Qué es una termobalanza y cómo mide la humedad

Qué es una termobalanza: es un instrumento que combina una balanza de precisión con una fuente de calor para medir cuánta humedad tiene una muestra. También se le llama analizador de humedad o determinador de humedad. Pesa la muestra, la calienta, vigila cómo baja su peso mientras el agua se evapora y entrega el resultado como porcentaje, todo en un solo equipo y sin que el operador tenga que sacar la muestra para pesarla.

El principio: pérdida por secado

La humedad se calcula por diferencia de peso. Se pone una cantidad de muestra en el plato, se registra su peso inicial y se la calienta. A medida que el agua se evapora, el peso baja. Cuando el peso deja de cambiar, se asume que ya salió el agua y el equipo compara el peso final con el inicial. La pérdida, expresada como porcentaje del peso original, es la humedad.

Es el mismo principio de secar en una estufa y pesar, pero con dos ventajas: la balanza está dentro del equipo y mide de forma continua, y el calor es directo sobre la muestra, de modo que el resultado llega en minutos y no en horas.

Fuentes de calor: halógena, infrarroja y radiador oscuro

El calor se entrega con una lámpara sobre la muestra. Las más usadas son:

Halógena: calienta muy rápido y da buena repetibilidad. Es el estándar en la mayoría de los analizadores. Lleva vidrio, algo a considerar en áreas donde no se permite.
Infrarroja: calienta de forma más suave, útil para muestras que se queman o se alteran con un calentamiento brusco.
Radiador oscuro: no usa vidrio, por lo que se prefiere en ambientes industriales o de alimentos con esa restricción.

En Precisa, por ejemplo, la fuente halógena es la estándar en los modelos XM 60, XM 66 y EM 120-HR, y la infrarroja o el radiador oscuro se piden de fábrica. En el XM 50 el radiador oscuro viene de serie. La fuente se elige al comprar, no se cambia después.

Datos que definen un modelo

Capacidad. Es el peso máximo de muestra. El Shimadzu MOC63u admite hasta 60 g; el Precisa XM 50, hasta 52 g; el EM 120-HR, hasta 124 g; y el XM 66, hasta 310 g, pensado para muestras voluminosas como lodos de plantas de tratamiento. La muestra mínima en los Precisa XM y EM es de 0,2 g.

Resolución de humedad. Indica cuánto se puede distinguir entre dos resultados. El XM 50 y el XM 66 muestran la humedad con 0,01 %; el EM 120-HR llega a 0,001 %, con una balanza que lee hasta 0,0001 g. El MOC63u lee 0,001 g.

Rango de temperatura. El MOC63u calienta de 50 a 200 °C y los Precisa XM 60, XM 66 y EM 120-HR llegan a 230 °C. El XM 50 alcanza 170 °C.

Programas. Un programa guarda las condiciones para un tipo de muestra. El MOC63u guarda 10, el XM 50 guarda uno y el EM 120-HR guarda 100.

Criterios de parada

El equipo debe saber cuándo termina la medición. Los criterios más comunes son:

Parada automática: el secado concluye cuando el peso se estabiliza dentro de un límite definido.
Por tiempo: la prueba dura un tiempo fijo, útil cuando el método así lo exige.
Otros modos: los Precisa XM y EM ofrecen además un criterio llamado AdapStop. El MOC63u ofrece cinco modos de secado: automático, por tiempo, rápido, lento y por pasos.

Elegir el criterio correcto es lo que hace comparables sus resultados día a día.

Errores frecuentes

Cargar demasiada muestra o dejarla en un montículo grueso hace que seque de forma desigual. Una muestra que se quema porque la temperatura fue demasiado alta da un peso perdido que no es solo agua. Y un equipo sin verificar la temperatura o la balanza entrega números poco confiables: los analizadores pueden calibrarse con pesa y sensor de temperatura.

Modelos para revisar

Para control rutinario con varios programas, vea el determinador de humedad Shimadzu MOC63u. Para volúmenes de muestra grandes, la termobalanza Precisa XM 66, que admite fuente infrarroja. Para laboratorios que necesitan muchos métodos y conectividad, el Precisa EM 120-HR.

Para cotizar, indíquenos qué muestra mide, cuántos gramos suele usar, la resolución que necesita, cuántos métodos distintos manejará y si se permite vidrio en el área. Un ejecutivo de Cromtek le propondrá el modelo adecuado.