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Edición <strong>digital</strong> 1<br />
PROCEDIMIENTO ME- <strong>011</strong><br />
PARA LA CALIBRACIÓN DE<br />
“BÁSCULAS PUENTE”.<br />
08
Edición <strong>digital</strong> 1<br />
Este procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, si<br />
ha sido necesario.<br />
La presente edición se emite en formato <strong>digital</strong>. Hay disponible<br />
una edición en papel que se puede adquirir en nuestro<br />
departa<strong>me</strong>nto de publicaciones.<br />
Este procedimiento de calibración es susceptible de modificación<br />
permanente a instancia de cualquier persona o entidad. Las<br />
propuestas de modificación se dirigirán por escrito, justificando<br />
su necesidad, a cualquiera de las siguientes direcciones:<br />
Correo postal<br />
Centro Español de Metrología<br />
C/ del Alfar, 2,<br />
28760 Tres Cantos, Madrid<br />
Correo electrónico<br />
cem@cem.es
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
ÍNDICE<br />
Página<br />
1. OBJETO ............................................................................................ 4<br />
2. ALCANCE .......................................................................................... 4<br />
3. DEFINICIONES ................................................................................. 4<br />
4. GENERALIDADES ............................................................................ 8<br />
5. DESCRIPCIÓN ................................................................................ 11<br />
5.1. Equipos y materiales................................................................ 11<br />
5.2. Operaciones previas ................................................................ 12<br />
5.3. Proceso de calibración............................................................. 13<br />
5.4. Toma y tratamiento de datos ................................................... 16<br />
6. RESULTADOS................................................................................. 19<br />
6.1. Cálculo de incertidumbre.......................................................... 19<br />
6.2. Interpretación de resultados..................................................... 28<br />
7. REFERENCIAS ............................................................................... 28<br />
7.1. Docu<strong>me</strong>ntos necesarios para realizar la calibración ............... 28<br />
7.2. Otras referencias para <strong>con</strong>sulta ............................................... 29<br />
8. ANEXOS .......................................................................................... 29<br />
ANEXO I: Determinación del valor nominal de la carga de<br />
sustitución y su incertidumbre asociada.......................................... 29<br />
ANEXO II: Ejemplo numérico de aplicación<br />
del procedimiento descrito............................................................... 33<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 3 de 42
1. OBJETO<br />
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
El presente procedimiento tiene por objeto describir un método para la<br />
calibración de los instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no<br />
automático denominados “Básculas Puente”.<br />
2. ALCANCE<br />
El procedimiento descrito en este <strong>docu<strong>me</strong>nto</strong>, es de aplicación para<br />
aquellos instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no automático,<br />
equilibrio automático, semiautomático o no automático, graduados del<br />
tipo básculas puente.<br />
Este procedimiento está basado en la referencia [5].<br />
3. DEFINICIONES<br />
Alcance máximo (Max) [3] (T.3.1.1)<br />
Capacidad máxima de pesaje sin tener en cuenta la capacidad aditiva<br />
de tara.<br />
Alcance mínimo (Min) [3] (T.3.1.2)<br />
Valor de carga por debajo del cual, los resultados de las pesadas<br />
pueden estar afectadas por un error relativo excesivo.<br />
Báscula puente<br />
Instru<strong>me</strong>nto de pesaje especial<strong>me</strong>nte <strong>con</strong>cebido para pesar vehículos.<br />
Calibración. [4] (2.39)<br />
Operación que bajo <strong>con</strong>diciones especificadas establece, en una<br />
pri<strong>me</strong>ra etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de<br />
<strong>me</strong>dida asociadas obtenidas a partir de los patrones de <strong>me</strong>dida, y las<br />
correspondientes indicaciones <strong>con</strong> sus incertidumbres asociadas y, en<br />
una segunda etapa, utiliza esta <strong>información</strong> para establecer una<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 4 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
relación que permita obtener un resultado de <strong>me</strong>dida a partir de una<br />
indicación.<br />
NOTA 1 Una calibración puede expresarse <strong>me</strong>diante una declaración, una<br />
función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o<br />
una tabla de calibración. En algunos casos, puede <strong>con</strong>sistir en una corrección<br />
aditiva o multiplicativa de la indicación <strong>con</strong> su incertidumbre correspondiente.<br />
NOTA 2 Conviene no <strong>con</strong>fundir la calibración <strong>con</strong> el ajuste de un sistema de<br />
<strong>me</strong>dida, a <strong>me</strong>nudo llamado incorrecta<strong>me</strong>nte “autocalibración”, ni <strong>con</strong> una<br />
verificación de la calibración.<br />
NOTA 3 Frecuente<strong>me</strong>nte se interpreta que única<strong>me</strong>nte la pri<strong>me</strong>ra etapa de esta<br />
definición corresponde a la calibración.<br />
Dispositivo indicador [3] (T.2.4)<br />
Dispositivo que proporciona el resultado de pesada de forma visual.<br />
Dispositivo <strong>me</strong>didor de carga [3] (T.2.1.3)<br />
Parte del instru<strong>me</strong>nto que sirve para <strong>me</strong>dir la masa de la carga <strong>con</strong> la<br />
ayuda de un dispositivo equilibrador que equilibra la fuerza recibida del<br />
dispositivo transmisor de carga, y de un de un indicador o una<br />
impresora.<br />
Dispositivo receptor de carga [3] (T.2.1.1)<br />
Parte del instru<strong>me</strong>nto destinada a recibir la carga.<br />
Dispositivo transmisor de carga [3] (T.2.1.2)<br />
Parte del instru<strong>me</strong>nto que sirve para transmitir al dispositivo <strong>me</strong>didor de<br />
carga la fuerza producida por la carga que actúa sobre el dispositivo<br />
receptor de carga.<br />
Error de indicación [3] (T.5.5.1)<br />
La indicación de un instru<strong>me</strong>nto <strong>me</strong>nos el valor verdadero<br />
(<strong>con</strong>vencional) de la masa.<br />
Escalón real (d) [3] (T.3.2.2)<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 5 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Valor expresado en unidades de masa de:<br />
− la diferencia entre los valores correspondientes a dos señales de<br />
escala <strong>con</strong>secutivas, para indicación analógica; o<br />
− la diferencia entre dos indicaciones <strong>con</strong>secutivas, para indicación<br />
<strong>digital</strong>.<br />
Excentricidad<br />
Diferencia entre las indicaciones de una báscula al situar una misma<br />
carga en diferentes posiciones no centradas sobre el dispositivo<br />
receptor de carga.<br />
Incertidumbre de <strong>me</strong>dida [4] (2.26)<br />
Pará<strong>me</strong>tro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores<br />
atribuidos a un <strong>me</strong>nsurando, a partir de la <strong>información</strong> que se utiliza.<br />
NOTA 1 La incertidumbre de <strong>me</strong>dida incluye componentes procedentes de<br />
efectos sistemáticos, tales como componentes asociadas a correcciones y a<br />
valores asignados a patrones, así como la incertidumbre debida a la definición.<br />
Algunas veces no se corrigen los efectos sistemáticos estimados y en su lugar<br />
se tratan como componentes de incertidumbre.<br />
