apple y nos dicen que el costo para solucionar el problema será de alrededor de £ 500.

Ahora, le daré a Apple lo que merecen. Le escribí a Tim Cook y me quejé sobre la calidad del producto y que esperaba que un artículo tan caro durara más de 2 años. En 2 semanas, recibí una llamada del equipo de quejas ejecutivas de Apple en Irlanda, y en ese mismo mes se solucionó el problema. Felicitaciones al enfoque de Apple en el servicio al cliente.

Avance rápido unos años y nos mudamos a los Estados Unidos. Necesitaba actualizar mi iPhone y decidí comprar un 6 plus que costaba alrededor de $ 1,000 USD. El teléfono fue meticulosamente cuidado, se mantuvo limpio y pasó todo el tiempo en su carcasa protectora y después de 2 años dejó de funcionar. Es cierto que no he visitado a los genios porque, después de algunas investigaciones, la solución va a costar más de $ 300 USD.

Nuevamente, soy consciente de que estos son dos productos completamente diferentes, sin embargo. Ambos están en uso continuo, esperamos el mayor grado de exactitud y pagamos una prima, así que ¿por qué nos conformamos con que nuestros productos se rompan tan rápido?

Las tasas de tiempo medio entre fallas (MTBF);

Apple = 2 años según mi experiencia

Flexim = ¡190 años! (calculado)

Apple me ha cobrado $ 500 / año por sus productos. Si la ciencia se pone al día y veo un medidor Flexim de 190 años, me habrá costado $ 37.28 / año. Además, Flexim, proporciona datos que ahorran dinero y ayuda en los esfuerzos de sustentabilidad constante. Entonces, la próxima vez que instale un medidor, piense: "¿Quiero comprar Apple o quiero un medidor que durará más que el edificio?".

¿Cómo sigue Flexim vendiendo medidores? Continuamos brindando un dispositivo de la mejor clase, un servicio inigualable y confiamos en que nuestro compromiso con la calidad sea recompensado. 

Te puede interesar: La aparición de Flexim en Hollywood→

Referencia: Davidson Arran. Gerente de Desarrollo de Negocios en FLEXIM AMERICAS Corporation [documento en línea   https://www.linkedin.com/pulse/apple-buy-flexim-arran-davidson/ acceso: junio de 2018].

 

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Calibración y ajuste no es lo mismo

     
 
   

En la industria suele haber una confusión entre calibración y ajuste, incluso en algunas ocasiones suelen usarse como sinónimo cuando en la realidad no son términos similares. En esta nota te decimos la diferencia entre ambos conceptos.

 

 

 

Primero definamos cada término según el Vocabulario Internacional de Metrología: 

Calibración

La operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.

NOTA 1 Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.

NOTA 2 Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.

NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.

Ajuste

Conjunto de operaciones realizadas sobre un sistema de medida para que proporcione indicaciones prescritas, correspondientes a valores dados de la magnitud a medir.

NOTA 1 Diversos tipos de ajuste de un sistema de medida son: ajuste de cero, ajuste del offset (desplazamiento) y ajuste de la amplitud de escala (denominado también ajuste de la ganancia).

NOTA 2 No debe confundirse el ajuste de un sistema de medida con su propia calibración, que es un requisito para el ajuste.

NOTA 3 Después de su ajuste, generalmente un sistema de medida debe ser calibrado nuevamente.

En otras palabras; la calibración es una comparación entre el instrumento de medición contra un instrumento patrón (que es un instrumento mucho más exacto) realizando mediciones entre distintos puntos, comparando posteriormente ambas mediciones y realizando un cálculo de la incertidumbre, expidiendo un certificado de calibración con los resultados. Básicamente, la calibración nos sirve para evaluar el grado de exactitud de las mediciones que realiza nuestro equipo actualmente. Por otro lado, el ajuste es cualquier modificación mecánica, electrónica o por software que se hace a nuestro equipo para modificar las mediciones que realiza nuestro instrumento; es importante recalcar que cuando se realiza un ajuste, antes tuvo que haber existido una calibración, de la misma forma debe existir una calibración posterior al ajuste de nuestro instrumento.

En este video te mostramos un ejemplo práctico sobre estos dos términos:

 

Referencia: CENAM. "Vocabulario Internacional de Metrología - Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM) ISO/IEC GUIDE 99:2007 NMX-Z-055-IMNC-2009" [documento en línea http://www.cenam.mx/paginas/vim.aspx acceso: febrero de 2018]. 

 

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Midiendo la productividad de los empleados con la ayuda de celdas de carga

     
 
   

 

Las celdas de carga permiten cuantificar la cosecha de tomates con una aplicación de teléfono inteligente en la granja "Meer Camp" en los Países Bajos

 

 

 

La empresa holandesa de cultivo de hortalizas y tomates, Meer Camp, ha implementado recientemente un nuevo sistema de registro que brinda una visión precisa del trabajo y el desempeño de los empleados. Gracias al sistema, el empleador obtiene información útil sobre la productividad.

Pesar los carros con tomates recogidos es una parte integral del trabajo. Esto da una cuenta clara de cuántos tomates se han recogido por empleado, de modo que el salario del empleado se pueda adaptar mejor al trabajo realizado. El pesaje de los carros se realiza utilizando celdas de carga HBM, que pasan la información pesada a la administración.

Meer Camp en Made, Países Bajos, es una granja de tamaño mediano que cultiva diferentes tipos de tomates. El vivero cubre un área de aproximadamente 13 hectáreas, de las cuales 8 hectáreas comprenden un invernadero, que produce cerca de 5 millones de kilos de tomates anualmente.

Cuando Meer Camp tuvo que actualizar el sistema de registro de tiempo existente en 2016, el director Dirk-Pieter van der Meer se puso en contacto con ProCC de Rotterdam, una joven empresa de TI que acababa de desarrollar un nuevo sistema. El sistema registra todos los datos sobre el trabajo de los empleados, de modo que el empleador puede obtener una cuenta confiable de las horas trabajadas y el trabajo realizado. El sistema utiliza el dispositivo NFC (Near Field Communication), que permite el intercambio inalámbrico de información a corta distancia. Para el registro de actividades, las etiquetas NFC se escanean con la ayuda de teléfonos inteligentes. Los teléfonos móviles, a su vez, se comunican a través de estaciones de Wi-Fi en el invernadero con el sistema administrativo financiero en la oficina, que recopila y procesa toda la información.

Celdas de carga conectadas a una aplicación de celular

Los empleados de Meer Camp, especialmente los trabajadores temporales polacos, tienen acceso a teléfonos inteligentes Android para su trabajo en donde se instala una aplicación que permite elegir una serie de tareas, como escoger o cortar una hoja de tomates. En la entrada del invernadero, el teléfono móvil se escanea y comienza el registro. El empleado ingresa una actividad y escanea la etiqueta NFC de la fila en la que realiza el trabajo. Si cambia de fila o de actividad, el empleado debe realizar el cambio en la aplicación o escanear las nuevas etiquetas NFC.

La aplicación también informa si un empleado está recogiendo tomates, para lo cual, el empleado debe escanear la etiqueta NFC en el carrito y, por supuesto, la fila que está recogiendo. Tan pronto como los paquetes están llenos, son conducidos al departamento de logística, en donde son escaneados y pesados en una plataforma de pesaje. Para esto, se usan celdas de carga y componentes electrónicos asociados, que son suministrados por HBM. La información de las celdas de carga se pasa directamente al sistema en línea. Debido a que se conoce el peso vacío de los carros, cada empleado puede calcular qué peso de tomates ha recogido y cuánto tiempo tomó para hacerlo.

"Hemos proporcionado cuatro celdas de carga tipo HLC y la tarjeta electrónica AED, para este proyecto. Además, hemos brindado soporte técnico para el desarrollo de la aplicación y la instalación en Meer Camp ", explica Peter van Spaandonk, gerente de ventas de este proyecto en HBM Benelux. "Para nosotros, la horticultura es un mercado interesante, para el cual son concebibles muchas aplicaciones. Por ejemplo, hemos realizado un proyecto en donde la gestión del agua en el invernadero se monitorea a través de las celdas de carga. Las celdas de carga son ampliamente utilizadas en la clasificación y pesaje de las frutas y verduras, así como el control del peso de los paquetes. Para el dueño, no solo es importante el peso individual de sus productos, sino también el rendimiento en relación con el esfuerzo realizado y las materias primas utilizadas. En todos estos casos, HBM puede ser un interesante proveedor de soluciones innovadoras ".

Recompensa justa por pesar los tomates recogidos

El registro de trabajo ofrece muchos beneficios para el agricultor de tomates. Él obtiene una mejor idea del tiempo que trabajan sus empleados. Y al pesar los tomates recogidos, también sabe cuánto producto recogen los empleados de manera individual. Esta información se muestra en una pantalla en la cafetería de la granja. Los empleados con mejores resultados reciben una bonificación en forma de una compensación significativamente alta al salario.

