Dos guías del SIM para calibrar balanzas: una cubre todo, la otra busca microgramos

No te voy a vender la novedad de que salió una guía. Las guías del SIM llevan años ahí y casi nadie las abre hasta que le toca calibrar una microbalanza. Lo que sí vale la pena es esto: dos guías con nombres casi iguales que no sirven para lo mismo, y que si las mezclas te dejan una incertidumbre que no necesitabas.

Dos guías, dos instrumentos, dos métodos

El SIM —el Sistema Interamericano de Metrología— publica guías para que los laboratorios de la región calibremos con el mismo criterio. De pesaje hay dos que nos tocan de cerca:

• SIM MWG7/cg-01/v.00 — instrumentos de pesaje no automáticos, en general.
• SIM MWG7/cg-04/v.00 — microbalanzas, o sea instrumentos con resolución menor a 0,010 mg.

La diferencia no está en el formato ni en lo largo del documento. Está en el método. Y el método cambia el resultado.

La guía general (cg-01): el procedimiento de siempre

Es el camino conocido: pruebas de repetibilidad, errores de indicación y excentricidad, con un conjunto de cargas de prueba que cubre el rango del instrumento.

Se determinan los errores de indicación para cada carga aplicada y su incertidumbre asociada. Para la mayoría de las balanzas de laboratorio, esto es suficiente. Bien hecho, alcanza.

La guía de microbalanzas (cg-04): 31 ciclos, tres veces

Aquí el método cambia. En lugar de la comparación directa contra una pesa, cg-04 trabaja por ciclos: 31 ciclos de pesaje, repetidos tres veces, con una pesa de referencia y un conjunto de pesas auxiliares.

¿Por qué tanto trabajo? Porque ataca dos problemas al mismo tiempo: baja la incertidumbre de calibración y minimiza el efecto de la carga excéntrica. Lo que en otros métodos son dos pruebas separadas, aquí se resuelve en el mismo proceso.

Un detalle que se pasa por alto: este método se recomienda para calibrar un intervalo de pesaje específico, definido por una carga mínima, no todo el rango del instrumento. Y no es un capricho: concentras el esfuerzo donde de verdad necesitas la precisión, en lugar de gastar el día pesando un rango que nunca vas a usar.

Cómo se obtiene el resultado

La indicación de una carga de prueba no se lee directo. Se calcula como la diferencia entre la indicación con la carga (M_L) y el promedio de las indicaciones sin carga (ī₀) tomadas antes (M₀₁) y después (M₀₂) de aplicar la carga:

Después viene la parte que asusta a más de uno: la guía resuelve un modelo matricial para obtener los errores de indicación y las correcciones de las pesas auxiliares. El resultado de ese cálculo es el vector Y. Y ese vector es el que manda.

La tabla de la página 40, completa

Esta es la tabla del cálculo que aparece en la página 40 de la guía. La reproduzco abajo, reconstruida, porque vale la pena verla entera: están los 31 ciclos con sus entradas y el vector Y al final.