NOTA 2 El pará<strong>me</strong>tro puede ser, por ejemplo, una desviación típica, en cuyo<br />
caso se denomina incertidumbre típica de <strong>me</strong>dida (o un múltiplo de ella), o una<br />
semiamplitud <strong>con</strong> una probabilidad de cobertura determinada.<br />
NOTA 3 En general, la incertidumbre de <strong>me</strong>dida incluye nu<strong>me</strong>rosas<br />
componentes. Algunas pueden calcularse <strong>me</strong>diante una evaluación tipo A de la<br />
incertidumbre de <strong>me</strong>dida, a partir de la distribución estadística de los valores<br />
que proceden de las series de <strong>me</strong>diciones y pueden caracterizarse por<br />
desviaciones típicas. Las otras componentes, que pueden calcularse <strong>me</strong>diante<br />
una evaluación tipo B de la incertidumbre de <strong>me</strong>dida, pueden caracterizarse<br />
también por desviaciones típicas, evaluadas a partir de funciones de densidad<br />
de probabilidad basadas en la experiencia u otra <strong>información</strong>.<br />
NOTA 4 En general, para una <strong>información</strong> dada, se sobrentiende que la<br />
incertidumbre de <strong>me</strong>dida está asociada a un valor determinado atribuido al<br />
<strong>me</strong>nsurando. Por tanto, una modificación de este valor supone una modificación<br />
de la incertidumbre asociada.<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 6 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Instru<strong>me</strong>nto de pesaje [3] (T.1.1)<br />
Instru<strong>me</strong>nto de <strong>me</strong>dida que sirve para determinar la masa de un<br />
cuerpo, utilizando la acción de la gravedad sobre dicho cuerpo.<br />
Instru<strong>me</strong>nto de equilibrio automático [3] (T.1.2.3)<br />
Instru<strong>me</strong>nto en el que la posición de equilibrio se obtiene sin la<br />
intervención de un operador.<br />
Instru<strong>me</strong>nto de equilibrio no automático [3] (T.1.2.5)<br />
Instru<strong>me</strong>nto en que la posición de equilibrio se obtiene entera<strong>me</strong>nte por<br />
el operador.<br />
Instru<strong>me</strong>nto de equilibrio semiautomático [3] (T.1.2.4)<br />
Instru<strong>me</strong>nto <strong>con</strong> un rango de pesaje de equilibrio automático, en el que<br />
el operador interviene para modificar los limites de dicho rango.<br />
Instru<strong>me</strong>nto graduado [3] (T.1.2.1)<br />
Instru<strong>me</strong>nto que permite la lectura directa del resultado completo o<br />
parcial de una pesada.<br />
Instru<strong>me</strong>nto de pesaje de funcionamiento no automático [3] (T.1.2)<br />
Instru<strong>me</strong>nto de pesaje que requiere la intervención de un operador<br />
durante el proceso de pesada; por ejemplo, para depositar o retirar la<br />
carga a <strong>me</strong>dir del receptor de carga, así como para la obtención del<br />
resultado.<br />
Rango de pesaje [3] (T.3.1.4)<br />
Intervalo comprendido entre el alcance mínimo y el alcance máximo.<br />
Repetibilidad [3] (T.4.3)<br />
Aptitud de un instru<strong>me</strong>nto para proporcionar resultados similares,<br />
cuando la misma carga es depositada varias veces y de forma<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 7 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
práctica<strong>me</strong>nte idéntica sobre el receptor de carga, en <strong>con</strong>diciones de<br />
ensayo razonable<strong>me</strong>nte <strong>con</strong>stantes.<br />
4. GENERALIDADES<br />
La calibración de las básculas puente objeto de este procedimiento<br />
<strong>con</strong>siste funda<strong>me</strong>ntal<strong>me</strong>nte en aplicar al dispositivo receptor de carga<br />
valores de masa <strong>con</strong>ocidos <strong>con</strong> exactitud, anotar las indicaciones del<br />
dispositivo indicador y calcular el error para cada valor de masa (carga)<br />
seleccionado.<br />
Debido a la utilización generalizada de “pesas” patrón (término <strong>con</strong><br />
implicación de <strong>me</strong>trología legal, que lleva implícito el cumplimiento de<br />
ciertos requisitos de diseño, <strong>con</strong>strucción, clasificación en clases de<br />
precisión así como unos errores máximos permitidos) en lugar de<br />
“masas” patrón, en este procedimiento hablaremos siempre de pesas<br />
de referencia, o pesas patrón.<br />
Un instru<strong>me</strong>nto de pesaje está <strong>con</strong>stituido funda<strong>me</strong>ntal<strong>me</strong>nte por un<br />
dispositivo receptor de carga, un dispositivo transmisor de carga y un<br />
dispositivo <strong>me</strong>didor de carga.<br />
En aquellos instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no automático<br />
<strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong>, <strong>con</strong> objeto de <strong>me</strong>jorar la resolución del<br />
instru<strong>me</strong>nto se puede recurrir al cálculo del valor de indicación anterior<br />
al redondeo (P), a través del siguiente procedimiento:<br />
Al aplicar en el dispositivo receptor de carga una cierta carga (m), se<br />
obtiene en el dispositivo indicador <strong>digital</strong> la lectura (l ).<br />
A <strong>con</strong>tinuación se añaden sucesiva<strong>me</strong>nte pesas adicionales de, por<br />
ejemplo, 1/10 del escalón de la báscula (d) hasta que la indicación del<br />
instru<strong>me</strong>nto au<strong>me</strong>nta de una manera no ambigua un escalón (l+d). La<br />
carga adicional (Δm) añadida sobre el receptor de carga nos permite<br />
<strong>con</strong>ocer la indicación (P) antes del redondeo utilizando la fórmula<br />
siguiente:<br />
P = l+1/2 d - Δm<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 8 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Ejemplo: Aplicamos una carga de m =100 kg y leemos l =100 kg.<br />
Añadimos carga adicional Δ m = 4 kg hasta leer 120 kg.<br />
P<br />
Δ m<br />
110 kg<br />
100 kg 120 kg<br />
d = 20 kg<br />
Entonces tenemos que el valor de la indicación anterior al redondeo<br />
será:<br />
P = 100 kg +1/2(20) kg - 4 kg = 106 kg<br />
La simbología utilizada en este procedimiento es la siguiente:<br />
b kg Recorrido (máxima variación de la indicación durante<br />
el ensayo de excentricidad)<br />
δ lb<br />
kg Variación de la indicación asociada a la repetibilidad.<br />
δ lh<br />
kg Corrección de<br />
reversibilidad.<br />
la indicación asociada a la<br />
δ lr<br />
kg Influencia observada debida a la resolución del<br />
instru<strong>me</strong>nto.<br />
δ kg Corrección de la indicación debida a la excentricidad.<br />
lΔexc δ mpD<br />
kg Corrección asociada a la deriva del valor de masa de<br />
las pesas de referencia.<br />
δ m kg Corrección asociada a utilizar el valor nominal de las<br />
pi<br />
pesas de referencia.<br />
d kg Escalón del dispositivo indicador.<br />
d 0 kg Escalón del dispositivo indicador a carga cero.<br />
ei kg Error de la indicación para la carga i.<br />
Δ Di kg Deriva de masa <strong>con</strong> el tiempo de la pesa de<br />
referencia.<br />
ν eff Grados efectivos de libertad<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 9 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Δexc kg Error de excentricidad.<br />
Δexc,i kg Excentricidad para la carga i.<br />
Δl kg Diferencia de indicación entre la carga de sustitución<br />
y las pesas de referencia que se quiere sustituir<br />
Δm kg Carga adicional.<br />
hi kg Error de reversibilidad para la carga i.<br />
Lexc kg Indicación nominal de la báscula en el ensayo de<br />
excentricidad<br />
li kg Indicación leída en el dispositivo indicador para la<br />
carga i.<br />
l i′<br />
kg Indicación para la carga i en el proceso de descarga.<br />
l i<br />
kg Valor <strong>me</strong>dio de la indicación para la carga i.<br />
lij kg Indicación j leída en el dispositivo indicador para la<br />
l 0<br />
l 0′<br />
carga i.<br />
kg Indicación a carga nula antes de iniciar el proceso de<br />
carga-descarga.<br />
