カテゴリー: category_es

¿Qué es una Fresadora Horizontal?

La fresadora horizontal es una máquina utilizada para procesar objetos mediante el uso de una cuchilla llamada fresa, que se monta en un husillo y gira. Existen diferentes tipos de fresadoras, como las fresadoras horizontales, en las cuales el husillo se encuentra montado lateralmente al suelo. Estas fresadoras se clasifican según la dirección en la que está ubicado el husillo y las diferencias en su funcionamiento, como si la mesa o el husillo se mueven.

Aunque la mayoría de las fresadoras son verticales, las fresadoras horizontales son especialmente adecuadas para el mecanizado de ranuras, orificios, cortes, etc. Además, pueden mecanizar caras laterales que no son posibles de realizar con otros tipos de fresadoras.

Las herramientas de corte que se montan en el husillo se pueden clasificar de manera general en taladros y vástagos. El tipo de mecanizado que se puede realizar en una fresadora puede ser modificado cambiando el filo de corte de las herramientas.

Usos de las Fresadoras Horizontal

En las fresadoras horizontales se utilizan diferentes tipos de fresas, como las fresas planas, laterales o cuadradas. Sin embargo, las fresas planas no son eficaces para el fresado plano en este tipo de máquinas.

Las fresadoras horizontales suelen emplear fresas laterales, ya que son ideales para cortar ranuras, escalones y mecanizar los laterales de las piezas. El mecanizado puede variar al cambiar la forma de los filos de corte en ambos lados de la fresa.

Por otro lado, las fresadoras cuadradas poseen aristas de corte anguladas en su circunferencia, lo que les permite mecanizar ranuras en forma de V cortando en dos lugares al mismo tiempo.

En cuanto al tipo de mango, se refiere a una herramienta en forma de varilla, similar a una fresa, que cuenta con un filo de corte en la punta. Esta herramienta se utiliza para realizar agujeros y ranuras en las piezas a mecanizar.

Principio de las Fresadoras Horizontales

En una fresadora, el objeto a mecanizar se fija a la máquina y se coloca una cuchilla llamada fresa en el husillo, el cual se encuentra montado horizontalmente al suelo, en línea con el proceso. El husillo hace girar la fresa a alta velocidad en dirección opuesta a la de un torno.

Durante el fresado con una fresadora, se utiliza una superficie como referencia y la fresa se coloca en contacto ligero con el objeto. La parte ligeramente rectificada se establece como punto cero, y a partir de ahí se rectifica toda la superficie para llevar a cabo el mecanizado.

La estructura de una fresadora horizontal difiere de una fresadora vertical en que el husillo gira lateralmente en relación al suelo, lo que permite cambiar la dirección y la transmisión de la fuerza. Esto posibilita el mecanizado de orificios profundos, algo que no es posible con una fresadora vertical. Además, la fresadora horizontal permite el mecanizado lateral, una tarea que solo puede realizarse con este tipo de máquina.

Asimismo, se han desarrollado los centros de mecanizado horizontales, derivados de las fresadoras horizontales. Estos centros de mecanizado permiten que la mesa gire 360° bajo control numérico, lo que posibilita el mecanizado de las cuatro caras de una pieza mediante la rotación de la mesa.

Una ventaja significativa de los centros de mecanizado horizontales es que permiten mecanizar la cara posterior de una pieza sin necesidad de retirarla de la máquina.

Más Información sobre las Fresadoras Horizontales

1. Características de las Fresadoras Horizontales

Las fresadoras horizontales se caracterizan porque el husillo mecaniza horizontalmente a la pieza, de modo que las virutas desprendidas durante el mecanizado no se acumulan en la pieza ni en la plantilla a la que está fijada.

Si se acumulan demasiadas virutas en la pieza, se producen varios inconvenientes, como la reducción de la visibilidad, arañazos en la plantilla y la pieza, daños en la herramienta de corte y la generación de filos de corte de componentes, que deben limpiarse regularmente o soplarse con un soplador.

La resistencia a la acumulación de virutas de las fresadoras horizontales se utiliza en aplicaciones en las que el mecanizado se realiza de forma continua durante un periodo de tiempo relativamente largo, como el grabado de troqueles.

La función de cambio automático de palets permite un funcionamiento continuo sin necesidad de cambiar las configuraciones.

2. Puntos a Tener en Cuenta sobre las Fresadoras Horizontales

Si está acostumbrado a manejar una fresadora vertical, es fácil confundirse con la dirección X/Y, por lo que accionar el asa y comprobar la dirección X/Y mientras se trabaja ayudará a evitar accidentes.

Además, debido a la naturaleza horizontal del montaje de la herramienta de corte, si se monta una herramienta de corte pesada con un soporte largo, se desviará por efecto de la gravedad, lo que provocará una pérdida de precisión y rigidez. Por lo tanto, la longitud del portaherramientas debe ser lo más corta posible para sujetar la fresa, en comparación con las fresadoras verticales.

La dirección y la presión del refrigerante también deben ajustarse teniendo en cuenta que la gravedad dificulta que el chorro de refrigerante procedente del husillo alcance el filo de corte, lo que constituye un punto débil exclusivo de las fresadoras horizontales.

¿Qué es un Calibrador?

Un calibrador es un dispositivo o instrumento utilizado para ajustar y verificar la precisión de equipos de medición.

La calibración es un proceso que implica comparar la precisión de un instrumento de medición con una referencia confiable y determinar las desviaciones o errores en los valores que muestra. Estas desviaciones se conocen como “errores instrumentales” y representan las diferencias individuales en un instrumento de medición. Dado que todos los instrumentos de medición tienen pequeñas discrepancias inherentes, comprender y tener en cuenta estos errores es importante.