Tabla del cálculo de la guía SIM MWG7/cg-04 con los 31 ciclos de pesaje

Img	−δmRmg	P	Bmg	=	Ymg
0.247 000	—	1	1.335 2 × 10−3	=	0.001 665
0.455 417	—	0	1.552 6 × 10−4		0.455 261
0.300 433	—	0	1.552 6 × 10−4		0.300 278
0.756 133	—	0	3.105 1 × 10−4		0.755 823
−0.233 883	—	0	2.173 6 × 10−4		−0.234 101
−0.109 250	—	0	2.173 6 × 10−4		−0.109 467
0.222 067	—	0	3.726 2 × 10−4		0.221 694
0.191 383	—	0	3.726 2 × 10−4		0.191 011
0.346 267	—	0	3.726 2 × 10−4		0.345 894
−0.601 850	−(0,244)	0	4.657 7 × 10−4		−0.602 316
−0.136 983	—	0	4.036 7 × 10−4		−0.137 387
−0.343 600	—	0	4.347 2 × 10−4		−0.344 035
−0.146 717	—	0	6.210 3 × 10−4		−0.147 338
0.164 167	—	0	5.589 3 × 10−4		0.163 608
−0.042 833	—	0	5.899 8 × 10−4		−0.043 423
−0.837 750	−(0,244)	0	6.831 3 × 10−4		−0.838 433
−0.247 283	—	0	6.210 3 × 10−4		−0.247 904
0.153 033	—	0	7.762 9 × 10−4		0.152 257
−0.380 717	—	0	8.383 9 × 10−4		−0.381 555
0.053 650	—	0	7.762 9 × 10−4		0.052 874
−0.412 967	—	0	8.383 9 × 10−4		−0.413 805
−0.741 033	—	0	8.694 4 × 10−4		−0.741 903
−0.946 783	—	0	9.004 9 × 10−4		−0.947 684
0.384 117	—	0	9.315 4 × 10−4		0.383 185
−0.024 900	—	0	9.936 5 × 10−4		−0.025 894
−0.180 633	—	0	9.936 5 × 10−4		−0.181 627
−0.285 467	—	0	1.024 7 × 10−3		−0.286 491
−0.974 633	—	0	1.086 8 × 10−3		−0.975 720
−0.851 250	—	0	1.086 8 × 10−3		−0.852 337
0.015 250	—	0	1.180 0 × 10−3		0.014 070
0.248 067	—	1	1.335 2 × 10−3		0.002 731

Ábrela por donde quieras: la tabla empieza y termina con el mismo valor de B (1.335 2 × 10⁻³ mg), y P vale 1 solo en la primera y en la última fila. Eso no es casualidad: es la estructura de ciclos del método, reflejada en el papel.

El resultado: incertidumbres del orden de microgramos

Todo ese trabajo tiene un solo objetivo: bajar la incertidumbre de calibración. Con cg-04 se llega a incertidumbres del orden de microgramos, incluso de décimas de microgramo. Son valores más bajos que los que da el método de comparación directa de cg-01.

No es que cg-01 esté mal. Es que para una microbalanza de alta resolución no alcanza.

Entonces, ¿cuál uso?

• Si tu instrumento es una balanza de laboratorio normal y necesitas verificar errores de indicación, repetibilidad y excentricidad: cg-01, sin dramas.
• Si calibras una microbalanza (resolución menor a 0,010 mg) y necesitas la incertidumbre más baja posible: cg-04, con sus 31 ciclos y sus tres repeticiones.
• Si tu alcance o tu cliente te exige calibrar un intervalo concreto definido por una carga mínima: cg-04 está pensada exactamente para eso.

La decisión no depende de cuál guía es "mejor". Depende de tu instrumento y del requisito que tengas que cumplir. Eso es todo.

Una guía no te acredita. Te da el método. Lo que hace la diferencia es entender para qué sirve cada uno.

Preguntas rápidas

¿De quién son estas guías?

Del SIM (Sistema Interamericano de Metrología). No son nuestras y no las presentamos como propias. Abajo dejo la cita y el enlace a la fuente.

¿Puedo usar cg-04 en cualquier balanza?

No está pensada para eso. cg-04 es específica para microbalanzas (resolución menor a 0,010 mg). Para instrumentos de pesaje no automáticos en general, la referencia es cg-01.

¿Por qué cg-04 da incertidumbres más bajas?

Porque trabaja por ciclos con una pesa de referencia y pesas auxiliares, y resuelve un modelo matricial. Ese proceso reduce la incertidumbre de calibración y, de paso, minimiza el efecto de la carga excéntrica.

¿Esto sirve para acreditarme?

No por sí solo. Son guías técnicas de referencia. Lo que apliques tiene que responder a tu alcance y a los requisitos de tu organismo acreditador. Nosotros acompañamos en la preparación; no acreditamos ni certificamos: eso lo hacen las entidades oficiales competentes.