kg Indicación a carga nula obtenida después de finalizar<br />
el proceso de carga-descarga.<br />
LSt kg Carga de pesas de referencia<br />
Lsub kg Carga de sustitución<br />
LT kg Carga de prueba obtenida <strong>me</strong>diante sustitución<br />
Max kg Alcance máximo del campo de <strong>me</strong>dida.<br />
<strong>me</strong>p kg Máximo error permitido.<br />
Min kg Alcance mínimo del campo de <strong>me</strong>dida.<br />
m pi<br />
P<br />
kg<br />
kg<br />
Valor nominal del <strong>con</strong>junto de pesas de referencia<br />
utilizadas en la carga i.<br />
Valor de la indicación anterior al redondeo.<br />
r kg Resolución del indicador.<br />
Valor de referencia de la densidad del aire = 1,2<br />
ρ 0<br />
kg/m<br />
3<br />
kg/m 3<br />
ρc kg/m<br />
3<br />
Valor de referencia de la densidad de las pesas =<br />
8000 kg/m 3<br />
2<br />
si kg 2<br />
U kg<br />
Varianza experi<strong>me</strong>ntal para la carga i.<br />
Incertidumbre expandida de la calibración.<br />
uc kg Incertidumbre combinada.<br />
ui kg Contribución a la incertidumbre<br />
u b<br />
kg Incertidumbre asociada a la repetibilidad<br />
u h<br />
kg Incertidumbre asociada a la reversibilidad<br />
u r<br />
kg Incertidumbre asociada a la resolución<br />
u exc<br />
kg Incertidumbre asociada a la excentricidad<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 10 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
u kg Incertidumbre asociada al empuje del aire sobre los<br />
m pBi<br />
patrones de masa<br />
5. DESCRIPCIÓN<br />
5.1. Equipos y materiales<br />
Para la calibración de las básculas puente se utilizarán los<br />
siguientes equipos y materiales auxiliares:<br />
5.1.1. Pesas de referencia<br />
Se utilizará un <strong>con</strong>junto de pesas calibradas cuyo valor<br />
nominal, cantidad y clase de exactitud esté en<br />
<strong>con</strong>sonancia <strong>con</strong> el tipo, alcance máximo y clase de<br />
exactitud de la báscula puente objeto de la calibración.<br />
Para poder trabajar <strong>con</strong> el valor nominal de las pesas sin<br />
tener en cuenta correcciones, se debe cumplir que el<br />
<strong>con</strong>junto de las pesas de referencia utilizadas en el<br />
proceso de calibración deberán tener un error <strong>con</strong>junto<br />
<strong>me</strong>nor o igual a 1/3 del error máximo deseado en la<br />
báscula puente para la carga <strong>con</strong>siderada. A su vez la<br />
máxima desviación de su valor nominal será inferior a 2/3<br />
<strong>me</strong>p de su clase de OIML y su incertidumbre expandida<br />
(k=2) <strong>me</strong>nor o igual 1/3 <strong>me</strong>p de su clase.<br />
5.1.2. Instru<strong>me</strong>ntos <strong>me</strong>didores de las <strong>con</strong>diciones ambientales<br />
Para la determinación de las <strong>con</strong>diciones ambientales, se<br />
recomienda utilizar un termó<strong>me</strong>tro <strong>con</strong> resolución de<br />
indicación de al <strong>me</strong>nos 0,1 °C y una incertidumbre de 1 °C<br />
(k=2).<br />
5.1.3. Medios auxiliares de transporte, manipulación y limpieza<br />
− Camión <strong>con</strong> grúa hidráulica o similar.<br />
− Eslingas.<br />
− Guantes de protección.<br />
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MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
− Cepillos de limpieza.<br />
− Etc.<br />
5.2. Operaciones previas<br />
5.2.1. Para calibrar una báscula puente y poder emitir su<br />
certificado, es deseable que esté perfecta<strong>me</strong>nte<br />
identificada a nivel de todos sus posibles componentes<br />
(dispositivo indicador, células de carga, dispositivos<br />
periféricos, dispositivos receptores, etc.), presentando al<br />
<strong>me</strong>nos los datos de marca y/o modelo y nº de serie de una<br />
forma permanente.<br />
Es reco<strong>me</strong>ndable que ade<strong>más</strong> se indique en el<br />
instru<strong>me</strong>nto su alcance máximo y escalón.<br />
En el caso de que el instru<strong>me</strong>nto de pesaje objeto de la<br />
calibración no disponga de los referidos datos de<br />
identificación, se debe proceder a la identificación del<br />
mismo de la <strong>me</strong>jor forma posible (ej.: <strong>me</strong>diante etiqueta<br />
adhesiva anti-transferible) de forma que no surja duda<br />
alguna en cuanto a la correspondencia entre el<br />
instru<strong>me</strong>nto calibrado y el certificado de calibración<br />
emitido.<br />
5.2.2. La calibración se realizará usual<strong>me</strong>nte al aire libre a<br />
temperatura estable. Las <strong>con</strong>diciones atmosféricas<br />
necesarias para la calibración serán aquellas que estén<br />
dentro del intervalo de temperatura para el cual está<br />
previsto que la báscula funcione correcta<strong>me</strong>nte<br />
(usual<strong>me</strong>nte -10 °C / + 40 °C).<br />
Se deberán tener en cuenta para la validez de los<br />
resultados que los agentes atmosféricos (viento, lluvia,...)<br />
no actúen sobre el funcionamiento del instru<strong>me</strong>nto de una<br />
forma adversa.<br />
Se <strong>con</strong>sidera que la temperatura es estable cuando la<br />
diferencia entre las temperaturas extremas anotadas<br />
durante la prueba no sobrepasa 1/5 del intervalo de<br />
temperatura del instru<strong>me</strong>nto <strong>con</strong>siderado, sin sobrepasar<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 12 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
5 °C y que la velocidad de variación (gradiente) no<br />
sobrepase los 5 °C por hora.<br />
5.2.3. En el caso de básculas puente del tipo eléctricas, se<br />
dejarán <strong>con</strong>ectadas a la tensión eléctrica y encendidas el<br />
tiempo de estabilización preceptivo (indicado en el manual<br />
del fabricante o si no se dispone del mismo, un tiempo<br />
mínimo de 30 minutos) antes de iniciar la calibración.<br />
Asimismo, se procurará dejar las pesas de referencia en<br />
las proximidades de la báscula el tiempo necesario para<br />
que adquieran la misma temperatura de equilibrio.<br />
5.2.4. Mantener limpio y libre de movimiento el dispositivo<br />
receptor de carga (plataforma). Comprobarlo en todo<br />
mo<strong>me</strong>nto.<br />
5.2.5. La utilización de las pesas de referencia ha de realizarse<br />
de acuerdo a las buenas prácticas de laboratorio. No se<br />
deben producir impactos violentos al depositarlas sobre la<br />
plataforma.<br />
5.2.6. Las pesas de referencia han de limpiarse de polvo o<br />
partículas previa<strong>me</strong>nte a las pruebas.<br />
5.2.7. En el caso de básculas electrónicas, entre dos pruebas<br />
<strong>con</strong>secutivas, se mantendrá la plataforma descargada al<br />
<strong>me</strong>nos 15 minutos.<br />
5.2.8. Comprobar el ajuste de cero y la repetibilidad de la<br />
indicación sin carga sobre el dispositivo receptor. Si el<br />
instru<strong>me</strong>nto no indica cero cuando no existe carga sobre el<br />
dispositivo receptor o la indicación no es estable, se debe<br />
proceder a su ajuste antes del inicio de las pruebas.<br />
5.3. Proceso de calibración<br />
Se realizarán las siguientes pruebas:<br />
− Excentricidad.<br />
− Repetibilidad.<br />
− Carga - Descarga.<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 13 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
La secuencia de ejecución de las mismas no se preestablece,<br />
dejándose a criterio del técnico dicha secuencia en función de las<br />
características específicas de la báscula, su ubicación, su<br />
instalación, los <strong>me</strong>dios de ensayos disponibles, etc.<br />
Con anterioridad a las pruebas se realizarán tres precargas <strong>con</strong><br />
valor cercano al valor del alcance máximo (Max) o valor máximo<br />
del rango de <strong>me</strong>dida a calibrar de la báscula, <strong>con</strong> objeto de que se<br />
produzcan los posibles acoplamientos <strong>me</strong>cánicos y excitación<br />