Los errores instrumentales también pueden variar debido a factores ambientales y al deterioro del instrumento con el tiempo. Por lo tanto, es necesario calibrar los instrumentos periódicamente para garantizar su precisión. 

Principio de los Calibradores

El proceso de calibración implica medir las características del calibrador mismo, como su masa o dimensiones, o la salida del calibrador, como la corriente, utilizando el instrumento de medición que se desea calibrar. Por ejemplo, una balanza electrónica (instrumento de medición) puede pesar un peso conocido (calibrador), o un micrómetro (instrumento de medición) puede medir un calibrador de bloque.

La diferencia entre el valor medido obtenido y el valor asignado por los calibradores es el error instrumental. La calibración se considera completa una vez que se conoce esta diferencia instrumental. La operación de calibración se basa en la premisa de que el calibrador utilizado esté correctamente valorado y sea una referencia confiable.

Usos de un Calibrador

Los calibradores se utilizan para determinar el estado y la precisión del instrumento de medición que se va a calibrar. La calibración suele realizarse de forma periódica.

Sin embargo, también es necesario calibrar el propio calibrador. Debido a la carga que supone el mantenimiento del calibradores, una opción para la calibración periódica es subcontratarla a un especialista. Por otro lado, los calibradores también pueden utilizarse para la autoinspección de los instrumentos de medida, aunque esto tiene un significado distinto de la calibración original.

Las comprobaciones diarias se realizan con el fin de detectar cualquier pérdida significativa de precisión en el instrumento de medición. Por otro lado, la calibración formal se lleva a cabo generalmente una vez cada seis meses aproximadamente. También en este caso, el calibrador debe calibrarse periódicamente.

Más Información sobre Calibradores

1. Calibradores y Trazabilidad

Los calibradores tienen la propiedad de ser patrones para la calibración de instrumentos de medida. Al ser patrones, necesitan una referencia que indique el patrón (valor adecuado). Esto significa que el calibrador debe ser calibrado por un patrón de nivel superior.

A continuación, los patrones de nivel superior son calibrados por los patrones de nivel inmediatamente superior, culminando en el instrumento patrón de mayor rango del país. La medición (metrología) está controlada por el Estado y los patrones nacionales de mayor rango del país están bien controlados por el Estado (patrones nacionales de medición).

Este vínculo con los patrones se denomina “trazabilidad”. Esto significa que los resultados de mediciones similares pueden compararse en cualquier punto del país. Los países, incluido Japón, comprueban la intercambiabilidad de sus estándares, por ejemplo con el Comité Internacional de Pesas y Medidas.

2. Precisión del Calibrador

Se utilizan calibradores que son más precisos que el equipo a calibrar. Esto se debe a que permite un control más adecuado y práctico. En otras palabras, una comprensión de baja precisión del tamaño de la discrepancia no es útil para medir con la exactitud que el equipo a calibrar puede demostrar originalmente.

3. Ejemplo de Calibración Micrométrica

Como ejemplo de calibración, tomemos el micrómetro como instrumento de medida y la jaula de bloques como calibradores.

• Instrumento de medida: micrómetro
• Calibrador: calibrador de bloque.

La unidad más pequeña de un micrómetro es 1 μmm = “1/1000 de milímetro”. La condición para un calibradores es que sea más preciso que un instrumento de medida, por lo que la unidad más pequeña para un calibre de bloque es 0,1 µmm => “1/10000 de milímetro”.

De este modo, el calibradores, el calibre de bloque, se hace más preciso. Antes y después de la medición, el micrómetro puede calibrarse con un calibre de bloque para determinar el error. Realizar esta operación antes y después de la medición proporciona los resultados de calibración más fiables.

Dependiendo de su política de control de las mediciones, es posible que desee calibrar regularmente en lugar de cada medición, y mantener un registro como referencia. La calibración periódica le permite estimar el estado del sistema mientras tanto.

Por otro lado, si las mediciones se realizan sin ningún tipo de calibración, los valores medidos no son fiables porque no se conocen los errores. Además, la calibración del calibrador de bloque, que sirve de calibrador, debe realizarse con un calibrador que sea aún más preciso que el calibrador de bloque.

4. Sistema de Registro de Proveedores de Servicios de Calibración

El sistema de trazabilidad (Japan Calibration Service System, JCSS) estipulado por la Ley de Medición japonesa incluye un sistema de registro para los proveedores de servicios de calibración. El registro es voluntario, pero los criterios de registro son la conformidad con los requisitos de las leyes y reglamentos relacionados con la Ley de Medición y la norma internacional de medición ISO/IEC 17025.

JCSS participa en el sistema de reconocimiento mutuo (MRA) de la Cooperación de Acreditación Asia-Pacífico (APAC) y la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios (ILAC), y sus resultados de calibración se aceptan en los países miembros de estos sistemas de reconocimiento mutuo.

¿Qué son los Tanques de Separación?

Los tanques de separación tienen como función principal separar el agua del aceite, y también pueden ser conocidos como colectores de grasa o de gasolina. Esto se logra aprovechando la diferencia de gravedad específica entre el aceite y el agua. El aceite flota en relación con el agua debido a esta diferencia de densidad, y luego se absorbe utilizando esteras de adsorción.

Adicionalmente, para reducir gradualmente la cantidad de aceite y eliminar impurezas, se utilizan tanques separadores con placas de blindaje y se los hace pasar en secuencia.