"Creemos que esta forma de trabajar alienta a algunos de los otros empleados a trabajar un poco más duro, porque nadie quiere que se le pague menos o no se lo reconozca", dice Dirk-Pieter van der Meer, director de Meer Camp. "Esto aumenta nuestra productividad general. Nuestro objetivo es reducir los costos laborales generales en un 8 % en los próximos años ".

Según Jeffrey van Uunen, el registro también tiene beneficios para los empleados porque contribuye a una recompensa justa: "Los trabajadores que rinden mejor obtienen una bonificación en forma de un salario más alto por hora. Con nuestro sistema, puede documentarlo bien. Incluso puede usar esa información para la auditoría GRASP, que requiere que las empresas de agricultura y horticultura expliquen sus políticas de personal y condiciones de trabajo”.

Productos relacionados:

celdas-carga-hlc

Celdas de carga tipo HLC 

  transductor-aed

Tarjeta electrónica AED

 

Referencia: HBM, Aplicaciones "Load Cells Allow Picking Tomatoes by App at "Meer Camp" [documento en línea https://www.hbm.com/en/6986/meercamp-registration-system-and-weighing-modules-provide/ acceso: octubre de 2017].

 

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¿Qué son y para qué sirven las galgas extensiométricas?

     
 
   

Las galgas extensiométricas han pasado a ser la herramienta esencial en el análisis experimental de tensiones, así como en los ensayos de seguridad y en los trabajos de investigación técnica. Además de la fabricación de transductores de medición. Pero ¿sabes cómo funciona? En esta nota te decimos los principios básicos que debes conocer.

 

¿Qué es una galga extensiométrica?

Las galgas extensiométricas consisten normalmente en una lámina y un conductor eléctrico.

La base de una galga extensiométrica está hecha de una lámina de poliamida, sobre la cual se aplica una capa de constantán.

El constantán es una aleación, generalmente formada por un 55 % de cobre y un 45 % de níquel (Cu55Ni45) y se caracteriza por tener una resistencia eléctrica constante en un amplio intervalo de temperatura.

Posteriormente, se utiliza una plantilla para eliminar por decapado todas las zonas que no se desea que sean conductoras. Resultando en una rejilla de medición de constantán extremadamente delgada, unida de forma permanente a la lámina portadora. Esta rejilla de medición consiste en una “banda” con forma sinuosa, con el aspecto de un serpentín.

Principio de funcionamiento de una galga extensiométrica

Jens Boersch, jefe de equipo de gestión de productos en HBM menciona “Una galga extensiométrica mide la deformación, pero lo que realmente nos interesa es la tensión mecánica”. La tensión mecánica describe el modo en cómo se ejercen las fuerzas —internas y externas— sobre un material.

Los factores más importantes para determinar la tensión mecánica son:

a) los puntos en los que las fuerzas actúan sobre el material y

b) la intensidad de las fuerzas.

Estos estudios entran dentro de un campo de aplicación que se denomina análisis experimental de tensiones.

Cuando una galga extensiométrica se contrae, su resistencia eléctrica (Ω) se reduce; en cambio, si se estira, su resistencia aumenta.

Las galgas extensiométricas generalmente se fijan sobre varios puntos del material bajo prueba y se conectan mediante un cable a un amplificador de señal. Si la galga se estira o comprime, la resistencia eléctrica de la rejilla de medición cambia. La razón de esto es que cuando la rejilla se estira la corriente tiene que viajar una mayor distancia y el conductor por el que fluye también se vuelve más delgado, incrementando la resistencia. Debido a este cambio en la resistencia la deformación en la galga puede ser determinada y es expresada en µm/m.

La deformación también puede referirse a la compresión, en otras palabras, tensión negativa. En este caso, la resistencia se reduce proporcionalmente.

Sin embargo, la tensión no es el estrés mecánico. Para averiguar qué es, hay dos puntos importantes que deben considerarse:

1) Coeficiente de temperatura del material: Cuando la temperatura ambiente cambia también afecta al material. Este cambio es determinado por el coeficiente de temperatura. Por ejemplo; cuando un cilindro de acero se calienta éste se expande al igual que la galga extensiométrica que está adherida al cilindro. Esta tensión de material dependiente de la temperatura es precisamente lo que no queremos medir. Para compensar este efecto, las galgas extensiométricas se adaptan a un material específico y se desarrollan de tal forma que presente exactamente un comportamiento de temperatura opuesto. Al final ambos efectos se equilibran, compensando así la deformación del material, de tal forma que la galga mide solamente lo que se desea medir. Esto se conoce como una galga extensiométrica auto-compensada o galga extensiométrica con respuesta de temperatura adaptada.

2) Módulo de elasticidad o módulo de Young: Cuando un material es sometido a una carga, éste muestra una tensión mecánica, que es la fuerza dividida sobre el área del material. Pero ¿cómo se relaciona con la deformación que se registra con una galga extensiométrica? Es posible definir esta correlación en forma de una curva característica para diferentes materiales, esto se hace sometiendo muestras de materiales a cargas bajo condiciones controladas. Como regla general, una mayor tensión mecánica corresponde a un aumento de la deformación. Inicialmente, esta correlación es lineal y se conoce como intervalo elástico y la correlación se describe por el módulo de elasticidad. Sin embargo, después de un cierto punto, el material es deformado a tal fuerza que ya no es capaz de volver a su condición original. Esta deformación plástica continúa hasta que el material se rompe. Solo el intervalo lineal, en donde no se produce deformación plástica, es de interés para el análisis de esfuerzo experimental. Si se conoce el módulo de elasticidad de un material dado, se puede determinar el esfuerzo mecánico basado en la deformación: Este es el objetivo de las mediciones de las galgas extensiométricas.

No todas las galgas extensiométricas son iguales

Las principales características que distinguen a las galgas extensiométricas entre si son:

1) La geometría: La geometría de una galga extensiométrica es definida por el número de rejillas de medición que tiene y su alineación. Dependiendo de la carga del material, pueden ocurrir diferentes estados de tensión a medir: En estados de esfuerzo uniaxial solo hay una dirección de tensión conocida y se puede utilizar solo una rejilla de medición que esté alineada con la dirección del esfuerzo principal. Por otro lado, en estados de esfuerzo biaxial, ocurren múltiples direcciones de tensión al mismo tiempo; por ejemplo, tensión, presión, flexión o torsión. Además, en algunos casos se desconoce la dirección de la tensión principal, por lo que en estas aplicaciones se debe usar una galga extensiométrica con tres rejillas de medición con diferente alineación. Esto permitirá determinar las magnitudes de la tensión principal y secundaria, así como su dirección.

2) Longitud de la rejilla de medición: La longitud de la rejilla juega un papel principal durante la medición y depende tanto del material como de la aplicación. Por ejemplo, cuando se mide la curva de tensión (gradientes de tensión) en una pieza de forma muy exacta es preferible colocar varias rejillas de medición cortas una al lado de la otra para lograr una rejilla fina o analizar un punto clave con alta exactitud. Por otro lado, si lo que nos interesa es la carga general, podemos usar una rejilla de medición mucho más larga.

La superficie de los materiales también es algo sumamente importante; el hormigón, por ejemplo, es irregular y tiene pequeñas piedras incrustadas. Si la rejilla de medición es demasiado corta, las piedritas incrustadas pueden distorsionar el resultado de la medición porque se aplica un campo de tensión pequeño e independiente en ese punto. Para evitar esto, se debe usar una rejilla de medición más larga: La tensión medida se promediará sobre la longitud de la rejilla de medición.

3) Temperatura adaptada: Como lo vimos al principio de esta nota, la adaptación de la temperatura de una galga extensiométrica para un material en específico asegura que la deformación del material causada por un cambio de temperatura sea compensada.

Además de las características descritas, existen algunas otras que vale la pena considerar. Las galgas extensiométricas generalmente están disponibles con diferentes resistencias de uso común (120, 350 o 1000 ohms, etc.). Una correcta elección de la galga a menudo depende de las limitaciones de la medición, por ejemplo, las resistencias de terminación que se pueden seleccionar en el amplificador o los impulsos de interferencia previstos, el material portador, el material conductor o el tipo de conexión también puede variar. Algunas galgas extensiométricas se pueden suministrar pre-cableadas, mientras que otras tienen que ser soldadas por el usuario. Las galgas pre-cableadas tienen un menor tiempo de instalación, reduciendo los costos al momento de instalar la galga.

Existen algunos requisitos básicos que deben cumplirse para asegurar que las galgas extensiométricas funcionan correctamente. Sin embargo, lo más importante es que estén firmemente conectadas con el material para que realmente participen en cada deformación. Debido a esto, las galgas generalmente se pegan con un adhesivo o en ocasiones se sueldan al material bajo prueba.

Algunos puntos también deben ser considerados al seleccionar un adhesivo, ya que por supuesto la consistencia del adhesivo cambia con las variaciones de temperatura. La instalación de la galga en el material es una pequeña ciencia en sí misma: por ejemplo, no se permiten burbujas de aire entre la galga extensiométrica y el material o entre la galga y el adhesivo.