eléctrica de las células de carga en el caso de instru<strong>me</strong>ntos<br />
electrónicos.<br />
5.3.2. Excentricidad<br />
Se evaluará el comportamiento de la báscula <strong>me</strong>diante la<br />
colocación de una misma carga, modificando el punto de<br />
aplicación de la misma.<br />
a) Se elegirá una carga de prueba de valor nominal igual o<br />
1<br />
cercano a la fracción de alcance máximo (Max),<br />
n −1<br />
siendo n el nú<strong>me</strong>ro de puntos de apoyo de la báscula.<br />
b) Se pone el indicador a cero.<br />
c) Se colocará la carga de prueba sucesiva<strong>me</strong>nte en el<br />
centro del dispositivo receptor y en cada uno de los n<br />
puntos de apoyo sobre una superficie del mismo orden<br />
de magnitud que la fracción 1/n de la superficie del<br />
receptor de carga.<br />
Cuando dos de los puntos de apoyo estén muy<br />
cercanos uno del otro para que la carga de ensayo<br />
pueda ser distribuida como se ha indicado, la carga<br />
debe ser doblada y se distribuirá en el doble de la<br />
superficie a ambos lados del eje que une los dos<br />
puntos de apoyo.<br />
d) Se tomará los valores de indicación de la báscula en<br />
cada punto de prueba. Se calculará el valor de la<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 14 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
5.3.3. Repetibilidad<br />
indicación antes del redondeo por <strong>me</strong>dio de cargas<br />
adicionales, en el caso de indicación <strong>digital</strong>. Después<br />
de cada retirada de la carga, debe registrarse la<br />
indicación sin carga que puede, si es adecuado, ser<br />
ajustada a cero.<br />
La prueba se realiza <strong>con</strong> al <strong>me</strong>nos una carga de referencia<br />
que debería seleccionarse de manera que tenga una<br />
relación razonable <strong>con</strong> el alcance máximo y la resolución<br />
del instru<strong>me</strong>nto, para permitir una valoración del<br />
comportamiento del instru<strong>me</strong>nto.<br />
a) Se introduce la carga de referencia por el sentido usual<br />
de entrada a la báscula.<br />
b) Se anotarán las indicaciones y se calculará el valor de<br />
la indicación antes del redondeo por <strong>me</strong>dio de cargas<br />
adicionales, en el caso de indicación <strong>digital</strong>.<br />
c) Se retira la carga de referencia. Después de cada<br />
retirada de la carga, debe registrarse la indicación sin<br />
carga que puede, si es adecuado, ser ajustada a cero.<br />
d) Se introduce la carga de referencia por el sentido<br />
<strong>con</strong>trario al expresado en a).<br />
e) Se repiten b) y c).<br />
h) Se retira la carga de referencia y se repite todo el<br />
proceso al <strong>me</strong>nos 1 vez <strong>más</strong>.<br />
Esta sistemática se repite <strong>con</strong> cada una de las cargas de<br />
prueba seleccionadas.<br />
5.3.4. Carga-descarga<br />
Obtención de los valores indicados por el dispositivo<br />
indicador en relación a los valores <strong>con</strong>ocidos de cargas de<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 15 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
referencia depositados sobre el dispositivo receptor de<br />
carga (plataforma) y evaluación de los errores<br />
(correcciones de calibración) <strong>me</strong>diante su diferencia. Se<br />
obtendrán los errores para los valores de carga de<br />
referencia en el proceso de carga y en el de descarga.<br />
a) Elegiremos al <strong>me</strong>nos cinco valores de carga de<br />
referencia representativos (por ejemplo: Min; puntos<br />
usuales de funcionamiento; Max).<br />
Se podrán utilizar cargas de sustitución para calibrar la<br />
báscula hasta su alcance máximo. El valor de la carga<br />
de sustitución se determina como un valor <strong>me</strong>dio de la<br />
indicación corregido del error de la báscula en el punto<br />
de carga de sustitución <strong>con</strong>siderado (ver anexo I).<br />
b) Realizar un ciclo de carga-descarga <strong>con</strong>tinuo<br />
(monótona<strong>me</strong>nte). Debe prestarse especial atención<br />
durante el proceso de carga y descarga de las pesas,<br />
en au<strong>me</strong>ntar o disminuir respectiva<strong>me</strong>nte las mismas<br />
de manera monótona.<br />
Se procederá a aplicar las cargas de prueba elegidas,<br />
según proceda, desde cero, o un valor de carga<br />
correspondiente por ejemplo a “10 d” en el caso de un<br />
instru<strong>me</strong>nto <strong>con</strong> un dispositivo automático de puesta a<br />
cero, hasta el alcance máximo y a <strong>con</strong>tinuación se<br />
retirara hasta volver al inicio. Se registrarán las<br />
indicaciones a todas las cargas, incluidas las<br />
indicaciones a carga cero.<br />
En el caso de que el uso de la báscula puente lo permita, se<br />
puede realizar la calibración sólo para cargas crecientes (ciclo<br />
de carga <strong>con</strong>tinuo). Este hecho se hará <strong>con</strong>star en le<br />
certificado.<br />
5.4. Toma y tratamiento de datos<br />
La toma de datos se podrá realizar de forma manual o <strong>me</strong>diante<br />
ordenador y un bus de comunicación (RS232, IEEE, ...), que<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 16 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
comunique <strong>con</strong> el dispositivo indicador. En este último caso, se<br />
deberá validar el programa informático utilizado antes de realizar la<br />
calibración, y se <strong>con</strong>servarán los ficheros de datos primarios que<br />
permitan re<strong>con</strong>struir la calibración realizada.<br />
Asimismo, el tratamiento de datos podrá realizarse de una manera<br />
manual o automática. En este último caso, se introducirán los<br />
datos obtenidos de los ensayos vía teclado y se procesará en una<br />
hoja de cálculo.<br />
Si se hace de manera automática la hoja de cálculo debería estar<br />
validada, por ejemplo haciendo una vez los cálculos a mano y<br />
compararlos <strong>con</strong> los resultados que da el programa de cálculo.<br />
La presentación de los resultados de las <strong>me</strong>didas efectuadas y la<br />
determinación de los pará<strong>me</strong>tros detallados a <strong>con</strong>tinuación, se<br />
recogerán en tablas. En el ejemplo del anexo II, se proponen los<br />
modelos de tablas de recogida de datos para las diferentes<br />
pruebas.<br />
A partir de los datos registrados en los diferentes pasos<br />
establecidos en el apartado anterior, se calcularán los valores de<br />
los siguientes pará<strong>me</strong>tros que caracterizarán la calibración de la<br />
báscula puente:<br />
a) Repetibilidad:<br />
−<br />
li<br />
1<br />
=<br />
n<br />
n<br />
∑ lij<br />
j=<br />
1<br />
n<br />
2 1<br />
−<br />
si = ( lij<br />
− li<br />
n −1∑<br />
j=<br />
1<br />
donde si 2 es la varianza experi<strong>me</strong>ntal:<br />
b) Excentricidad<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 17 de 42<br />
)<br />
2
MINISTERIO<br />
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Y COMERCIO<br />
Δ<br />
exc,<br />
i<br />
( − l )<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 18 de 42<br />
=<br />
l i<br />
l i : indicación en la posición i de referencia del dispositivo<br />
receptor.<br />
l 1:<br />
indicación en la posición central del dispositivo receptor.<br />
NOTA:<br />
En el caso de instru<strong>me</strong>ntos <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong> se utilizará la<br />
indicación anterior al redondeo en lugar de la indicación directa del<br />
instru<strong>me</strong>nto:<br />
c) Error de indicación<br />
El error de indicación se determina tanto para los valores en<br />
carga ascendente (carga) como descendentes (descarga)<br />
como:<br />
e = l − m<br />
i<br />
i<br />
m pi : valor nominal de las pesas de referencia utilizadas para<br />
la carga i.<br />
l i : Indicación para la carga i.<br />
d) Reversibilidad:<br />
para la carga i:<br />
h<br />
i<br />