Usos de los Tanques de Separación

Los tanques de separación se utilizan para separar el aceite y el agua de las aguas residuales. En los últimos años, con el aumento de la concienciación sobre los daños medioambientales y la legislación, se han introducido tanques de separación de agua y aceite en diversos lugares donde puede derramarse petróleo. En particular, se utilizan mucho en fábricas de automóviles, talleres de mantenimiento de automóviles, gasolineras, lavaderos de coches y otros lugares donde se realizan trabajos relacionados con el automóvil.

La aplicación de la Ley de Alcantarillado también exige la instalación de tanques de separación de agua y aceite en las cocinas de los restaurantes y otros lugares donde pueda derramarse aceite a la red de alcantarillado.

Principio de los Tanques de Separación

El principio de funcionamiento de un tanque de separación de aceite-agua se basa en aprovechar la propiedad de hundimiento del agua, que tiene un peso específico mayor que el del aceite, para lograr la separación entre ambos.

El interior del tanque se divide en cuatro secciones mediante blindaje. En el primer paso, el agua pasa por un colector de polvo que elimina basura y sustancias extrañas, evitando el exceso de residuos en el tanque. Luego, en la parte superior de los tanques, se utiliza una estera de adsorción para absorber el aceite que flota en la superficie.

El flujo entre los depósitos se realiza a través de escudos y tubos dispuestos en direcciones alternas para asegurar una separación eficaz. Algunos productos incorporan un verificador de aceite en el último depósito para asegurarse de que no queden restos de aceite antes de vaciarlo.

Es importante realizar un mantenimiento regular de los tanques de separación para evitar la acumulación de lodo y residuos, lo que podría afectar su capacidad de purificación.

Los productos con FRP en el interior del tanque son especialmente fáciles de instalar debido a su resistencia a la corrosión y su facilidad de mecanizado.

¿Qué son los Dispersantes?

Los dispersantes son agentes que se utilizan para lograr una dispersión uniforme de partículas en un medio y mantener un estado de dispersión estable sin que se vuelvan a aglomerar.

Existen dos tipos principales de dispersantes: los dispersantes de tipo tensioactivo y los dispersantes de tipo polimérico. Los dispersantes de tipo tensioactivo contienen grupos hidrófilos e hidrófobos, y se clasifican en aniónicos, catiónicos o no iónicos, dependiendo del componente del grupo hidrófilo.

Principio de los Dispersantes

Los dispersantes ejercen dos tipos de efectos para lograr la dispersión de partículas en un líquido: la repulsión electrostática y la repulsión por impedimento estérico. Cuando las partículas están dispersas en un líquido, actúan dos fuerzas: la repulsión electrostática, que proviene de la carga en las superficies de las partículas, y la fuerza de van der Waals, una fuerza de cohesión. La magnitud de estas dos fuerzas determina si las partículas se mantienen dispersas o se aglomeran. En otras palabras, las partículas se aglomeran y sedimentan cuando la fuerza de van der Waals es mayor que la fuerza de repulsión electrostática.

1. Repulsión Electrostática

Las partículas de un dispersante están cargadas, y los iones de carga opuesta rodean a las partículas por su superficie exterior. Esta capa de carga e iones contrarios en la superficie de las partículas se denomina doble capa eléctrica. Cuando esta doble capa eléctrica se espesa con el dispersante, la fuerza de repulsión entre las dobles capas eléctricas entre las partículas aumenta y se suprime la aglomeración.

2. Repulsión por Impedimento Estérico

Un dispersante polimérico de gran peso molecular se adsorbe en la superficie de la partícula, formando una capa coloidal protectora e impidiendo que las partículas se aglomeren. A medida que aumenta el número de moléculas, la estructura se vuelve más voluminosa, y cuanto más voluminosas se vuelven las partículas, menos probable es que se acerquen unas a otras, lo que conduce a la estabilización de la dispersión.

Cuando se utilizan disolventes orgánicos como disolventes de dispersión, la fuerza de repulsión de las cargas es más débil que en los sistemas acuosos. Por tanto, se recurre a la dispersión por repulsión de impedimentos estéricos. Al seleccionar un dispersante a base de polímeros, además de la estructura molecular es importante el peso molecular. Cuanto mayor sea el peso molecular, mayor será el efecto coloidal protector, pero si el peso molecular supera varios cientos de miles, la molécula dispersante se adsorbe en dos o más partículas, provocando el avance de la aglomeración, por lo que debe seleccionarse un peso molecular adecuado.

Tipos de Dispersantes

Los tipos de dispersantes incluyen dispersantes de tipo surfactante, dispersantes de tipo polimérico y dispersantes de tipo inorgánico. Dentro de éstos, los dispersantes se clasifican a su vez en aniónicos, catiónicos y no iónicos.

¿Cómo Elegir unos Dispersantes?

La elección del dispersante depende de la calidad de la dispersión, el medio dispersante y la concentración de dispersión, pero los tres puntos siguientes son importantes a la hora de dispersar en agua:

• Seleccione un dispersante que se disuelva bien en el agua y sea fácilmente absorbido por el dispersante a dispersar.
• Cuanto menor sea el tamaño de la partícula, mayor será la cohesión y más difícil su dispersión, por lo que se debe utilizar un tipo de tensioactivo con buenas propiedades humectantes que reduzca la energía interfacial.
• Cuando la concentración de la dispersión es alta, resulta eficaz un tipo de polímero que tenga un efecto de repulsión por impedimento estérico.