Si quieres conocer más sobre la instalación de las galgas te recomendamos leer nuestro artículo ¿Cómo instalar una galga extensiométrica? →

También es importante considerar que no se puede usar una galga extensiómetrica por si sola; ya que los cambios en la resistencia son tan pequeños que siempre tienen que ser amplificados antes de que puedan medirse en absoluto y esto se hace usando un amplificador de señal, los cuales están disponibles en diferentes modelos dependiendo del tipo de aplicación.

Es importante recalcar que también existen nuevas tecnologías de galgas extensiométricas como, por ejemplo, los sensores de red de Bragg en fibra óptica (FBG), que funcionan de una forma radicalmente distinta, pero de eso hablaremos en otro artículo.

 

Referencia: HBM. Aplicaciones "¿Cómo funcionan las galgas extensométricas?" [documento en línea https://www.hbm.com/es/6791/como-funcionan-las-galgas-extensometricas/ acceso: agosto de 2017].

 

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¿Sabes qué es la cavitación?

     
 
 
 

 

La cavitación es una fuente primaria del ruido de la hélice. El ruido es causado por algo así como la explosión de burbujas, pero de hecho no son burbujas de aire y realmente no están explotando. Están implosionando burbujas de vapor.

 

¿De dónde proviene el vapor?

Para obtener el vapor, primero debemos hervir agua ¿Cierto? Pero si el agua hierve a 100 °C ¿Cómo podemos formar vapor en agua que se encuentra por debajo de los 100 °C? La respuesta es que el agua hierve a 100 °C al nivel del mar, en donde la presión de la atmósfera es de aproximadamente 101 kPa. Si la presión aumenta, por ejemplo, a 200 kPa, el punto de ebullición aumenta hasta alrededor de 120 °C. Del mismo modo, si la presión se reduce, el punto de ebullición también lo hace. Así que, si la presión cae alrededor de 1.2 kPa, el punto de ebullición caerá a aproximadamente 10 °C.

Además del ruido, cuando una burbuja de aire implosiona crea un "micro-chorro" que conforme pasa el tiempo puede dar lugar a un daño considerable a materiales que se encuentran alrededor.

 


Formación de burbujas en agua fría

Cuando las palas de la hélice giran, se producen discrepancias de presión. Del lado del aspa que empuja en sentido contrario del agua, la presión aumenta. Pero del otro lado del aspa, la presión disminuye y entre más rápido giren las aspas, mayor es la caída de la presión. Si la presión cae lo suficiente, el agua en esa zona comienza a hervir.

¿Y el ruido?

La zona de baja presión está localizada alrededor de la hélice, así que cuando las burbujas se alejan de esa zona vuelven a la presión normal sin importar la profundidad. Esto hace que vuelvan rápidamente del gas al líquido y dado que el gas ocupa más espacio que el líquido, las burbujas implosionan y crean una gran cantidad de ruido.

¿Quieres saber más sobre la cavitación? Te invitamos a ver este video.

 

 

Referencia: Brüel & Kjaer. Waves Articles "What is cavitation?" [documento en línea www.bksv.com acceso: julio de 2017]. 

 
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Consejos prácticos para medir bien
En este Blog escribimos tips y recomendaciones para que te sea más fácil medir correctamente.

¿Cómo capta el sonido el oído humano?

       
   

Nuestro oído es un sistema complejo compuesto por tres partes fundamentales que nos permiten escuchar: el oído externo, medio e interno. Te explicamos las funciones que cada uno desempeñan.

 

 

El oído humano es un sistema complejo que consiste en tres partes distintas, cada una con un papel específico en el proceso de adquisición y análisis del sonido.

El oído externo recolecta el sonido, el oído interno transfiere estas vibraciones a señales neurológicas que pueden ser procesadas por el cerebro, y el oído medio brinda el acoplamiento entre ellas. Considerando este punto, seguimos el sonido a través del oído hacia las puntas de las células pilosas, donde las vibraciones se transforman en señales neurológicas. Lo que sucede entonces es el material para un capítulo posterior.


Los osículos

En su estado normal, los osículos tienen un efecto amplificador para excitar eficientemente el líquido interno en el oído interno. Sin embargo, los músculos en el oído medio pueden cambiar esto, para en realidad atenuar las oscilaciones, de esta manera provee un mecanismo protector en caso de presión de sonido excesiva. Sin embargo, el ajuste es muy lento para protegerlo en contra de eventos impulsivos como explosiones.

El oído medio

El oído medio es una cámara pequeña llena de aire entre el oído externo e interno. El propósito de esta cámara es doble. Primero, contiene un mecanismo de tres huesos, llamados osículos auditivos, conectando el tímpano y el oído interno. Este mecanismo similar a una caja de engranajes es necesario, ya que el oído interno está lleno de un fluido, lo que hace que la excitación directa por el tímpano sea ineficiente.

En segundo lugar, se necesita el oído medio para igualar la presión a través del tímpano. Un tímpano sano es completamente hermético, evitando el flujo de aire desde el oído externo hacia el oído medio. La diferencia de presión entre las dos cámaras mueve la membrana hacia adentro y hacia afuera, que es exactamente lo que se necesita para captar las rápidas fluctuaciones de la presión del sonido.


Las dimensiones y ampliación del oído externo

El oído externo es especialmente sensible a frecuencias entre 1 y 5 kHz. No por casualidad, este intervalo es importante para la comunicación, ya que 3 kHz es la frecuencia alrededor de la cual nuestra audición es más sensible. Acústicamente, el oído externo funciona como un resonador de tubo, con la primera resonancia más fuerte alrededor de 3 kHz, donde un cuarto de onda de sonido en el aire (10 cm / 4 = 2,5 cm) se ajusta a la longitud del canal auditivo. En contraste, la sensibilidad cae significativamente a frecuencias más bajas donde las longitudes de onda son más grandes en comparación con el tamaño del oído.


Caracol con la membrana basilar

La membrana basilar se pondrá en movimiento, incluso con un tono puro. Sin embargo, el área asociada con la frecuencia reaccionará más; es decir, las oscilaciones laterales alcanzarán su punto máximo alrededor de esta sección.

Sin embargo, un problema puede ocurrir cuando la presión atmosférica (estática) en el oído externo difiere de la presión interna del oído medio.

Este mecanismo no es tan evidente en la vida cotidiana, pero se experimenta fácilmente durante el despegue y el aterrizaje en un avión, donde la presión ambiental cambia significativamente debido al cambio en la altitud. La presión en el oído externo sigue la presión ambiental en el avión, mientras que la presión en el interior del tímpano se mantiene sin cambios. La diferencia de presión constante aplica una tensión previa a la membrana, empujándola hacia adentro o hacia afuera, lo que da una sensación desagradable y hace que el sonido se perciba más opaco.

 

  Cuando tragamos, la trompa de eustaquio se abre brevemente causando que la presión estática en el interior del tímpano se iguale a la del oído externo.

La trompa de eustaquio, que conecta el oído medio a la garganta, ayuda a igualar esta presión. Cuando tragamos, el tubo se abre brevemente causando que la presión estática en el interior del tímpano se iguale a la del oído externo, reajustando el tímpano a su posición neutral. El tímpano tendrá su sensibilidad normal y el sonido será brillante de nuevo.

El oído interno

El oído interno es el elemento más complejo en la cadena. Es una cámara llena de fluido y consiste en dos partes: el laberinto vestibular, el cual funciona como parte del mecanismo del equilibrio del cuerpo, y el caracol, que contiene la membrana basilar y el órgano de Corti, un elemento sensorial que convierte el sonido en impulsivos nerviosos para que nuestro cerebro pueda procesar la información.

El sonido que se ha canalizado hacia el canal auditivo pondrá en movimiento el tímpano. Los osículos auditivos en el oído medio recogen estas oscilaciones y las transfieren al líquido a través de la ventana oval, una de las dos superficies flexibles entre la cóclea (caracol) y el oído medio. La activación de esta membrana genera ondas en el oído interno lleno de líquido, que viajan a lo largo de la membrana basilar, lo que lo pone en movimiento al órgano de Corti.


La ecualización de la presión estática en micrófonos condensadores

Para convertir la presión del sonido en una señal eléctrica, los micrófonos condensadores de Brüel & Kjaer usan un diafragma delicado y presionado a través de un contraplato con un espacio muy estrecho entre ellos, formando un capacitor. El sonido infringido desvía el diagrama, y la variación en la distancia del contraplato produce una señal eléctrica proporcional a la presión del sonido.

El diafragma sella el micrófono en la parte superior para que una variación en la presión ambiental estática cambie la posición neutral del diafragma con respecto a la placa posterior. El oído resuelve este problema con la trompa de Eustaquio, y los micrófonos condensadores usan un diseño similar. Un canal de aire estrecho a lado o en la parte posterior del micrófono asegura que la presión estática de la cavidad interna se iguale con el ambiente.