= l<br />
i′<br />
− l<br />
i<br />
l i′<br />
: indicación para la carga i en el proceso de descarga.<br />
l i : indicación para la carga i en el proceso de carga.<br />
para carga cero:<br />
pi<br />
1
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
h<br />
0<br />
= l<br />
0′<br />
−l<br />
0<br />
l 0′ : indicación sin carga después del proceso de descarga.<br />
l 0 : indicación sin carga antes del proceso de carga.<br />
En el caso de que el uso de la báscula puente lo permita, se<br />
puede realizar la calibración sólo para cargas crecientes (ciclo<br />
de carga <strong>con</strong>tinuo). En este caso no se tomará en cuenta esta<br />
componente.<br />
Curva de interpolación<br />
6. RESULTADOS<br />
Para el caso de básculas <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong>, <strong>con</strong> objeto de<br />
disponer de los valores de indicación en aquellas cargas que no<br />
han sido utilizadas en la calibración, se calcula la curva de<br />
interpolación. El anexo C de la referencia [5] tiene amplia<br />
<strong>información</strong> sobré cómo hacerlo así como de la forma<br />
adecuada de determinar la incertidumbre de dicha curva.<br />
Para el caso de básculas puente <strong>con</strong> dispositivo de indicación<br />
analógico (romanas, esferas, etc.) en principio no se aplicará la<br />
determinación de la curva de interpolación, a no ser que se<br />
realicen estudios di<strong>me</strong>nsionales de la escala y se compruebe el<br />
correcto espaciado de sus marcas.<br />
6.1. Cálculo de incertidumbre<br />
Para la estimación y cálculo de las incertidumbres se aplicarán los<br />
criterios establecidos en la Guía de Incertidumbres de Medida<br />
editada por el Centro Español de Metrología [1], y el <strong>docu<strong>me</strong>nto</strong><br />
EA-4/02. (antigua guía EAL-R2 “ Expression of Uncertainty of<br />
Measure<strong>me</strong>nt in Calibration”) [3],<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 19 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
En pri<strong>me</strong>r lugar se determinará la expresión de la magnitud de<br />
salida (que es el error ei de la báscula puente a calibrar en cada<br />
punto i de calibración), en función de las distintas magnitudes de<br />
entrada.<br />
ei = li<br />
− ( mpi<br />
+ δmpi<br />
+ δmpDi<br />
+ δmpBi<br />
) + δlh<br />
+ δlb<br />
+ δlr<br />
+ δlΔexc<br />
donde:<br />
e i Error de la indicación para la carga i.<br />
l Indicación del dispositivo indicador para la carga i.<br />
i<br />
m pi<br />
δ lb<br />
Valor nominal del <strong>con</strong>junto de pesas de referencia<br />
utilizadas en la carga i.<br />
Corrección asociada a la repetibilidad de la báscula, de<br />
valor esperado b l δ =0, <strong>con</strong> una incertidumbre asociada ub<br />
.<br />
δ lh<br />
Corrección asociada a la reversibilidad de la báscula, de<br />
valor esperado δ lh<br />
= 0, <strong>con</strong> una incertidumbre asociada<br />
uh .<br />
δ lr<br />
Influencia observada debida a la<br />
instru<strong>me</strong>nto, de valor esperado δ lr<br />
incertidumbre asociada ur<br />
resolución del<br />
= 0, <strong>con</strong> una<br />
δ lΔexc Corrección asociada a la excentricidad en la situación de<br />
la carga, de valor esperado δ lΔexc = 0, <strong>con</strong> una<br />
incertidumbre asociada uexc<br />
δ mpi<br />
Corrección asociada a utilizar el valor nominal de las<br />
pesas de referencia de valor esperado δ mpi<br />
= 0, <strong>con</strong> una<br />
incertidumbre asociada u .<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 20 de 42<br />
m pii<br />
δ mpDi<br />
Corrección asociada a la deriva del valor de masa de las<br />
pesas de referencia de valor esperado δ mpDi<br />
= 0, <strong>con</strong> una<br />
incertidumbre asociada u .<br />
δmpBi<br />
m pDi<br />
Corrección asociada al empuje del aire sobre pesas de<br />
referencia de valor esperado δ m pBi = 0, <strong>con</strong> una<br />
incertidumbre asociada u<br />
.<br />
m pBi
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
NOTAS:<br />
En el caso de instru<strong>me</strong>ntos <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong> y la utilización de pesas<br />
adicionales se sustituirá el valor de lectura l por el de lectura antes del<br />
redondeo P .<br />
Las cargas de sustitución habrá que <strong>con</strong>siderarlas como una pesa de<br />
referencia <strong>más</strong> en aquellos puntos de calibración donde intervengan (ver<br />
anexo I).<br />
A <strong>con</strong>tinuación, se <strong>con</strong>sideran las siguientes <strong>con</strong>tribuciones a la<br />
incertidumbre final:<br />
6.1.1. Debida a la magnitud de entrada l i (valor observado):<br />
- Repetibilidad:<br />
De las cargas de referencia ensayadas se tomará el mayor<br />
valor de la desviación típica (si max) y se <strong>con</strong>siderará global<br />
para todo el campo de <strong>me</strong>dida calibrado del instru<strong>me</strong>nto.<br />
La varianza se obtiene suponiendo una distribución<br />
normal:<br />
si<br />
max ub<br />
n<br />
=<br />
- Reversibilidad:<br />
Se <strong>con</strong>sidera corrección nula y la varianza se tomará para<br />
cada carga i como la mayor entre<br />
h<br />
u =<br />
h<br />
i max<br />
3<br />
<strong>con</strong> hi max el máximo de los hi para las distintas cargas i, y<br />
li<br />
h0<br />
u h<br />
Max 3<br />
=<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 21 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
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donde h0 es la reversibilidad en el cero.<br />
- Resolución:<br />
Se <strong>con</strong>sidera corrección nula y la varianza se obtiene<br />
suponiendo distribuciones rectangulares para dos<br />
<strong>con</strong>tribuciones: una para la indicación <strong>con</strong> carga en el<br />
intervalo definido por ± d/2 (d es el escalón del dispositivo<br />
indicador para la carga i ) y otra para la indicación sin<br />
carga en el intervalo definido por ± d0 (d0 es el escalón del<br />
dispositivo indicador en el cero).<br />
u r<br />
=<br />
d d0<br />
+<br />
12 12<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 22 de 42<br />
2<br />
2<br />
Si el modelo del instru<strong>me</strong>nto es <strong>con</strong>for<strong>me</strong> a la OIML R 76<br />
[3] o a la UNE EN 45501 [6] se puede <strong>con</strong>siderar d0/2 en<br />
vez de d0 para esta <strong>con</strong>tribución.<br />
- Excentricidad:<br />
Se <strong>con</strong>sidera corrección nula y la varianza se obtiene<br />
suponiendo una distribución rectangular como<br />
Δexc<br />
max<br />
uexc<br />
= li<br />
Lexc<br />
12<br />
Δexc<br />
<strong>con</strong> max el máximo valor de la excentricidad que se ha<br />
obtenido, Lexc la indicación nominal de la báscula en el<br />
ensayo de excentricidad.<br />
6.1.2. Debida a las pesas de referencia<br />
Dado que para obtener el valor nominal de carga del punto<br />
de calibración i, usual<strong>me</strong>nte se utilizan un <strong>con</strong>junto de<br />
pesas de referencia simultánea<strong>me</strong>nte, la incertidumbre<br />
típica del <strong>con</strong>junto empleado, <strong>con</strong>siderando covariancias<br />
entre ellas, se obtendrá por <strong>me</strong>dio de la suma aritmética<br />
de las componentes individuales:
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
u mp<br />
mp<br />
i<br />
ij<br />
= ∑<br />
=<br />
n<br />
j u<br />
1<br />
- Uso del valor nominal:<br />
Por simplicidad se puede optar por trabajar <strong>con</strong> el valor<br />
nominal de las pesas de referencia, es decir sin tener<br />
en cuenta su posible desviación al nominal, siempre<br />
que se cumpla lo establecido en el apartado 5.1.1.<br />
Para este supuesto, se emplearan las clases de<br />
exactitud de las pesas de referencia utilizadas de<br />
acuerdo <strong>con</strong> las reco<strong>me</strong>ndaciones internacionales de la<br />