Más Información sobre Dispersantes

Diferencias entre las Funciones de los Dispersantes y la Dispersión

Una función distinta de la dispersión de los dispersantes es la mejora de la humectabilidad del material base. En el caso de pinturas y recubrimientos, cuando la pintura se aplica a la superficie que se va a recubrir, dependiendo de la combinación, la humectabilidad puede ser deficiente y la pintura puede descascarillarse.

La causa del descascarillado es la tensión superficial, que es la fuerza que reduce al máximo el área de contacto entre el líquido y el objeto recubierto. Añadir un dispersantes reduce la tensión superficial y permite que la pintura se extienda más fácilmente sobre la pieza de trabajo.

¿Qué son los Espectrorradiómetros?

Los espectrorradiómetros son dispositivos que permiten analizar la luz (radiación) emitida por una sustancia mediante espectroscopia.

Al separar y detectar la luz en diferentes longitudes de onda y frecuencias, es posible estudiar la composición y propiedades de una sustancia. Aunque dos fuentes luminosas puedan parecer del mismo color al ojo humano, pueden tener radiancias espectrales diferentes.

Esto significa que al iluminar un conjunto de objetos, dos fuentes luminosas con diferentes radiancias espectrales pueden parecer del mismo color, pero al iluminar otro conjunto de objetos, pueden percibirse como colores distintos. Para evitar este fenómeno, es fundamental medir la radiancia espectral utilizando un espectrorradiómetro.

Usos de los Espectrorradiómetros

Los espectrorradiómetros tienen diversas aplicaciones en campos como el análisis químico, investigación de materiales, monitoreo ambiental, ciencias de la vida y astronomía. En el análisis químico, se utilizan para analizar la composición de sustancias, medir concentraciones de elementos y compuestos en soluciones y gases, y caracterizar pantallas e iluminación que utilizan fuentes de luz.

Al medir y reproducir la “radiancia espectral” en lugar del “color visto por el ojo humano”, se logra una reproducción precisa del color en diversas condiciones. En pantallas e iluminación, el color completo se logra mediante fuentes de luz en los tres colores primarios: rojo, azul y verde.

Para representar el color con precisión, es necesario medir y reproducir las tres fuentes de luz de colores primarios a nivel de radiancia espectral y distribuirlas adecuadamente. Esto permite obtener colores precisos en una amplia gama de situaciones.

Características de los Espectrorradiómetros

Los espectrorradiómetros representan cuantitativamente la luz en la escala de la radiancia espectral. La cantidad medida por un espectrorradiómetros es la “radiancia espectral”. Las unidades son W/sr/m2/nm-1 (vatios por estereorradián por metro cuadrado por nanómetro).

En general, la luz emitida por una fuente luminosa puede ser “intensa” o “débil”. De las escalas para medir esta “intensidad”, la “radiancia” es la métrica que tiene en cuenta la “intensidad de la luz emitida paralelamente a un plano”. A diferencia del flujo radiante (unidad W: vatios), que tiene en cuenta la superficie, la radiancia (unidad W/sr/m2) no tiene en cuenta la superficie ni el ángulo sólido.

La radiancia tiene la característica de variar con la longitud de onda y se expresa en términos de longitud de onda como “radiancia espectral”. Para medir la radiancia espectral, la luz emitida por una fuente luminosa se descompone (espectralmente) en longitudes de onda mediante una rejilla de difracción, y la luz separada espectralmente es recibida por un sensor. A continuación, la luz recibida se convierte en una señal eléctrica y se determina la radiancia espectral.

Muchos espectrorradiómetros están equipados con una unidad aritmética, que puede calcular valores como la luminancia (en oposición a la radiancia), el valor triestímulo XYZ y la coordenada de cromaticidad xy.

Tipos de Espectrorradiómetros

Entre los tipos específicos de espectrorradiómetros se incluyen los siguientes:

1. Espectrofotómetros

Se trata de un instrumento para medir la luz a longitudes de onda específicas absorbida por una sustancia y cuantificar la absorbancia (absorbancia) de esa luz. Los espectrofotómetros se utilizan ampliamente para analizar la concentración de sustancias y el progreso de las reacciones.

2. Espectrofluorómetro

Instrumento utilizado para medir la luz de fluorescencia reemitida por la excitación de la luz absorbida por una sustancia. Los espectrofluorómetros se utilizan ampliamente para analizar las propiedades y la concentración de sustancias.

3. Analizadores Espectroinfrarrojos

Este equipo se utiliza para analizar la composición y la estructura de una sustancia midiendo el espectro de la radiación infrarroja absorbida por la sustancia. Los analizadores espectroscópicos de infrarrojos se utilizan ampliamente en campos como el análisis químico y la investigación de materiales.

¿Qué son los Espectrofotómetros?

Los espectrofotómetros son dispositivos que dividen la luz en diferentes longitudes de onda, la irradian sobre una muestra y miden la cantidad de luz transmitida y reflejada por la muestra. Son herramientas versátiles utilizadas en diversos campos como investigación, desarrollo, control de calidad y análisis químico.

Existen diferentes tipos de espectrofotómetros, como el espectrofotómetro ultravioleta de vacío (VUV), el espectrofotómetro ultravioleta-visible (UV-Vis) y el espectrofotómetro de infrarrojos (IR). Cada uno de ellos utiliza la luz en un rango de longitudes de onda específico para obtener distintos tipos de información sobre la muestra analizada.

Principio de los Espectrofotómetros

Los espectrofotómetros detectan la luz transmitida o reflejada por una muestra y generan un espectro correspondiente. Estos espectros ofrecen diversas informaciones sobre la muestra, como análisis cuantitativo basado en las intensidades de los picos, análisis cualitativo según las formas de onda espectrales, y evaluación de estados electrónicos, estructuras moleculares y propiedades de los materiales.