Este órgano contiene miles de células ciliadas pilosas, que están conectadas al nervio acústico. El patrón de oscilación de la membrana basilar es bastante complejo, con diferentes áreas estimuladas más o menos por diferentes frecuencias. Para cada una de estas áreas, un grupo diferente de células pilosas serán activadas y enviarán impulsos a través de los nervios al cerebro. De este modo, el órgano de Corti separa el sonido en sus componentes espectrales, similares a las gotas de lluvia que separan la luz solar en colores individuales.

Referencia: Brüel & Kjaer, Waves Articles. "Anatomy of the human ear" [documento en línea https://www.bksv.com/en/about/waves/WavesArticles/2018/Anatomy-of-the-human-ear acceso: octubre de 2018].

 

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¿Para qué nos sirven los resultados de calibración?

     
 
 
 

 

Siempre que recibimos nuestro equipo después de una calibración, debemos recibir un informe mostrando los resultados. Entonces, nos preguntamos ¿Para qué nos sirven los resultados? ¿Puedo sacar mayor provecho de esta información?

 

 

¿Qué es un certificado de calibración?

Cuando calibramos un equipo o lo mandamos calibrar por el método de comparación directa, se genera un certificado o informe de calibración con los resultados en una tabla que contiene el valor de referencia, el valor indicado por el instrumento bajo calibración, las desviaciones (errores) encontradas y la incertidumbre. Pero en muchas ocasiones estos resultados quedan olvidados en algún archivero y rara vez se les da el uso adecuado.

Sabiendo esto, hemos creado un ebook que te ayudará a entender y usar la información que nos entrega el laboratorio de calibración para obtener el mayor beneficio posible usando distintos métodos.


En México, estos documentos pueden ser emitidos por un laboratorio de calibración ya sea que se encuentre acreditado o no; ofrezca servicios al público o esté dedicado a un solo organismo, como una sola industria o un corporativo o funja como laboratorio nacional. En este último caso tales documentos son denominados formalmente certificados, mientras que en los otros casos se pueden llamar informes de calibración, reportes de calibración o simplemente resultados de calibración.

Contenido de los certificados

El contenido de los certificados de calibración está prescrito en la cláusula 5.10 de la norma NMX-17025-IMNC:2000[1], que, en términos generales, incluye:

a. la identificación del instrumento bajo calibración,

b. la identificación del poseedor del instrumento,

c. los resultados de la calibración, compuestos esencialmente por: los errores de medición de las lecturas del instrumento respecto a los valores indicados del patrón, y la incertidumbre de tales errores (la información sobre los errores y sus incertidumbres puede presentarse en forma de tablas, gráficas o ecuaciones);

d. las condiciones relevantes observadas durante la calibración, el método de calibración, en ocasiones el origen de la trazabilidad;

e. información que avala su validez, limitaciones y advertencias.

Definiciones que debes conocer

Calibración: Conjunto de operaciones que establecen bajo condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados por un aparato o sistema de medición o los valores representados por una medida materializada y los valores correspondientes de la magnitud realizada por los patrones.

Patrón: Medida materializada, aparato de medición o sistema de medición destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad, o uno o varios valores conocidos de una magnitud, para servir de referencia.

Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición o de un patrón, tal que ésta pueda ser relacionada a referencias determinadas, generalmente patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas incertidumbres determinadas.

Incertidumbre: Parámetro asociado al resultado de una medición que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente ser atribuidos al mensurando.

Error de medición: El resultado numérico de una medición menos un valor verdadero del mensurando.

Fuente: NMX-Z-055-IMNC-2009 ISO/IEC GUIDE 99:2007VIM      


 

 

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¿Qué es una prueba de material acústico?

     
 
 
  El creciente enfoque en cuestiones de control de ruido, combinado con la aparición de la calidad del sonido en el diseño del producto, hace que las pruebas de materiales acústicos sean cada vez más relevantes para ingenieros, diseñadores y fabricantes.El efecto de los materiales en la construcción y como aislamiento hace una gran diferencia en la experiencia acústica.    

 

Una prueba de material acústico es el proceso mediante el cual se determinan las características acústicas de los materiales en términos de absorción, reflexión, impedancia, admitancia y pérdida de trasmisión.

El creciente enfoque en cuestiones de control de ruido, combinado con la aparición de la calidad del sonido en el diseño del producto, hace que las pruebas de materiales acústicos sean cada vez más relevantes para ingenieros, diseñadores y fabricantes en una amplia gama de industrias. Por ejemplo, mejorar el confort acústico de la cabina al proporcionar un rendimiento óptimo del material acústico contra el peso y el volumen es uno de los desafíos actuales en el transporte terrestre y en las industrias aeroespaciales. De manera similar, la protección contra el ruido en las viviendas y en el lugar de trabajo requiere la mayoría de las veces una selección adecuada de tratamientos que reducen el ruido.

Probar los materiales por sus características acústicas permite comprender la contribución que harán a la experiencia acústica general de una habitación, vehículo, etc.

El efecto de los materiales en la construcción y como aislamiento hace una gran diferencia en la experiencia acústica. En oficinas y aulas, el uso de materiales especiales puede transformar un espacio y con él las actividades dentro. En algunas aplicaciones, como motores de aviones, el material acústico mantiene al vehículo dentro de los límites legales de ruido exterior. En otros, como los túneles de viento y las cámaras anecoicas, los materiales acústicos son componentes esenciales para crear un ambiente de prueba uniforme y sin ruidos.

Creando un ambiente acústico

Para crear un entorno acústico específico, es necesario comprender el rendimiento acústico de los materiales utilizados. Probar los materiales por sus características acústicas permite comprender las contribuciones que pueden aportar al sonido general, en términos de absorción, reflexión, impedancia, admitancia; incluida la pérdida de transmisión. La repetibilidad y la exactitud son las claves para realizar pruebas efectivas de materiales y los datos deben poder exportarse para actualizar los modelos predictivos.

Mitigar el sonido no deseado

Para eliminar el ruido no deseado, uno debe hacer coincidir un material acústico con las características específicas del sonido. Pero seleccionar el material adecuado para el trabajo es un desafío. Ciertos materiales alteran algunos componentes de sonido, como las altas frecuencias, más que otros. Además, el material seleccionado debe crear el efecto acústico deseado junto con otros materiales en la estructura. Adicionalmente, la forma final de la estructura puede afectar el rendimiento acústico de sus materiales, como los revestimientos de la góndola en el motor de un avión. Es esencial una comprensión precisa de las características acústicas del material, como su rendimiento en ciertas frecuencias, antes y después de la integración estructural.

Actualmente existen diversas normas nacionales e internacionales que definen los estándares en las pruebas de materiales acústicos, la prescripción de condiciones acústicas y la instrumentación especial para garantizar la exactitud y la repetibilidad.

Nuestros sistemas completos de prueba de materiales acústicos realizan mediciones en muestras pequeñas de acuerdo con las normas internacionales ISO 10534-2, ASTM E1050-12 y ASTM E2611-09.

 

 

Sistema sugerido para pruebas de materiales acústicos

Software de tubo para prueba de materiales acústicos

Este software es ideal para medir las propiedades acústicas de los materiales de control de ruido según las normas ISO y ASTM, junto con un tubo de impedancia para la prueba de muestras de materiales.


El usuario coloca muestras del material a probar en el tubo. El altavoz en el tubo emite un sonido conocido con alta exactitud y los micrófonos montados a lo largo de la superficie interior del tubo miden el nivel de presión acústica en ambos lados del material. El software luego calcula las propiedades acústicas del material a partir de las diferencias entre las señales.

El software ayuda a determinar el coeficiente de absorción del sonido y la impedancia de la superficie al realizar mediciones y cálculos que cumplen con los estándares ISO 10534-2, ASTM E1050-10 y ASTM E2611-09.

Áreas de aplicación

  • Desarrollar productos de control de ruido
  • Diseño de confort acústico en interiores de aeronaves y vehículos
  • Verificar el cumplimiento del material con las regulaciones
  • Benchmarking de productos competitivos
  • Seleccionar el tratamiento acústico óptimo
  • Validar y calibrar métodos computacionales
  • Mediciones de absorción en pruebas de ruido de paso para automóviles en carretera

Características del material

Si los materiales están destinados a absorber el sonido del aire o reducir la transmisión de sonido en el aire, el diseñador acústico necesita conocer los efectos de los materiales acústicos. Una muestra de material es un método rápido y conveniente. El tubo de impedancia, o tubo de onda estacionaria, garantiza condiciones de prueba altamente reproducibles. Antes de la prueba, la relación señal/ruido (SNR) se puede determinar en cada posición del micrófono para garantizar resultados exactos. Las características acústicas de los materiales se determinan en términos de absorción, reflexión, impedancia y admitancia, incluida la pérdida de transmisión.