OIML R111 y R47 en las que se les asigna una<br />
tolerancia de ± mpe para el valor nominal de masa i.<br />
Para estimar las incertidumbres se supondrá una<br />
distribución de probabilidad rectangular en el intervalo<br />
± mpe:<br />
mpe<br />
u =<br />
mp<br />
i 3<br />
- Uso del valor real <strong>con</strong>vencional de masa:<br />
Se tomará el dato de la incertidumbre declarada en el<br />
certificado de calibración de la pesa y, en ese caso, se<br />
corregirá el valor nominal de la pesa <strong>con</strong> el del<br />
certificado δmpcert:<br />
u<br />
u =<br />
icert<br />
mp<br />
i k<br />
- Deriva de la masa de las pesas de referencia:<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 23 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
En el caso de utilizar las pesas <strong>con</strong> sus valore reales de<br />
masa <strong>con</strong>vencional, se debe tomar en <strong>con</strong>sideración la<br />
deriva de las masas <strong>con</strong> el tiempo.<br />
De los datos experi<strong>me</strong>ntales obtenidos en las diversas<br />
calibraciones de las pesas de referencia podemos<br />
obtener el valor de la deriva en masa en un cierto<br />
período (ΔDi) (usual<strong>me</strong>nte un año). Para operar, se<br />
<strong>con</strong>sidera corrección nula y la incertidumbre se estima<br />
<strong>con</strong>siderando una distribución de probabilidad<br />
rectangular:<br />
umpDi<br />
ΔDi<br />
=<br />
3<br />
Si no se <strong>con</strong>ocen datos experi<strong>me</strong>ntales sobre la deriva<br />
de las masas de las pesas de referencia, el modo <strong>más</strong><br />
simplificado y habitual de operar es <strong>con</strong>siderar<br />
corrección nula y para estimar las incertidumbres se<br />
supondrá una distribución de probabilidad rectangular<br />
en el intervalo ±mpe:<br />
- Empuje del aire:<br />
mpe<br />
umpD<br />
i 3<br />
=<br />
En la referencia [5] se estudia esta <strong>con</strong>tribución de<br />
forma muy exhaustiva. Como estamos en el caso en el<br />
que el instru<strong>me</strong>nto se ha ajustado de forma<br />
independiente a la calibración la forma <strong>más</strong> sencilla de<br />
acuerdo do <strong>con</strong> la referencia [5] es:<br />
⎛ 0, 1⋅<br />
ρ0<br />
=<br />
⎜ ⋅ m<br />
⎝ ρc<br />
um pBi<br />
pi<br />
mpe ⎞<br />
+<br />
4 3<br />
⎟<br />
⎠<br />
donde ρ0 es1,2 kg/m 3 y ρc es 8000 kg/m 3 . Para el caso de las<br />
masas de sustitución ver el anexo I.<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 24 de 42<br />
3
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Así pues, las <strong>con</strong>tribuciones a la incertidumbre de <strong>me</strong>dida se<br />
determinan tomando como base los diferentes pará<strong>me</strong>tros<br />
evaluados en el proceso de calibración (ver tabla 1).<br />
La incertidumbre típica combinada uc se obtiene <strong>me</strong>diante la<br />
ecuación de propagación de las varianzas, <strong>con</strong>siderando que no<br />
hay correlaciones entre las magnitudes de entrada.<br />
Una vez obtenida la incertidumbre combinada se calculan los<br />
grados de libertad efectivos, νeff ,a partir de la incertidumbre<br />
combinada y sus <strong>con</strong>tribuciones <strong>me</strong>diante la aplicación de la<br />
fórmula de Welch-Satterthwaite, según las referencias [1] y [2]:<br />
ν<br />
4<br />
uc<br />
eff =<br />
n 4<br />
ui<br />
∑<br />
i= 1 νi<br />
donde νi es infinito si la distribución es rectangular, N-1 si la<br />
distribución es normal siendo N el nú<strong>me</strong>ro de <strong>me</strong>didas en cada<br />
punto y en <strong>con</strong>diciones de repetibilidad o el valor de vi <strong>con</strong>ocido<br />
(por ejemplo el indicado en el certificado de calibración en su<br />
caso).<br />
Según la tabla siguiente a partir del nú<strong>me</strong>ro de grados de libertad<br />
efectivos obtenido se obtiene el factor de cobertura k. Esta tabla se<br />
basa en una distribución t de Student para una fracción del<br />
95,45%.<br />
ν eff 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 ∞<br />
k 13,97 4,53 3,31 2,87 2,65 2,52 2,43 2,37 2,28 2,09 2,05 2,00<br />
La incertidumbre expandida se obtiene a partir de la multiplicación<br />
de la incertidumbre combinada por el factor de cobertura k.<br />
U = k ⋅u<br />
c<br />
En el cálculo de la incertidumbre de <strong>me</strong>dida de la calibración,<br />
puede asociarse una incertidumbre a cada uno de los resultados<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 25 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
obtenidos para los valores de carga ensayados, o bien, asociar<br />
una incertidumbre máxima para el instru<strong>me</strong>nto.<br />
En le caso de calcular la curva de interpolación se seguirá lo<br />
establecido en el anexo C de la referencia [5].<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 26 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Magnitud Estimación<br />
l i l i<br />
Incertidumbre<br />
típica<br />
Tabla 1<br />
Distribución<br />
de<br />
probabilidad<br />
<strong>con</strong>siderada<br />
Coeficiente<br />
de<br />
sensibilidad<br />
Contribución a la<br />
incertidumbre<br />
típica<br />
--- --- --- ---<br />
m pi m pi --- --- --- ---<br />
δ lb<br />
0<br />
δlh<br />
u normal 1<br />
b<br />
0 u rectangular 1<br />
h<br />
δ lr<br />
0 u r rectangular 1<br />
δ lΔexc 0<br />
δmpi<br />
mpDi<br />
0<br />
o<br />
δmpcert<br />
δ<br />
umpDi<br />
δmpBi<br />
e i<br />
0<br />
rectangular -1<br />
si max<br />
n<br />
hi<br />
max<br />
3 o<br />
li h0<br />
Max 3<br />
u exc<br />
rectangular 1<br />
d d0<br />
+<br />
12 12<br />
Δexc<br />
max li<br />
Lecc 12<br />
mpe<br />
rectangular<br />
3<br />
u<br />
mp<br />
i<br />
o<br />
-1<br />
o<br />
normal<br />
u<br />
icert<br />
k<br />
ΔDi<br />
3 o<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 27 de 42<br />
2<br />
mpe<br />
3<br />
⎛ 0, 1⋅<br />
ρ0<br />
mpe ⎞<br />
0 u m pBi rectangular -1 ⎜ ⋅ m pi +<br />
4 3<br />
⎟<br />
⎝ ρc<br />
⎠<br />
ei u<br />
c = ∑<br />
u<br />
2<br />
2<br />
i
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
6.2. Interpretación de resultados<br />
De los resultados de las <strong>me</strong>didas efectuadas, se calculan los<br />
valores de los diferentes errores detallados en el punto 5.4 de este<br />
procedimiento, que caracterizan al instru<strong>me</strong>nto de <strong>me</strong>dida.<br />
Los errores obtenidos se podrán comparar <strong>con</strong> los máximos<br />
permitidos establecidos en la OIML R 76 [3] o en la UNE EN 45501<br />
[6], y ello nos indicará la necesidad o no de ajustar el instru<strong>me</strong>nto.<br />
Dado que en la evaluación de la incertidumbre entran los<br />
diferentes errores del instru<strong>me</strong>nto y la incertidumbre de las pesas<br />
de referencia y cargas de sustitución utilizados, es <strong>con</strong>veniente<br />
que se establezca un máximo posible de la incertidumbre. La<br />
experiencia nos dice que este valor puede ser del orden de 3<br />
veces el escalón de la báscula.<br />
El período máximo de validez de la calibración reco<strong>me</strong>ndado es de<br />
12 <strong>me</strong>ses, siendo no obstante el usuario el responsable de su<br />
establecimiento en función del uso, etc.<br />
7. REFERENCIAS<br />
7.1. Docu<strong>me</strong>ntos necesarios para realizar la calibración<br />
Manual de funcionamiento de la báscula puente y de sus<br />
dispositivos principales.<br />
7.2. Otras referencias para <strong>con</strong>sulta<br />
[1] Guía para la expresión de la incertidumbre de <strong>me</strong>dida,<br />
versión española 1ª edición, Ministerio de Fo<strong>me</strong>nto, Centro<br />
Español de Metrología, 1998, Tres Cantos, Madrid.<br />
[2] Docu<strong>me</strong>nto EA-4/02 (antigua guía EAL-R2 (CEA-ENAC-<br />
LC/02)). Expression of the uncertainty of <strong>me</strong>asure<strong>me</strong>nt in<br />