El instrumento consta de una fuente de luz, una sección de espectroscopia, una sección de muestra y un detector. La fuente de luz emite luz para el análisis, utilizando tubos de descarga de deuterio para la región ultravioleta y lámparas de tungsteno para las regiones visible e infrarroja cercana.

El espectrógrafo selecciona la luz de una longitud de onda específica a partir de la luz de la fuente mediante filtros, prismas o rejillas de difracción. La sección de muestra contiene la célula que contiene la muestra a medir y está hecha principalmente de vidrio o cuarzo.

El detector convierte la luz transmitida por la muestra en una señal eléctrica. Los tipos de detectores incluyen fotosemiconductores (fotocélulas) y tubos fotomultiplicadores (fotomultiplicadores). Con todas estas partes, el espectrofotómetro es capaz de proporcionar valiosa información sobre las muestras analizadas.

Tipos de Espectrofotómetros

Los espectrofotómetros irradian una muestra con luz y pueden examinar la longitud de onda y la absorción de la luz transmitida y reflejada. Existen varios tipos de equipos en función de la luz irradiada. En esta sección se ofrece una visión general de tres espectrofotómetros: espectrofotómetro ultravioleta de vacío, espectrofotómetro UV-visible y espectrofotómetro de infrarrojos.

1. Espectrofotómetros Ultravioleta de Vacío (VUV)

Este instrumento utiliza la luz en la región ultravioleta de vacío (por debajo de 200 nm) como fuente luminosa para examinar la luz transmitida a través de los materiales y reflejada por éstos. La luz en la región ultravioleta del vacío es absorbida por las moléculas de oxígeno y nitrógeno, por lo que las mediciones deben realizarse en condiciones de vacío. Se utiliza para evaluar las propiedades de los materiales.

2. Espectrofotómetros Ultravioleta-Visible (UV-Vis)

Este instrumento utiliza luz ultravioleta (200-380 nm) y luz visible (380-780 nm) como fuente luminosa para examinar la luz transmitida y reflejada por un material. Puede utilizarse para el análisis cualitativo y cuantitativo de los componentes de las muestras. 

3. Espectrofotómetros de Infrarrojos (IR)

Existen dos tipos de espectrofotómetros IR: espectrofotómetros de infrarrojo cercano que utilizan luz de infrarrojo cercano (780-2500 nm) y espectrofotómetros de infrarrojo medio que utilizan luz de infrarrojo medio (2500-25000 nm). Pueden utilizarse para estimar enlaces moleculares y grupos funcionales y para el análisis cuantitativo de componentes.

Los espectrofotómetros especiales incluyen los espectrómetros Raman, que detectan la luz Raman dispersa de una muestra para identificar la estructura molecular del material y evaluar sus propiedades físicas, y los espectrofotómetros infrarrojos por transformada de Fourier, que utilizan un interferómetro para detectar simultáneamente luz no dispersiva en todas las longitudes de onda y calcular cada componente de longitud de onda realizando una transformada de Fourier ( Fourier Transform Infrared Spectroscopy: FT-IR), que detecta simultáneamente luz en todas las longitudes de onda de forma no dispersiva mediante un interferómetro y calcula cada componente de longitud de onda mediante una transformada de Fourier.

Más Información sobre los Espectrofotómetros

1. De Haz Simple y de Haz Doble

La óptica de los espectrofotómetros varía mucho en función de su finalidad. A modo de ejemplo, se describen los sistemas de haz único y de doble haz.

La óptica monohaz (monocromática) se refiere a un sistema óptico en el que la luz monocromática (luz de una sola longitud de onda) es iluminada por un monocromador y la luz reflejada o transmitida es detectada por un detector. Como la configuración del sistema óptico es muy sencilla, puede obtenerse a un coste relativamente bajo. Sin embargo, también es un sistema óptico propenso a errores a lo largo del tiempo debido a la deriva causada por las fluctuaciones de la fuente de luz y el autocalentamiento del dispositivo, etc. A pesar de su simplicidad, no es adecuado para mediciones que requieren un alto grado de precisión debido a los elevados errores de medición.

El método de doble haz mejora estos inconvenientes. En el método de doble haz, la luz dividida espectralmente por el monocromador se divide en una luz de muestra y una luz de referencia mediante un semiespejo o similar. La luz de muestra se ilumina sobre la muestra y, al igual que en el sistema de haz único, la luz reflejada y transmitida se detecta mediante un detector. Por otra parte, la luz de referencia se utiliza para compensar la deriva causada por el instrumento.

Como tanto la luz de referencia como la de muestra contienen errores inducidos por el instrumento, la señal obtenida de la luz de referencia se procesa frente a la señal obtenida de la luz de muestra para anular los efectos.

2. Directrices para el Mantenimiento Diario de los Espectrofotómetros

Uno de los problemas que pueden plantear los instrumentos de medida es el mantenimiento y la garantía de su precisión. Los espectrofotómetros no son una excepción a este problema. Las inspecciones diarias son esenciales, ya que es demasiado tarde para tomar contramedidas después de que se haya producido un fallo.

A modo de guía, aquí tiene algunos indicadores importantes para los espectrofotómetros. El control diario de estos indicadores puede conducir a la detección precoz de anomalías.

Precisión de la longitud de onda
Se refiere al error entre la longitud de onda detectada por el instrumento y la longitud de onda de la fuente de luz. La precisión de la fuente de luz o del detector puede comprobarse realizando inspecciones rutinarias.