Aplicaciones de prueba de material

Al principio del proceso de desarrollo de los interiores de los vehículos y los interiores de las aeronaves, los diseñadores que buscan la comodidad acústica necesitan predecir cuál será el impacto acústico de los componentes, como el forro, los forros del techo, los asientos y los sistemas de varios paneles. Este software y su hardware proporcionan información para herramientas analíticas y numéricas para la predicción del campo de sonido en cavidades acústicas, como cabinas de vehículos y cabinas de aviones. Estas herramientas incluyen el modelado de elementos finitos (FEM) y el método de elementos de contorno (BEM).

Kit de tubos de impedancia y pérdida de transmisión tipo 4206 de Brüel & Kjaer
 

Estos kits consisten en tubos de prueba de precisión que están equipados con micrófonos y fuentes de sonido.


Los kits le ayudan a determinar el coeficiente de absorción del sonido y la impedancia de la superficie al realizar mediciones y cálculos que cumplen con los estándares ISO 10534-2, ASTM E1050-12 y pérdida de transmisión ASTM E2611-09.

 

Tres tipos de tubos de pruebas diferentes

Cada uno de nuestros kits está optimizado para parámetros y métodos específicos.

  • Método de transferencia de función de dos micrófonos:

Kit de tubo de impedancia (50 Hz - 6.4 kHz) Tipo 4206

Kit de tubo de impedancia (100 Hz - 3,2 kHz) Tipo 4206-A

  • Método de función de transferencia de cuatro micrófonos:

Kit de tubo de pérdida de transmisión (50 Hz - 6.4 kHz) Tipo 4206-T


Referencia: Brüel & Kjaer Acoustic Material Testing "Acoustic Material Testing Tube Software" [documento en línea https://www.bksv.com/en/products/Analysis-software/acoustic-application-software/material-testing/acoustic-material-testing-7758 acceso: julio de 2018]. 

Referencia: Brüel & Kjaer Product Noise "Acoustic Material Testing" [documento en línea https://www.bksv.com/en/Applications/product-noise/Acoustic-material-testingacceso: julio de 2018].

Referencia: Brüel & Kjaer Acoustic Material Testing Kits "Transmission loss and impedance tube kits" [documento en línea https://www.bksv.com/en/products/transducers/acoustic/Acoustic-material-testing-kits/transmission-loss-and-impedance-tube-kits-4206 acceso: julio de 2018].  

 

 

 

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¿De dónde proceden las vibraciones?

     
 
 
  Es muy difícil evitar las vibraciones, y aunque este efecto puede dañar por ejemplo al cuerpo humano, no siempre son malas, a veces nos avisan que un equipo está fallando o necesita mantenimiento y reparación. Es una suerte que MideBien sea distribuidor de los equipos que pueden medirlas.  

 

En la práctica es muy difícil evitar las vibraciones. Se suelen producir por los efectos dinámicos de la tolerancia de la fabricación, las holgaduras, los contactos de rodadura y fricción entre las piezas de las máquinas y los desequilibrios de los elementos giratorios y alternativos. En ocasiones pequeñas fuerzas insignificantes pueden excitar las resonancias de elementos estructurales y convertirse en fuente de considerables vibraciones y ruidos.

A veces las vibraciones mecánicas realizan una misión útil. Por ejemplo, se emplean en las tolvas de componentes, los vibradores de hormigón, los baños de limpieza por ultrasonidos, las taladradoras de rocas y los hincapilotes. También, se usan las máquinas de ensayo por vibraciones reguladas a productos y subproductos en los que se desea examinar su respuesta, estática o dinámica, para valorar su resistencia a las vibraciones.

Una necesidad absoluta en todo trabajo de vibraciones, ya sea en el diseño de máquinas que utilicen su energía o en la creación y mantenimiento de las demás, es la obtención de una descripción precisa de dichas vibraciones.

Vibraciones como indicadores del estado de las máquinas

Raramente se averían las máquinas sin advertirlo: mucho antes de que el colapso las inutilice hay señales de amenaza. El deterioro se caracteriza casi siempre por un aumento de las vibraciones, que se puede medir en alguna superficie exterior y tomarse como indicador del estado de máquina. Con el mantenimiento preventivo las reparaciones se realizan a intervalos fijos, basados en la esperanza mínima de vida para las piezas sometidas a desgaste. Aplazando las reparaciones hasta que el nivel de las vibraciones señala su necesidad, pero antes del colapso, se evitan los desmontajes innecesarios (que a veces producen averías) y los retrasos de fabricación.

Este mantenimiento de las máquinas “por los síntomas” ha resultado económicamente ventajoso al aumentar el tiempo medio entre paros y seguir evitando la sorpresa y efectos de las averías inesperadas. Está técnica se utiliza hoy mucho, en especial en las máquinas de funcionamiento continuo.

Lo mejor para establecer el nivel tolerable antes de iniciar una reparación es la experiencia. La opinión general es por un “nivel de actuación” de 2 a 3 veces, (6 a 10 dB), el considerado normal.

Con el análisis en frecuencia se puede identificar la fuente de muchos de las componentes presentes. El espectro de una máquina en su estado normal se puede tomar como “una rúbrica” de referencia. Los espectros posteriores se compran con ella y se podrán detectar la necesidad de actuar y la causa de la perturbación.

 

 

Las vibraciones y el cuerpo humano

Se ha reconocido desde hace mucho que los efectos de las vibraciones sobre el cuerpo humano pueden ser graves. Los obreros pueden sufrir visiones borrosas, pérdida de equilibrio, pérdidas de concentración, etc. En algunos casos, vibraciones a ciertas frecuencias y niveles pueden dañar de forma permanente a órganos internos del cuerpo.

Durante los últimos 30 años se han recogido datos sobre efectos fisiológicos de las herramientas vibratorias sujetadas con la mano. Es muy conocido el síndrome del “dedo blanco” entre los cortadores de árboles que manejan sierras mecánicas de cadena. Se produce una degeneración gradual de los tejidos vasculares y nerviosos, y el obrero pierde habilidad y sensibilidad manuales.

Actualmente se preparan normas sobre vibraciones que fijarán los espectros máximos tolerables en las asas de las herramientas mecánicas manuales.

 


 

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¿Por qué la gravedad es importante en la metrología?

     
 
    Incorporar la medición gravitacional y otros ambientales y cantidades físicas a la ecuación de la balanza de pesos muertos puede ser un poco desalentador. Afortunadamente, muchas balanzas de pesos muertos están equipadas con sensores ambientales y hay instrumentos que incorporan todos los factores relevantes a la ecuación para así lograr la menor incertidumbre en la medición. 

 

 

 

 

La medición de la gravedad es un factor crítico al intentar lograr el más alto grado de exactitud o la menor incertidumbre. Al usar una balanza de peso muertos o un pistón cilindro para medir presión, es importante considerar lo siguiente:

  • ¿Qué es la gravedad?
  • ¿Qué efecto tiene la gravedad en la incertidumbre total de una medición de presión primaria?
  • ¿Dónde encuentro mi gravedad local?
  • ¿Cómo puedo estar seguro de que la gravedad reportada para mi ubicación es la gravedad real?
  • ¿Qué herramientas están disponibles para incorporar la gravedad y otros factores ambientales en mis mediciones?

¿Qué es la gravedad? 

La gravedad es algo dado por hecho durante la mayoría de la historia humana, pero en 1687, Isaac Newton, formuló la ley de gravitación, la cual establece que una partícula atrae a otra partícula en el universo con una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

Este es el acercamiento “clásico”. En 1915, Albert Einstein publicó la teoría general de la relatividad que describe a la gravedad en términos de la curvatura del espacio y el tiempo. Las matemáticas en la teoría de Einstein son mucho más complejas que las de la teoría clásica de Newton, pero corresponden más precisamente a la observación.

Las leyes clásicas son suficientes al investigar el efecto de la gravedad en la metrología de una balanza de pesos muertos. La constante de gravitacional universal (G) es la constante derivada de las mediciones de la fuerza (F) entre dos masas (m 1 y m2 ) a la distancia (r). La ecuación de esta relación es F= G(m 1 m 2 )/r 2 . La aceleración de la gravedad (g) está relacionada a la constante gravitacional por la ecuación g = (G* M E )/r E 2 donde M E es la masa de la Tierra, r E es el radio de la Tierra, y g es la aceleración de una masa cayendo en la gravedad de la Tierra.

¿Qué efecto tiene la gravedad en la incertidumbre total de una medición de presión primaria?

Una balanza de pesos muertos es un patrón de medición de presión primaria que usa una masa encima del ensamblaje pistón cilíndrico para crear presión debajo del pistón. Esta presión (P) es un resultado directo de la masa en gravedad creando una fuerza (F) actuando en la sección transversal (A) del pistón. La fuerza dividida por el área sobre la que se aplica esa fuerza es la definición de presión, P=F/A. La fuerza ejercida por la masa es calculada por F=mg, donde m es la masa cargada sobre el pistón y g es la aceleración de gravedad en la ubicación. Entre otras condiciones ambientales (temperatura, aire, densidad, etcétera), el valor de la aceleración de la gravedad es crítico en la incertidumbre de la medición de presión.