calibrations. Edición 1. EAL. 1997).<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 28 de 42
8. ANEXOS<br />
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
[3] OIML R 76. Instru<strong>me</strong>ntos de pesaje de funcionamiento no<br />
automático. Parte 1: requisitos <strong>me</strong>trológicos y técnicos.<br />
Ensayos. Edición 2006.<br />
[4] Vocabulario Internacional de Metrología. Conceptos<br />
funda<strong>me</strong>ntales y generales y términos asociados. CEM,·3ª<br />
Edición 2008.<br />
[5] EURAMET/cg-18/v.02, Guidelines on the Calibration of Non-<br />
Automatic Weighing Instru<strong>me</strong>nts, Enero 2009.<br />
[6] UNE EN 45501:1995. Aspectos <strong>me</strong>trológicos de los<br />
instru<strong>me</strong>ntos de pesar de funcionamiento no automático.<br />
ANEXO I: Determinación del valor nominal de la carga de<br />
sustitución y su incertidumbre asociada<br />
En la calibración de básculas puente es usual tener que recurrir a la<br />
utilización de cargas de sustitución para poder calibrar el instru<strong>me</strong>nto<br />
en todo su rango de <strong>me</strong>dida.<br />
Según la UNE EN 45501 [6] sólo se permite el uso de cargas de<br />
substitución en instru<strong>me</strong>ntos <strong>con</strong> Max ≥ 1 000 kg y <strong>con</strong> la <strong>con</strong>dición de<br />
que se utilicen patrones de masa correspondientes al mayor de estos<br />
dos valores: 1 000 kg o 50 % de Max. El porcentaje de patrones de<br />
masas podrá reducirse a 35 % de Max si el recorrido (b) no excede de<br />
0,3 d, o a 20 % de Max si el recorrido no excede de 0,2 d.<br />
La utilización de cargas de sustitución en lugar de pesas de referencias<br />
calibradas empeora sustancial<strong>me</strong>nte la incertidumbre del resultado de<br />
la calibración, no obstante en la mayoría de las aplicaciones, estos<br />
valores son aceptables para la utilización del instru<strong>me</strong>nto.<br />
La carga de sustitución la utilizaremos como una pesa patrón <strong>más</strong> y por<br />
lo tanto debemos <strong>con</strong>ocer su valor de masa, su error y la incertidumbre<br />
asociada.<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 29 de 42
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
El instru<strong>me</strong>nto en calibración se usa como comparador para ajustar la<br />
carga de substitución Lsub de manera que origine aproximada<strong>me</strong>nte la<br />
misma indicación l que la carga correspondiente LSt formada por<br />
patrones de masa. Una pri<strong>me</strong>ra carga de prueba LT1 formada por<br />
patrones de masa mp1 se indica como:<br />
l(LSt) = l(mp1)<br />
Después de retirar LSt, se deposita una carga de substitución Lsub1 y se<br />
ajusta para dar aproximada<strong>me</strong>nte la misma indicación:<br />
de manera que<br />
l(Lsub1) ≈ l(mp1)<br />
Lsub1 = mp1 + l(Lsub1) - l(mp1) = mp1 + Δl1<br />
La siguiente carga de prueba LT2 se forma añadiendo mp1 que es<br />
reemplazada nueva<strong>me</strong>nte por una carga de sustitución ≈ Lsub1 ajustada<br />
a ≈ I(LT2).<br />
LT2 = Lsub1 + mp1= 2 mp1 + Δl1<br />
La siguiente carga de sustitución será Lsub2 tal que<br />
de manera que<br />
l(Lsub2) ≈ l(LT2)<br />
Lsub2 = LT2 + l(Lsub2) - l(LT2) = 2 mp1 + Δl1+ Δl2<br />
La siguiente carga de prueba será<br />
LT3 = Lsub2 + mp1= 3 mp1 + Δl1+ Δl2<br />
El procedimiento puede ser repetido para generar cargas de prueba<br />
LTn = nmp1 +Δl1 + Δl2 + ... +Δln-1<br />
El valor de LTn se toma como masa <strong>con</strong>vencional de la carga de prueba.<br />
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DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Cuando una carga de prueba está formada por cargas de substitución<br />
la incertidumbre típica para la suma LTn = nmp1 + Δl1 + Δl2 + ... +Δln-1<br />
viene dada por la siguiente expresión:<br />
u²(LTn) = n²u²(mp1) + 2[u²(l1 ) + u²(l2) + ... + u²(ln-1)]<br />
Cuando u(I) = <strong>con</strong>st, la expresión se simplifica a<br />
u²(LTn) = n²u²(mc1) + 2 (n-1) u²(l)<br />
En u(mp1) se incluirán las <strong>con</strong>tribuciones de uso del valor (nominal o<br />
<strong>con</strong>vencional), deriva y empuje del aire de acuerdo al apartado 6.1.2.<br />
Las incertidumbres u(lj) deben incluirse también para las indicaciones<br />
en las que la carga de substitución se ha ajustado de manera que la Δl<br />
correspondiente es cero. Incluirán <strong>con</strong>tribuciones por resolución,<br />
repetibilidad y excentricidad de acuerdo al apartado 6.1.1 y empuje del<br />
aire sobre las cargas de sustitución. También entrará la <strong>con</strong>tribución<br />
por reversibilidad en el cero ya que hay descargar total<strong>me</strong>nte la balanza<br />
para el cálculo de la carga de sustitución.<br />
En este caso no se incluirá la <strong>con</strong>tribución por resolución del cero. En el<br />
caso de indicación <strong>digital</strong>, donde utilizamos la indicación anterior al<br />
redondeo, se utiliza como escalón representativo “1/10 d” ya que las<br />
pesas adicionales que hemos utilizado para su evaluación han sido de<br />
valor 1/10 d.<br />
Respecto a las <strong>con</strong>tribuciones por repetibilidad y excentricidad se<br />
pueden utilizar <strong>con</strong>tribuciones globales asignables al instru<strong>me</strong>nto de<br />
acuerdo a los ensayos anteriores o se pueden realizar los ensayos<br />
específicos correspondientes para cada carga de sustitución.<br />
La <strong>con</strong>tribución por empuje del aire sobre las cargas de substitución<br />
dependerá de los materiales que se han utilizado para la carga así<br />
como la variación de la densidad del aire durante las <strong>me</strong>didas.<br />
Una opción <strong>con</strong>servadora <strong>con</strong>siste en suponer una variación máxima<br />
de la densidad del aire <strong>me</strong>dia del lugar. La densidad del aire <strong>me</strong>dia del<br />
lugar puede calcularse a partir de la altitud por <strong>me</strong>dio de la ecuación<br />
A1.5-1 de [5]. En cuanto la variación máxima podemos suponer ±10%.<br />
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La densidad de la carga de sustitución se puede suponer como (8000 ±<br />
1000) kg/m 3 si se <strong>con</strong>sidera que práctica<strong>me</strong>nte toda la carga es hierro,<br />
acero, plata o latón. Para otros materiales, como por ejemplo el<br />
aluminio, esta <strong>con</strong>sideración no sería válida. La <strong>con</strong>tribución a la<br />
incertidumbre quedaría como sigue:<br />
um pBi<br />
⎛<br />
⎜<br />
0,<br />
1⋅<br />
ρ<br />
=<br />
⎜<br />
⎝ ρc<br />
0<br />
⋅ m<br />
1000⋅<br />
ρ<br />
+<br />
2<br />
ρ<br />
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pi<br />
Se puede disminuir esta <strong>con</strong>tribución determinando de forma<br />
experi<strong>me</strong>ntal la variación de la densidad del aire <strong>me</strong>diante la <strong>me</strong>dida de<br />
las <strong>con</strong>diciones ambientales y la utilización de la <strong>información</strong> del anexo<br />
A de [5].<br />
c<br />
0<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
3
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ANEXO II: Ejemplo numérico de aplicación del procedimiento descrito<br />
Calibración de una báscula puente <strong>con</strong> indicación <strong>digital</strong><br />
a. Datos <strong>me</strong>trológicos de la báscula puente so<strong>me</strong>tida a calibración:<br />
• Alcance máximo (Max): 60 000 kg.<br />
• Alcance mínimo (Min): 400 kg.<br />
• Escalón (d): 20 kg.(en el cero se <strong>con</strong>sidera la mitad ya que el modelo es<br />
<strong>con</strong>for<strong>me</strong> a la UNE EN 45501)<br />
• Nº de divisiones: 3000.<br />
• Clase de exactitud: <strong>me</strong>dia (III).<br />
• 6 puntos de apoyos.<br />
• Limites de temperatura de funcionamiento: -10 °C / + 40 °C.<br />
• La densidad del aire <strong>me</strong>dia en el emplazamiento es de 1,05 kg/m 3 .<br />