Repetibilidad de la longitud de onda
Se refiere a la variación de la longitud de onda cuando se mide repetidamente la misma longitud de onda. El error se controla mediante la varianza, la desviación típica y el valor medio.

Resolución
Evalúa el ancho de banda cuando se mide luz monocromática. Existen varias definiciones de ancho de banda, pero aquí se controla mediante FWHM.

Luz parásita
Se refiere a la luz en longitudes de onda distintas de la longitud de onda objetivo obtenida del dispositivo. Si no se define la luz parásita, la corrección del espectro obtenido será opaca.

¿Qué son unos Liofilizadores?

Son un dispositivo para eliminar el agua de una muestra en estado congelado.

Los tres componentes básicos de un liofilizador son:

• Cámara (cámara de secado): contiene y seca la muestra
• Trampa de enfriamiento: recondensa y recoge el vapor de agua evaporado en el condensador
• Bomba de vacío: reduce la presión en el interior del aparato

El sistema elimina el agua y los disolventes despresurizando la muestra precongelada en la cámara y sublimando el hielo. La muestra puede secarse con cambios estructurales mínimos.

Usos de los Liofilizadores

Se utilizan para materiales que no se puede evitar que se deterioren debido a los efectos de la humedad en la muestra durante el almacenamiento a largo plazo a temperatura ambiente, almacenamiento refrigerado o almacenamiento congelado.

Las muestras liofilizadas pueden almacenarse durante largos periodos a temperatura ambiente si están selladas. Además, el coste de mantenimiento del equipo durante el almacenamiento es menor que con otros métodos de almacenamiento.

Los usos específicos incluyen:

1. Productos Alimenticios

Los alimentos liofilizados son productos que se fabrican por liofilización. Entre ellos se encuentran el café instantáneo, la sopa de miso y, más recientemente, la comida espacial y las raciones de emergencia. Entre sus ventajas se incluyen la conservación a largo plazo, el hecho de ser secos y ligeros, lo que los hace adecuados para el transporte, y el hecho de que no cambian fácilmente de sabor.

2. Productos Farmacéuticos

Como se puede pulverizar sin calentar, se utiliza para producir medicamentos inyectables, como preparados de proteínas y enzimas termosensibles. También se está investigando el uso de liofilizadores para conservar el esperma animal.

Principios de los Liofilizadores

El proceso de los liofilizadores es el siguiente.

1. Se realiza una precongelación para garantizar que la muestra está suficientemente congelada.
2. La muestra congelada se almacena en la cámara (cámara de secado).
3. Congelación primaria: la bomba de vacío se utiliza para despresurizar la cámara y crear un vacío, lo que permite sublimar el disolvente de la muestra. En el tipo estante, la energía calorífica perdida por la sublimación se compensa calentando los estantes, lo que permite un secado eficaz.
4. Congelación secundaria: en el método de estante, la temperatura del estante se eleva para eliminar el agua incorporada como anticongelante (agua ligada) en los componentes del soluto. Se trata de un proceso relativamente corto.
5. Se libera la descompresión y se retira la muestra. En los liofilizadores de estante, el uso de un estante con tapón y un vial con tapón permite tapar el vial antes de que se libere la descompresión.

El vapor de agua sublimado se enfría en un dispositivo denominado trampa de enfriamiento y se recoge de nuevo en forma de hielo. En este punto, cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre la cámara de secado y la trampa de enfriamiento, más rápido se produce el secado.

En el caso de los productos alimentarios, las ventajas son que son fáciles de disolver y de devolver con agua o agua hirviendo, pero una vez roto el precinto, son más propensos a oxidarse, absorber humedad y deteriorarse con mayor facilidad.

Tipos de Liofilizadores

Existen dos tipos principales de forma de liofilizadores: el “tipo colector” y el “tipo estante”.

También están disponibles en una amplia gama de tamaños, desde los pequeños utilizados a escala de laboratorio hasta los grandes utilizados en producción. Las capacidades de secado varían mucho, desde 150 ml en los modelos más pequeños hasta más de 100 litros en los más grandes.

1. Tipo Colector (Manifold Type)

Relativamente a pequeña escala y adecuado principalmente para la investigación básica, mientras que el tipo estantería puede utilizarse desde pequeña a gran escala.

2. Tipo Estante

La temperatura puede controlarse calentando los estantes. La energía térmica necesaria para la sublimación puede ser compensada por la muestra, lo que permite un secado eficaz de la misma. Algunos productos de tipo estante también están equipados con una función de taponado. Utilizando un vial de taponado como recipiente de la muestra y activando el estante de taponado, el taponado puede realizarse automáticamente mientras se mantiene el vacío en la cámara.

¿Qué son los Enfriadores?

Son una sección de refrigeración utilizada en un intercambiador de calor y está formada por tubos en forma de espiral o similar. Las espirales son la forma más común, pero también existen otras formas y se diseñan en función del equipo y la finalidad.

El refrigerante fluye por los tubos de los enfriadores para enfriar el objeto, y se utiliza principalmente agua como refrigerante. El refrigerante que fluye a través de los enfriadores se calienta por intercambio de calor, por lo que la temperatura de este refrigerante debe reducirse. Para ello, suelen utilizarse junto con enfriadoras.

Usos de los Enfriadores

Los enfriadores se utilizan para regular la temperatura del agua en depósitos de agua y ayudan a bajar la temperatura de los depósitos de agua cuando la temperatura del agua sube con el aumento de las temperaturas, como en verano.