Una ecuación típica usada para calcular la presión creada por una balanza de pesos muertos es:


Esta ecuación toma en consideración todos los factores ambientales y los componentes físicos de la balanza de pesos muertos que afecta la presión generada. La incertidumbre en todos estos factores – masa (M), densidad de aire (ρ), temperatura (T), etcétera. – están estáticamente combinadas y forman el total de incertidumbre en la presión generada.

El tema de esta nota es la gravedad local (g). Noten que el término local de gravedad (g) aparece dos veces en la ecuación. La primera, en el numerador y es usada para calcular la fuerza que resulta de la masa cargada en el pistón. La última, es usada para calcular la presión en la cabeza del sistema. Una medición exacta de la gravedad es crítica en la presión resultante. De hecho, hay una relación 1:1 aproximadamente entre la incertidumbre en el valor de la gravedad (g) y la incertidumbre de la presión resultante.

¿En dónde encuentro mi gravedad local?

La gravedad local puede ser obtenida de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica o del sitio web https://www.ptb.de en donde debes ingresar tu latitud y longitud a la herramienta de predicción de la gravedad de la superficie. Los valores obtenidos son tan exactos como la información de dónde derivan y algunas veces solo varía de la gravedad real un poco menos de 5 ppm, pero eso no está garantizado.

Dan Roman de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica comenta; “la herramienta de la NOAA es un interpolador de una base de datos fija de valores de gravedad. Estos datos puntuales de gravedad pueden variar significativamente en calidad y distribución. Para un trabajo con mayor exactitud, es recomendable obtener la observación en sitio con un gravímetro”.

Típicamente, el total de incertidumbre de un laboratorio de peso muerto está por debajo de 35 ppm. Elegir el valor de gravedad más preciso (g) es crítico para la exactitud de la medición de presión resultante de una balanza de pesos muertos de laboratorio.

¿Cómo puedo estar seguro de que la gravedad reportada para mi ubicación es la gravedad real?

La única manera de tener un alto grado de certeza en tu valor de gravedad local es obtener una observación en sitio. Sin embargo, la decisión de usar un valor para la gravedad, obtenida de un sitio web o hacer una medición de gravedad local, depende del nivel de incertidumbre que puedas tolerar en tu medición. Puede que quieras invertir en una medición gravitacional, pero para una balanza típica industrial de pesos muertos con un total de incertidumbre cercano a, o sobre 80 ppm, puede no ser necesario.

¿Qué herramientas están disponibles para incorporar la gravedad y otros factores ambientales en mis mediciones?

 

Incorporando una medición gravitacional y otros ambientales y cantidades físicas a la ecuación de peso muerto puede ser un poco desalentador. Afortunadamente, muchas balanzas de pesos muertos están equipadas con sensores ambientales y hay instrumentos que incorporan todos los factores relevantes a la ecuación para así lograr la menor incertidumbre en la medición.

La WIKA CPU6000 junto con la aplicación CPB-CAL para iPad® calcula las masas requeridas para una presión específica e incorpora los factores ambientales pertinentes, incluyendo la entrada de gravedad local (g), para lograr la mayor exactitud en la medición de presión.

La serie CPU6000 consta de tres dispositivos: la unidad meteorológica, modelo CPU6000-W, el sensor de equilibrio de presión, modelo CPU6000-S y un multímetro digital modelo CPU6000-M.

En combinación con cualquier balanza de pesos muertos, la CPB-CAL (aplicación iPad®) y / o WIKA-CAL (software para PC) se pueden determinar las masas necesarias o la presión de referencia. Mediante una operación y configuración simples, el cálculo de las masas o la presión se hace más fácil. Esta unidad de calibración tiene en cuenta todos los factores de influencia crítica y, por lo tanto, aumenta la exactitud de la medición.

Referencia: Mensor. Mensor Calibration Blog "Why is Gravity Important in Metrology?" [documento en línea  http://blog.mensor.com/blog/why-is-gravity-important-in-metrology acceso: julio de 2018]. 

 

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Flexim es mucho mejor que Apple

     
 
   

Al comprar un producto, esperamos que no presente alguna falla y valga lo que hemos gastado en ellos. Te compartimos en esta nota una reflexión sobre la durabilidad de los artículos cotidianos y los medidores de flujo de Flexim.

 

 

Bueno, primero Flexim utiliza el sonido y Apple usa ondas de radio, así que no te será posible hacer llamadas usando nuestro medidor. Dejando eso en claro, mi Director Técnico envió un correo sugerente al equipo de Flexim Américas la semana pasada titulado, "Flexim tiene un mal modelo de negocios".

Estaba haciendo referencia a los medidores que habíamos instalado en un campus universitario del noreste en 2009. Uno de nuestros técnicos acababa de terminar su verificación anual, que demora alrededor de 10 días en los 81 metros. ¡Ni una falla en casi una década! Flexim Américas ha existido durante trece años y ninguno de los medidores anteriores está fallando. Entonces, él pregunta…

"¿Cómo se supone que debemos seguir vendiendo medidores si nuestros medidores nunca mueren?"

A menos que estés usando un F601, entonces un medidor Flexim es un accesorio permanente. Proporcionan una medición constante de cualquier medio que fluya por ellos, en este caso BTU. Esto me hizo pensar en los productos que uso todos los días.

Mi esposa y yo teníamos un iMac que costaba cerca de £ 1,000.00. Un par de semanas después de su garantía, la placa base es pan tostado. Un viaje a la tienda de Apple y nos dicen que el costo para solucionar el problema será de alrededor de £ 500.

Ahora, le daré a Apple lo que merecen. Le escribí a Tim Cook y me quejé sobre la calidad del producto y que esperaba que un artículo tan caro durara más de 2 años. En 2 semanas, recibí una llamada del equipo de quejas ejecutivas de Apple en Irlanda, y en ese mismo mes se solucionó el problema. Felicitaciones al enfoque de Apple en el servicio al cliente.

Avance rápido unos años y nos mudamos a los Estados Unidos. Necesitaba actualizar mi iPhone y decidí comprar un 6 plus que costaba alrededor de $ 1,000 USD. El teléfono fue meticulosamente cuidado, se mantuvo limpio y pasó todo el tiempo en su carcasa protectora y después de 2 años dejó de funcionar. Es cierto que no he visitado a los genios porque, después de algunas investigaciones, la solución va a costar más de $ 300 USD.

Nuevamente, soy consciente de que estos son dos productos completamente diferentes, sin embargo. Ambos están en uso continuo, esperamos el mayor grado de exactitud y pagamos una prima, así que ¿por qué nos conformamos con que nuestros productos se rompan tan rápido?

Las tasas de tiempo medio entre fallas (MTBF);

Apple = 2 años según mi experiencia

Flexim = ¡190 años! (calculado)

Apple me ha cobrado $ 500 / año por sus productos. Si la ciencia se pone al día y veo un medidor Flexim de 190 años, me habrá costado $ 37.28 / año. Además, Flexim, proporciona datos que ahorran dinero y ayuda en los esfuerzos de sustentabilidad constante. Entonces, la próxima vez que instale un medidor, piense: "¿Quiero comprar Apple o quiero un medidor que durará más que el edificio?".

¿Cómo sigue Flexim vendiendo medidores? Continuamos brindando un dispositivo de la mejor clase, un servicio inigualable y confiamos en que nuestro compromiso con la calidad sea recompensado. 

Te puede interesar: La aparición de Flexim en Hollywood→

Referencia: Davidson Arran. Gerente de Desarrollo de Negocios en FLEXIM AMERICAS Corporation [documento en línea   https://www.linkedin.com/pulse/apple-buy-flexim-arran-davidson/ acceso: junio de 2018].

 

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Calibración y ajuste no es lo mismo

     
 
   

En la industria suele haber una confusión entre calibración y ajuste, incluso en algunas ocasiones suelen usarse como sinónimo cuando en la realidad no son términos similares. En esta nota te decimos la diferencia entre ambos conceptos.

 

 

 

Primero definamos cada término según el Vocabulario Internacional de Metrología: 

Calibración

La operación que bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.

NOTA 1 Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.

NOTA 2 Conviene no confundir la calibración con el ajuste de un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente “autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.

NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que únicamente la primera etapa de esta definición corresponde a la calibración.

Ajuste

Conjunto de operaciones realizadas sobre un sistema de medida para que proporcione indicaciones prescritas, correspondientes a valores dados de la magnitud a medir.

NOTA 1 Diversos tipos de ajuste de un sistema de medida son: ajuste de cero, ajuste del offset (desplazamiento) y ajuste de la amplitud de escala (denominado también ajuste de la ganancia).

NOTA 2 No debe confundirse el ajuste de un sistema de medida con su propia calibración, que es un requisito para el ajuste.