b. Equipos y materiales empleados:<br />
• Juego de pesas calibradas de 100 kg, 200 kg, 500 kg, 1000 kg de clase<br />
de exactitud M1 (OIML R111) que hacen un total de 22 000 kg. Exactitud:<br />
5x10 -5 M.<br />
• Juegos de pesas de 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg, 20 kg, 50 kg de clase de<br />
exactitud M1 (OIML R111).<br />
• Carga de sustitución para la pri<strong>me</strong>ra carga de sustitución de 20 000 kg<br />
<strong>con</strong>stituido por un camión cargado <strong>con</strong> material no higroscópico (ejemplo:<br />
vigas <strong>me</strong>tálicas).<br />
• Carga de sustitución para la segunda carga de sustitución de<br />
40 000 kg <strong>con</strong>stituido por un camión cargado <strong>con</strong> material no<br />
higroscópico (ejemplo: bobinas de chapa).<br />
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• Medios auxiliares de manipulación: camión <strong>con</strong> grúa, carretilla<br />
elevadora, etc.<br />
• Medidor de <strong>con</strong>diciones ambientales<br />
c. Toma y tratamiento de datos:<br />
Las <strong>me</strong>didas obtenidas en el transcurso de la calibración se dan en las<br />
tablas 2, 3 y 4.<br />
Las pesas patrón se utilizaran <strong>con</strong> su valor nominal sin realizar<br />
corrección a su nominal, dado que se cumple la <strong>con</strong>dición establecida<br />
en 5.1.1.<br />
⇒ Entrada<br />
Posición<br />
Carga (m )<br />
(kg)<br />
Tabla 2: Excentricidad<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
VISOR<br />
2<br />
3<br />
1<br />
4<br />
7 6<br />
5<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 12000 12000 12 11998<br />
2 12000 12000 14 11996<br />
3 12000 12000 14 11996<br />
4 12000 12000 10 12000<br />
5 12000 12000 12 11998<br />
6 12000 12000 15 11995<br />
7 12000 12000 12 11998<br />
tinicial: 28,5 °C<br />
tfinal: 28,7 °C<br />
De los resultados obtenidos y recogidos en la tabla 1 podemos<br />
calcular que la máxima variación por excentricidad es<br />
( l − l )<br />
Δ exc,<br />
6 = 6 1 = 3 kg<br />
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Tabla 3: Repetibilidad<br />
Carga: 400 kg<br />
tinicial:28,7 °C<br />
Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,5 °C<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 400 11 399 1 400 9 401<br />
2 400 11 399 2 400 11 399<br />
3 400 10 400 3 400 10 400<br />
b400 = P400<br />
− P<br />
max 400min<br />
= 2 kg; s400 = 0,8 kg<br />
Carga: 1000 kg<br />
tinicial:28,5 °C<br />
Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,6 °C<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 1000 11 999 1 1000 10 1000<br />
2 1000 11 999 2 1000 10 1000<br />
3 1000 12 998 3 1000 9 1001<br />
b1000 = P1000<br />
− P<br />
max 1000 = 3 kg; s1000 = 1,0 kg<br />
min<br />
Carga: ≈3000 kg (carretilla)<br />
tinicial:28,7 °C<br />
Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,7 °C<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 2840 12 2838 1 2840 12 2838<br />
2 2840 12 2838 2 2840 10 2840<br />
3 2840 10 2840 3 2840 10 2840<br />
b3000 = P3000<br />
− P<br />
max 3000 = 2 kg; s3000 = 1,1 kg<br />
min<br />
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Carga: ≈10000 kg (cabeza tractora de camión)<br />
tinicial:28,7 °C<br />
Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,8 °C<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 10860 12 10858 1 10860 12 10858<br />
2 10860 12 10858 2 10860 10 10860<br />
3 10860 12 10858 3 10860 10 10860<br />
b10000 = P10000<br />
− P<br />
max 10000 = 2 kg; s10000 = 1,0 kg<br />
min<br />
Carga: ≈20000 kg (1ª carga de sustitución)<br />
tinicial:28,8 °C<br />
Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,7 °C<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 20180 2 20188 1 20180 4 20186<br />
2 20180 2 20188 2 20180 4 20186<br />
3 20180 2 20186 3 20180 5 20185<br />
b20000 = P20000<br />
− P<br />
max 20000 = 3 kg ; s20000 = 1,2 kg<br />
min<br />
Carga: ≈40000 kg (2ª carga de sustitución)<br />
tinicial:28,8 °C<br />
Dirección: ↓ Dirección: ↑ tfinal: 28,8 °C<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
carga<br />
adicional<br />
Δm (kg)<br />
P<br />
(kg)<br />
1 40000 7 40003 1 40000 7 40003<br />
2 40000 7 40003 2 40000 7 40003<br />
3 40000 7 40003 3 40000 9 40001<br />
b40000 = P40000<br />
− P<br />
max 40000 = 2 kg; s40000 = 0,8 kg<br />
min<br />
La máxima diferencia de indicación ha sido de 3 kg y la máxima<br />
desviación típica de 1,2 kg, luego asumimos b = 3 kg y s = 1,2 kg<br />
para todo el rango de pesaje de la báscula.<br />
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MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Tabla 4: Carga – Descarga<br />
La temperatura se mantuvo entre 28,5 ºC y 29 ºC. Como pri<strong>me</strong>r<br />
paso se determinarán las cargas de sustitución.<br />
Para la pri<strong>me</strong>ra carga de sustitución ≈ 20000 kg se usan masas<br />
patrón <strong>con</strong> un total de 20000 kg:<br />
Carga Indicación l Carga Indicación antes<br />
adicional Δm del redondeo P<br />
Pesas de<br />
referencia<br />
20000 kg 5 kg 20005 kg<br />
1ª carga de<br />
sustitución<br />
20180 kg 3 kg 20187 kg<br />
Por tanto la masa de la carga de sustitución sería 20182 kg.<br />
Para la segunda carga de sustitución ≈ 40000 kg se usan las masas<br />
patrón <strong>con</strong> un total de 40000 kg:<br />
Carga Indicación l Carga Indicación antes<br />
Pesas de<br />
adicional Δm del redondeo P<br />
referencia + 1ª<br />
carga de<br />
sustitución<br />
40180 kg 5 kg 40185 kg<br />
2ª carga de<br />
sustitución<br />
40080 kg 7 kg 40083 kg<br />
Por tanto la masa de la carga de sustitución sería 40080 kg.<br />
Del ensayo de carga-descarga se obtienen los siguientes resultados:<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 37 de 42
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DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
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MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
A <strong>con</strong>tinuación se procede a la evaluación de la incertidumbre de<br />
calibración para cada carga ensayada, utilizando como magnitudes<br />
de entrada los errores anterior<strong>me</strong>nte calculados, la resolución de la<br />
báscula, así como la incertidumbre de las pesas de referencia y<br />
cargas de sustitución utilizadas.<br />
En la tabla 5 se desarrollan los cálculos de las distintas<br />
<strong>con</strong>tribuciones a la incertidumbre para las distintas cargas.<br />
En la tabla 6 se recogen los resultados, así como la incertidumbre<br />
expandida para las diferentes cargas de referencia.<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 39 de 42
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DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
Tabla 6<br />
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Carga<br />
( m )<br />
(kg)<br />
MINISTERIO<br />
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Y COMERCIO<br />
Indicación<br />
l (kg)<br />
Error en<br />
carga<br />
e (kg)<br />
Error en<br />
descarga<br />
e (kg)<br />
Incertidumbre<br />
expandida (*)<br />
(kg)<br />
1000 1001 1 5 14<br />
5000 5002 2 5 14<br />
10000 10002 2 5 14<br />
20000 20005 5 6 15<br />
30182 30185 3 8 16<br />
40182 40182 5 0 18<br />
50080 50042 2 5 23<br />
60080 60083 3 3 25<br />
(*) Factor de cobertura k=2<br />
Interpretación de los resultados:<br />
Los errores obtenidos y recogidos en la tabla 7 son inferiores a los<br />
establecidos en la norma UNE EN 45501 [6] para este tipo de<br />
instru<strong>me</strong>nto.<br />
Las incertidumbres evaluadas responden al criterio de ser <strong>me</strong>nores<br />
de 3 veces el escalón del instru<strong>me</strong>nto.<br />
Procedimiento ME-<strong>011</strong>. Edición DIGITAL 1 Página 41 de 42
NIPO: 706-08-007-9<br />
MINISTERIO<br />
DE INDUSTRIA, TURISMO<br />
Y COMERCIO<br />
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