También se utilizan para controlar la temperatura de los líquidos utilizados como materia prima para la alimentación de diversos equipos de planta. Los Enfriadores se utilizan sumergiéndolos directamente en el líquido a enfriar, lo que tiene un gran efecto refrigerante y permite un control estable de la temperatura. Las materias primas deben mantenerse a una temperatura constante, ya que de lo contrario podrían cambiar o volverse muy reactivas, lo que daría lugar a productos desiguales. Para evitarlo, se utilizan serpentines de refrigeración que garantizan un buen control de la temperatura.

Principios de los Enfriadores

Hay que tener en cuenta varios puntos para eliminar eficazmente el calor de los objetos calientes y enfriarlos. En primer lugar, un líquido con gran capacidad calorífica y baja temperatura debe fluir lo más rápido posible, y debe aumentarse, por ejemplo, la superficie de la tubería por la que circula el refrigerante. Si el objeto caliente es un líquido o un gas, la agitación también es eficaz. Los enfriadores tienen una forma compleja, como una espiral, porque se aumenta el área de la tubería para mejorar la eficiencia de la refrigeración.

Las tuberías para el agua de refrigeración suelen ser de cobre, que es un material bueno, barato y fácil de procesar, con una alta conductividad térmica. Sin embargo, el cobre es susceptible a la corrosión y al calor, por lo que si el objetivo de la refrigeración es un líquido o gas que podría corroer el cobre o está a alta temperatura, se utiliza un material más duradero como el acero inoxidable.

La cantidad de calor eliminada del objeto de refrigeración puede calcularse fácilmente, basándose en la cantidad de agua que fluye y el aumento de temperatura medido: si la temperatura del agua de refrigeración aumenta 1°C cuando fluye 1 litro de agua de refrigeración por minuto, esto significa que se elimina 1 kcal de calor por minuto.

El agua se utiliza a menudo como refrigerante, pero el hidrógeno se utiliza a veces como refrigerante gaseoso con gran capacidad calorífica y efecto refrigerante.

¿Qué son unos Micrómetros de Interiores?

Son un instrumento de medida utilizado para medir el tamaño del diámetro interior de un orificio. Aunque los distintos fabricantes de instrumentos de medición pueden darles nombres diferentes, aquí se tratan como instrumentos de medición que entran en contacto con el objeto que se va a medir.

Existen tres tipos principales de micrómetros de interiores. El segundo tipo utiliza un reloj comparador para indicar la cantidad de presión sobre el elemento de medición y mide el diámetro, y el tercer tipo es un micrómetro de varilla que mide el diámetro mayor indicando la parte del diámetro interior en dos puntos.

Dependiendo del fabricante del instrumento de medida, un micrómetro de interiores puede referirse únicamente a un instrumento de tipo bastón que mide por contacto entre dos puntos.

Usos de los Micrómetros de Interiores

Se utilizan principalmente en la fabricación, el control de calidad y el desarrollo de productos industriales de metal. Se considera uno de los instrumentos de medición de precisión como los calibres, micrómetros y medidores de altura.

Los micrómetros de interiores pueden medir no sólo diámetros interiores circulares de orificios y tubos, sino también anchuras y distancias de ranuras. Sin embargo, como el micrómetro de interiores requiere un determinado tamaño para su cuerpo debido a su estructura, no es posible medir diámetros y dimensiones diminutos. En tales casos, debe utilizarse otro instrumento de medición, por ejemplo, un calibre de espigas o la medición por imagen.

Principios de los Micrómetros de Interiores

Consiste en establecer contacto directo con el diámetro interior del orificio que se va a medir y leer la distancia entre los elementos de medición. El resultado de la medición puede leerse bien en el micrómetro, que es una escala grabada en divisiones iguales según la cantidad avanzada por una vuelta de tornillo, o bien en el reloj comparador, que es un calibre circular con una escala grabada en la circunferencia del calibre y que se lee mediante la aguja.

Los micrómetros de interiores de varilla utiliza la cantidad en que el tornillo avanza o retrocede como volumen de medición del calibre. No hay trinquete en el tornillo para mantener una presión de medición constante, por lo que aplicar demasiada presión de medición no sólo impide una medición correcta, sino que también puede provocar fallos de funcionamiento.

Los micrómetros de interiores de tres puntos convierte la cantidad que avanza el tornillo en la apertura y cierre del elemento de medición mediante un transductor cónico. Éste tiene un trinquete, por lo que no es necesario prestar atención a la presión de medición, pero muchos operarios consideran que la lectura de la escala es opuesta a la de un micrómetro normal, y se requiere cierta formación para leer la escala correctamente.

Tipos de Micrómetros de Interiores

Existen tres tipos principales de micrómetros de interiores:

Prueba de Agujero y ABS Boremático

Se trata de instrumentos de medición en los que la parte del elemento de medición se inserta en el orificio del taladro y dos o tres elementos de medición se ponen en contacto con el orificio del taladro de tal manera que se separan y las lecturas se realizan mediante un micrómetro fijado a la parte del eje. Los instrumentos de medición con tres puntos de medición son relativamente estables. Sin embargo, debido al mecanismo, la amplitud de movimiento del elemento de medición es limitada y el rango de medición no es amplio. Si se requieren mediciones de diferentes tamaños, es necesario disponer de varios instrumentos de medición con diferentes rangos de medición.

Micrómetro Interior

El micrómetro de interiores se describe aquí como un instrumento de medición en forma de varilla con ambos extremos en contacto con el orificio del taladro; la desventaja del micrómetro de interiores de dos puntos de contacto es que la inclinación, conocida como cabeceo o guiñada, puede provocar errores de medición. Para medir correctamente, el instrumento debe colocarse contra el diámetro interior a medir, y las mediciones precisas requieren entrenamiento. También pueden ser necesarias mediciones más repetitivas si no se está familiarizado con el sistema.