NOTA 3 Después de su ajuste, generalmente un sistema de medida debe ser calibrado nuevamente.

En otras palabras; la calibración es una comparación entre el instrumento de medición contra un instrumento patrón (que es un instrumento mucho más exacto) realizando mediciones entre distintos puntos, comparando posteriormente ambas mediciones y realizando un cálculo de la incertidumbre, expidiendo un certificado de calibración con los resultados. Básicamente, la calibración nos sirve para evaluar el grado de exactitud de las mediciones que realiza nuestro equipo actualmente. Por otro lado, el ajuste es cualquier modificación mecánica, electrónica o por software que se hace a nuestro equipo para modificar las mediciones que realiza nuestro instrumento; es importante recalcar que cuando se realiza un ajuste, antes tuvo que haber existido una calibración, de la misma forma debe existir una calibración posterior al ajuste de nuestro instrumento.

En este video te mostramos un ejemplo práctico sobre estos dos términos:

 

Referencia: CENAM. "Vocabulario Internacional de Metrología - Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM) ISO/IEC GUIDE 99:2007 NMX-Z-055-IMNC-2009" [documento en línea http://www.cenam.mx/paginas/vim.aspx acceso: febrero de 2018]. 

 

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Midiendo la productividad de los empleados con la ayuda de celdas de carga

     
 
   

 

Las celdas de carga permiten cuantificar la cosecha de tomates con una aplicación de teléfono inteligente en la granja "Meer Camp" en los Países Bajos

 

 

 

La empresa holandesa de cultivo de hortalizas y tomates, Meer Camp, ha implementado recientemente un nuevo sistema de registro que brinda una visión precisa del trabajo y el desempeño de los empleados. Gracias al sistema, el empleador obtiene información útil sobre la productividad.

Pesar los carros con tomates recogidos es una parte integral del trabajo. Esto da una cuenta clara de cuántos tomates se han recogido por empleado, de modo que el salario del empleado se pueda adaptar mejor al trabajo realizado. El pesaje de los carros se realiza utilizando celdas de carga HBM, que pasan la información pesada a la administración.

Meer Camp en Made, Países Bajos, es una granja de tamaño mediano que cultiva diferentes tipos de tomates. El vivero cubre un área de aproximadamente 13 hectáreas, de las cuales 8 hectáreas comprenden un invernadero, que produce cerca de 5 millones de kilos de tomates anualmente.

Cuando Meer Camp tuvo que actualizar el sistema de registro de tiempo existente en 2016, el director Dirk-Pieter van der Meer se puso en contacto con ProCC de Rotterdam, una joven empresa de TI que acababa de desarrollar un nuevo sistema. El sistema registra todos los datos sobre el trabajo de los empleados, de modo que el empleador puede obtener una cuenta confiable de las horas trabajadas y el trabajo realizado. El sistema utiliza el dispositivo NFC (Near Field Communication), que permite el intercambio inalámbrico de información a corta distancia. Para el registro de actividades, las etiquetas NFC se escanean con la ayuda de teléfonos inteligentes. Los teléfonos móviles, a su vez, se comunican a través de estaciones de Wi-Fi en el invernadero con el sistema administrativo financiero en la oficina, que recopila y procesa toda la información.

Celdas de carga conectadas a una aplicación de celular

Los empleados de Meer Camp, especialmente los trabajadores temporales polacos, tienen acceso a teléfonos inteligentes Android para su trabajo en donde se instala una aplicación que permite elegir una serie de tareas, como escoger o cortar una hoja de tomates. En la entrada del invernadero, el teléfono móvil se escanea y comienza el registro. El empleado ingresa una actividad y escanea la etiqueta NFC de la fila en la que realiza el trabajo. Si cambia de fila o de actividad, el empleado debe realizar el cambio en la aplicación o escanear las nuevas etiquetas NFC.

La aplicación también informa si un empleado está recogiendo tomates, para lo cual, el empleado debe escanear la etiqueta NFC en el carrito y, por supuesto, la fila que está recogiendo. Tan pronto como los paquetes están llenos, son conducidos al departamento de logística, en donde son escaneados y pesados en una plataforma de pesaje. Para esto, se usan celdas de carga y componentes electrónicos asociados, que son suministrados por HBM. La información de las celdas de carga se pasa directamente al sistema en línea. Debido a que se conoce el peso vacío de los carros, cada empleado puede calcular qué peso de tomates ha recogido y cuánto tiempo tomó para hacerlo.

"Hemos proporcionado cuatro celdas de carga tipo HLC y la tarjeta electrónica AED, para este proyecto. Además, hemos brindado soporte técnico para el desarrollo de la aplicación y la instalación en Meer Camp ", explica Peter van Spaandonk, gerente de ventas de este proyecto en HBM Benelux. "Para nosotros, la horticultura es un mercado interesante, para el cual son concebibles muchas aplicaciones. Por ejemplo, hemos realizado un proyecto en donde la gestión del agua en el invernadero se monitorea a través de las celdas de carga. Las celdas de carga son ampliamente utilizadas en la clasificación y pesaje de las frutas y verduras, así como el control del peso de los paquetes. Para el dueño, no solo es importante el peso individual de sus productos, sino también el rendimiento en relación con el esfuerzo realizado y las materias primas utilizadas. En todos estos casos, HBM puede ser un interesante proveedor de soluciones innovadoras ".

Recompensa justa por pesar los tomates recogidos

El registro de trabajo ofrece muchos beneficios para el agricultor de tomates. Él obtiene una mejor idea del tiempo que trabajan sus empleados. Y al pesar los tomates recogidos, también sabe cuánto producto recogen los empleados de manera individual. Esta información se muestra en una pantalla en la cafetería de la granja. Los empleados con mejores resultados reciben una bonificación en forma de una compensación significativamente alta al salario.

"Creemos que esta forma de trabajar alienta a algunos de los otros empleados a trabajar un poco más duro, porque nadie quiere que se le pague menos o no se lo reconozca", dice Dirk-Pieter van der Meer, director de Meer Camp. "Esto aumenta nuestra productividad general. Nuestro objetivo es reducir los costos laborales generales en un 8 % en los próximos años ".

Según Jeffrey van Uunen, el registro también tiene beneficios para los empleados porque contribuye a una recompensa justa: "Los trabajadores que rinden mejor obtienen una bonificación en forma de un salario más alto por hora. Con nuestro sistema, puede documentarlo bien. Incluso puede usar esa información para la auditoría GRASP, que requiere que las empresas de agricultura y horticultura expliquen sus políticas de personal y condiciones de trabajo”.

Productos relacionados:

celdas-carga-hlc

Celdas de carga tipo HLC 

  transductor-aed

Tarjeta electrónica AED

 

Referencia: HBM, Aplicaciones "Load Cells Allow Picking Tomatoes by App at "Meer Camp" [documento en línea https://www.hbm.com/en/6986/meercamp-registration-system-and-weighing-modules-provide/ acceso: octubre de 2017].

 

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¿Qué son y para qué sirven las galgas extensiométricas?

     
 
   

Las galgas extensiométricas han pasado a ser la herramienta esencial en el análisis experimental de tensiones, así como en los ensayos de seguridad y en los trabajos de investigación técnica. Además de la fabricación de transductores de medición. Pero ¿sabes cómo funciona? En esta nota te decimos los principios básicos que debes conocer.

 

¿Qué es una galga extensiométrica?

Las galgas extensiométricas consisten normalmente en una lámina y un conductor eléctrico.

La base de una galga extensiométrica está hecha de una lámina de poliamida, sobre la cual se aplica una capa de constantán.

El constantán es una aleación, generalmente formada por un 55 % de cobre y un 45 % de níquel (Cu55Ni45) y se caracteriza por tener una resistencia eléctrica constante en un amplio intervalo de temperatura.

Posteriormente, se utiliza una plantilla para eliminar por decapado todas las zonas que no se desea que sean conductoras. Resultando en una rejilla de medición de constantán extremadamente delgada, unida de forma permanente a la lámina portadora. Esta rejilla de medición consiste en una “banda” con forma sinuosa, con el aspecto de un serpentín.

Principio de funcionamiento de una galga extensiométrica

Jens Boersch, jefe de equipo de gestión de productos en HBM menciona “Una galga extensiométrica mide la deformación, pero lo que realmente nos interesa es la tensión mecánica”. La tensión mecánica describe el modo en cómo se ejercen las fuerzas —internas y externas— sobre un material.

Los factores más importantes para determinar la tensión mecánica son:

a) los puntos en los que las fuerzas actúan sobre el material y

b) la intensidad de las fuerzas.

Estos estudios entran dentro de un campo de aplicación que se denomina análisis experimental de tensiones.

Cuando una galga extensiométrica se contrae, su resistencia eléctrica (Ω) se reduce; en cambio, si se estira, su resistencia aumenta.