Calibres Cilíndricos

Los calibres para cilindros también son instrumentos de medición de dos puntos de contacto, pero el valor medido puede leerse con un reloj comparador. Algunos productos disponen de pantalla digital. Al igual que el micrómetro de interiores, el calibre cilíndrico requiere prestar atención a la inclinación entre los dos puntos de contacto, pero la presión de medición a la que se pone en contacto el elemento de medida puede mantenerse a un nivel constante.

Obsérvese que los micrómetros de interiores también pueden incluir micrómetros de aire y micrómetros eléctricos, que miden sin contacto. El diámetro interior de un orificio se mide introduciendo una sonda ligeramente más pequeña que el orificio que se desea medir y midiendo la separación entre el orificio y la sonda mediante aire o electricidad.

¿Qué son los Brillómetros?

Son aparatos que miden el brillo de la superficie de un objeto.

Muchos fabricantes venden versiones manuales. El método típico consiste en medir la intensidad de la luz reflejada en la dirección de la reflexión positiva, denominada brillo especular.

El control de calidad es difícil porque el aspecto de un producto puede ser distinto si tiene un brillo diferente, aunque sea del mismo color, lo que puede dar una impresión y un color diferentes. Sin embargo, los Brillómetros pueden utilizarse para cuantificar físicamente las percepciones humanas de la superficie de un objeto, como su brillo y lustre.

Aplicaciones de los Brillómetros

Se utilizan para medir la superficie de muchos materiales, como revestimientos, películas de revestimiento, plásticos, esmaltes, azulejos y papel, pero no son adecuados para superficies que no sean lisas ni para revestimientos metálicos. Se expresa como la relación entre la luz reflejada de la muestra y la luz reflejada del vidrio con índice de refracción n = 1,567, denotada por Gs(θ).

Principios de los Brillómetros

Miden la luz reflejada normalmente emitida por una fuente luminosa no polarizante a θ (= 20°, 45°, 60°, 75°, 85°) con una superficie de muestra lisa a 0°. La luz emitida por la fuente luminosa atraviesa una rendija ajustada para enfocar en la posición de la lente, es enfocada por la lente e irradiada sobre la muestra, mientras que la luz reflejada por la superficie de la muestra atraviesa la lente y la rendija de la unidad receptora de luz reflejada y entra en el fotodetector.

La unidad de la fuente de luz y la unidad del fotodetector están orientadas hacia la superficie de la muestra, de modo que la luz que incide con un ángulo de incidencia θ se recibe en θ’. El brillómetro se calibra tomando la luz reflejada en cada ángulo como 100 para un vidrio con índice de refracción n = 1,567. A continuación, se mide la muestra con el instrumento y se calcula la relación con el vidrio calibrado.

Si la superficie es lisa y brillante, la luz reflejada es más intensa, pero si la superficie es rugosa, la luz incidente se refleja difusamente (reflexión difusa) en la superficie del objeto y la luz reflejada es más débil. Cuando la luz incidente está a 60°, una superficie de más de 70 se considera de brillo alto, de 10 a 70 de brillo medio y de menos de 10 de brillo bajo o mate.

Tipos de Brillómetros

1. Brillómetros de 60

El tipo más común de brillómetro, que mide el brillo reflejando la luz en un ángulo de 60°. Suele utilizarse para medir el brillo de superficies como pinturas, plásticos, cuero y papel.

2. Brillómetros de 20 grados

Se utiliza principalmente para medir superficies con un brillo muy alto, por ejemplo, acabados de espejo, reflejando la luz en un ángulo de 20° y midiendo el brillo.

3. Brillómetros de 85 grados

Se utiliza principalmente para medir superficies con poco brillo, como superficies mates y acabados pintados; mide el brillo reflejando la luz en un ángulo de 85°.

4. Brillómetro Colorimétrico Triangulado

Brillómetros que pueden medir tanto el color como el brillo. Se puede evaluar la relación entre el color de la superficie y el brillo.

Cómo Elegir un Brillómetro

A la hora de seleccionar un brillómetro, deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos.

1. Rango de Medición

Pueden diferir en el rango de brillo que pueden medir. Es importante seleccionar el rango de medición adecuado en función del rango de brillo del material o producto utilizado.

2. Resolución

La resolución indica la capacidad de detectar cambios mínimos en el brillo. La elección de un brillómetro con una resolución alta proporcionará resultados más precisos. La alta resolución es especialmente necesaria para medir el brillo en cambios superficiales finos y revestimientos delgados.

3. Facilidad de Manejo

La facilidad de uso del brillómetro también es importante. Es conveniente elegir un modelo con un panel de control y botones intuitivos, fáciles de entender y de manejar. También deben tenerse en cuenta los métodos de lectura y almacenamiento de datos, y la selección también debe tener en cuenta los procesos posteriores.

4. Funcionalidad

Los brillómetros ofrecen una amplia gama de funciones. Seleccionando las funciones necesarias, el trabajo de medición puede realizarse con mayor comodidad. Por ejemplo, puede seleccionar funciones que se adapten a sus requisitos específicos, como la adquisición de datos estadísticos, funciones de visualización de gráficos o compatibilidad con múltiples ángulos de medición.

5. Facilidad de Mantenimiento

Los brillómetros requieren un mantenimiento regular para mantener unos resultados de medición precisos. Es importante seleccionar un modelo adecuado en previsión de un funcionamiento a largo plazo, teniendo en cuenta el esfuerzo de mantenimiento necesario.