Las galgas extensiométricas generalmente se fijan sobre varios puntos del material bajo prueba y se conectan mediante un cable a un amplificador de señal. Si la galga se estira o comprime, la resistencia eléctrica de la rejilla de medición cambia. La razón de esto es que cuando la rejilla se estira la corriente tiene que viajar una mayor distancia y el conductor por el que fluye también se vuelve más delgado, incrementando la resistencia. Debido a este cambio en la resistencia la deformación en la galga puede ser determinada y es expresada en µm/m.

La deformación también puede referirse a la compresión, en otras palabras, tensión negativa. En este caso, la resistencia se reduce proporcionalmente.

Sin embargo, la tensión no es el estrés mecánico. Para averiguar qué es, hay dos puntos importantes que deben considerarse:

1) Coeficiente de temperatura del material: Cuando la temperatura ambiente cambia también afecta al material. Este cambio es determinado por el coeficiente de temperatura. Por ejemplo; cuando un cilindro de acero se calienta éste se expande al igual que la galga extensiométrica que está adherida al cilindro. Esta tensión de material dependiente de la temperatura es precisamente lo que no queremos medir. Para compensar este efecto, las galgas extensiométricas se adaptan a un material específico y se desarrollan de tal forma que presente exactamente un comportamiento de temperatura opuesto. Al final ambos efectos se equilibran, compensando así la deformación del material, de tal forma que la galga mide solamente lo que se desea medir. Esto se conoce como una galga extensiométrica auto-compensada o galga extensiométrica con respuesta de temperatura adaptada.

2) Módulo de elasticidad o módulo de Young: Cuando un material es sometido a una carga, éste muestra una tensión mecánica, que es la fuerza dividida sobre el área del material. Pero ¿cómo se relaciona con la deformación que se registra con una galga extensiométrica? Es posible definir esta correlación en forma de una curva característica para diferentes materiales, esto se hace sometiendo muestras de materiales a cargas bajo condiciones controladas. Como regla general, una mayor tensión mecánica corresponde a un aumento de la deformación. Inicialmente, esta correlación es lineal y se conoce como intervalo elástico y la correlación se describe por el módulo de elasticidad. Sin embargo, después de un cierto punto, el material es deformado a tal fuerza que ya no es capaz de volver a su condición original. Esta deformación plástica continúa hasta que el material se rompe. Solo el intervalo lineal, en donde no se produce deformación plástica, es de interés para el análisis de esfuerzo experimental. Si se conoce el módulo de elasticidad de un material dado, se puede determinar el esfuerzo mecánico basado en la deformación: Este es el objetivo de las mediciones de las galgas extensiométricas.

No todas las galgas extensiométricas son iguales

Las principales características que distinguen a las galgas extensiométricas entre si son:

1) La geometría: La geometría de una galga extensiométrica es definida por el número de rejillas de medición que tiene y su alineación. Dependiendo de la carga del material, pueden ocurrir diferentes estados de tensión a medir: En estados de esfuerzo uniaxial solo hay una dirección de tensión conocida y se puede utilizar solo una rejilla de medición que esté alineada con la dirección del esfuerzo principal. Por otro lado, en estados de esfuerzo biaxial, ocurren múltiples direcciones de tensión al mismo tiempo; por ejemplo, tensión, presión, flexión o torsión. Además, en algunos casos se desconoce la dirección de la tensión principal, por lo que en estas aplicaciones se debe usar una galga extensiométrica con tres rejillas de medición con diferente alineación. Esto permitirá determinar las magnitudes de la tensión principal y secundaria, así como su dirección.

2) Longitud de la rejilla de medición: La longitud de la rejilla juega un papel principal durante la medición y depende tanto del material como de la aplicación. Por ejemplo, cuando se mide la curva de tensión (gradientes de tensión) en una pieza de forma muy exacta es preferible colocar varias rejillas de medición cortas una al lado de la otra para lograr una rejilla fina o analizar un punto clave con alta exactitud. Por otro lado, si lo que nos interesa es la carga general, podemos usar una rejilla de medición mucho más larga.

La superficie de los materiales también es algo sumamente importante; el hormigón, por ejemplo, es irregular y tiene pequeñas piedras incrustadas. Si la rejilla de medición es demasiado corta, las piedritas incrustadas pueden distorsionar el resultado de la medición porque se aplica un campo de tensión pequeño e independiente en ese punto. Para evitar esto, se debe usar una rejilla de medición más larga: La tensión medida se promediará sobre la longitud de la rejilla de medición.

3) Temperatura adaptada: Como lo vimos al principio de esta nota, la adaptación de la temperatura de una galga extensiométrica para un material en específico asegura que la deformación del material causada por un cambio de temperatura sea compensada.

Además de las características descritas, existen algunas otras que vale la pena considerar. Las galgas extensiométricas generalmente están disponibles con diferentes resistencias de uso común (120, 350 o 1000 ohms, etc.). Una correcta elección de la galga a menudo depende de las limitaciones de la medición, por ejemplo, las resistencias de terminación que se pueden seleccionar en el amplificador o los impulsos de interferencia previstos, el material portador, el material conductor o el tipo de conexión también puede variar. Algunas galgas extensiométricas se pueden suministrar pre-cableadas, mientras que otras tienen que ser soldadas por el usuario. Las galgas pre-cableadas tienen un menor tiempo de instalación, reduciendo los costos al momento de instalar la galga.

Existen algunos requisitos básicos que deben cumplirse para asegurar que las galgas extensiométricas funcionan correctamente. Sin embargo, lo más importante es que estén firmemente conectadas con el material para que realmente participen en cada deformación. Debido a esto, las galgas generalmente se pegan con un adhesivo o en ocasiones se sueldan al material bajo prueba.

Algunos puntos también deben ser considerados al seleccionar un adhesivo, ya que por supuesto la consistencia del adhesivo cambia con las variaciones de temperatura. La instalación de la galga en el material es una pequeña ciencia en sí misma: por ejemplo, no se permiten burbujas de aire entre la galga extensiométrica y el material o entre la galga y el adhesivo.

Si quieres conocer más sobre la instalación de las galgas te recomendamos leer nuestro artículo ¿Cómo instalar una galga extensiométrica? →

También es importante considerar que no se puede usar una galga extensiómetrica por si sola; ya que los cambios en la resistencia son tan pequeños que siempre tienen que ser amplificados antes de que puedan medirse en absoluto y esto se hace usando un amplificador de señal, los cuales están disponibles en diferentes modelos dependiendo del tipo de aplicación.

Es importante recalcar que también existen nuevas tecnologías de galgas extensiométricas como, por ejemplo, los sensores de red de Bragg en fibra óptica (FBG), que funcionan de una forma radicalmente distinta, pero de eso hablaremos en otro artículo.

 

Referencia: HBM. Aplicaciones "¿Cómo funcionan las galgas extensométricas?" [documento en línea https://www.hbm.com/es/6791/como-funcionan-las-galgas-extensometricas/ acceso: agosto de 2017].

 

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¿Sabes qué es la cavitación?

     
 
 
 

 

La cavitación es una fuente primaria del ruido de la hélice. El ruido es causado por algo así como la explosión de burbujas, pero de hecho no son burbujas de aire y realmente no están explotando. Están implosionando burbujas de vapor.

 

¿De dónde proviene el vapor?

Para obtener el vapor, primero debemos hervir agua ¿Cierto? Pero si el agua hierve a 100 °C ¿Cómo podemos formar vapor en agua que se encuentra por debajo de los 100 °C? La respuesta es que el agua hierve a 100 °C al nivel del mar, en donde la presión de la atmósfera es de aproximadamente 101 kPa. Si la presión aumenta, por ejemplo, a 200 kPa, el punto de ebullición aumenta hasta alrededor de 120 °C. Del mismo modo, si la presión se reduce, el punto de ebullición también lo hace. Así que, si la presión cae alrededor de 1.2 kPa, el punto de ebullición caerá a aproximadamente 10 °C.

Además del ruido, cuando una burbuja de aire implosiona crea un "micro-chorro" que conforme pasa el tiempo puede dar lugar a un daño considerable a materiales que se encuentran alrededor.

 


Formación de burbujas en agua fría

Cuando las palas de la hélice giran, se producen discrepancias de presión. Del lado del aspa que empuja en sentido contrario del agua, la presión aumenta. Pero del otro lado del aspa, la presión disminuye y entre más rápido giren las aspas, mayor es la caída de la presión. Si la presión cae lo suficiente, el agua en esa zona comienza a hervir.

¿Y el ruido?

La zona de baja presión está localizada alrededor de la hélice, así que cuando las burbujas se alejan de esa zona vuelven a la presión normal sin importar la profundidad. Esto hace que vuelvan rápidamente del gas al líquido y dado que el gas ocupa más espacio que el líquido, las burbujas implosionan y crean una gran cantidad de ruido.

¿Quieres saber más sobre la cavitación? Te invitamos a ver este video.

 

 

Referencia: Brüel & Kjaer. Waves Articles "What is cavitation?" [documento en línea www.bksv.com acceso: julio de 2017]. 

 
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