En el sector aéreo, el peso es dinero. Cada kilo adicional requiere más combustible para elevarse, por lo que asegurarse de que hay suficiente combustible en los depósitos significa saber cuánto pesa el avión. La distribución del peso es otro factor importante. Si hay demasiado peso en la parte trasera, el avión vuela con el morro levantado, lo que altera el ángulo de ataque y consume más combustible.
Pesar algo tan grande como un avión, incluso un Boeing 747, no es especialmente difícil. Se hace con celdas de carga. Este informe técnico de OMEGA Engineering explica cómo se utilizan las celdas de carga para pesar objetos muy grandes.
Celdas de carga para pesar aeronaves La importancia del peso en el transporte
Las aeronaves, desde aviones civiles biplaza hasta los aviones de pasajeros y de carga más grandes, se pesan regularmente por dos razones. En primer lugar, la FAA requiere que el operador conozca el peso de la aeronave y, dado que el peso puede variar con el tiempo, se exige un nuevo pesaje periódico. En segundo lugar, es posible que el piloto desee conocer el peso de la carga o de los pasajeros y el equipaje que se lleva a bordo para determinar tanto el combustible necesario como la distribución del peso (en los pequeños aviones turbohélice no es raro que se traslade a los pasajeros para equilibrar la distribución del peso).
El pesaje de camiones es otra gran aplicación de las celdas de carga. Los vehículos pesados causan daños importantes a las carreteras y, especialmente, a los puentes, por lo que los estados han establecido límites a la carga máxima permitida que pueden transportar. El cumplimiento de estos límites se controla en las estaciones de pesaje situadas en las carreteras, donde todos los camiones deben parar para ser pesados.
Los trenes también necesitan ser pesados. Al igual que en las carreteras, las cargas excesivas aceleran el desgaste de las vías y, al igual que en los aviones, una distribución desigual del peso puede provocar problemas de estabilidad. El transporte de mercancías por ferrocarril se tarifa a veces en función del peso, por lo que es esencial conocer la carga de cada vagón o vagón de mercancías.
Tecnología de pesaje con celdas de carga Tecnología de pesaje
Durante siglos, el principal método para pesar cualquier cosa era utilizar balanzas que empleaban la extensión de un resorte o un equilibrio que comparaba una carga con otra. Sin embargo, en las últimas décadas, para la mayoría de los usos industriales y comerciales, estos métodos han sido sustituidos por celdas de carga cuando se necesita medir un peso pesado.
Conceptos básicos sobre las celdas de carga
Una célula de carga es un dispositivo que convierte una fuerza (masa multiplicada por la gravedad) en una señal eléctrica. Esto se hace comúnmente a través del efecto piezoeléctrico o con galgas extensométricas. Los materiales piezoeléctricos son aquellos que emiten una pequeña señal eléctrica al comprimirse. Aunque los cristales piezoeléctricos son los más conocidos, existen otros materiales similares que hacen lo mismo, como las piezocerámicas.
Una galga extensométrica es un dispositivo eléctrico fabricado con un material cuya resistencia cambia con la tensión, que suele manifestarse en forma de deformación. Se utilizan en celdas de carga diseñadas para desviarse en respuesta a una carga. La mayoría de las celdas de carga están diseñadas con una configuración de viga que se dobla bajo la carga, aunque algunas utilizan la expansión en la sección transversal resultante de la compresión longitudinal o axial. Estas suelen dar una salida menos lineal que las configuraciones de flexión, por lo que hay que tener en cuenta la calibración.
Puente de Wheatstone Una configuración típica de flexión es la célula de carga de viga en «S». En perfil, tiene la forma de la letra «S» y cuenta con cuatro galgas extensométricas fijadas a las secciones horizontales. Cuando se aplica una carga verticalmente hacia abajo en la parte superior de la «S», la flexión somete a dos de las galgas a compresión y a las otras dos a tensión. La conexión de estos extensómetros en una disposición de puente de Wheatstone habilita que los pequeños cambios en la resistencia produzcan una señal eléctrica medible.
Para que una célula de carga con extensómetro proporcione mediciones útiles, la carga debe aplicarse en la dirección de funcionamiento. Las cargas laterales darán lugar a lecturas inexactas y pueden dañar el dispositivo. Los sistemas de sensores piezoeléctricos son más robustos en este sentido, pero menos precisos en general. Además, la salida de muchos materiales piezoeléctricos depende en gran medida de la temperatura.
Load Cell Selection
Al evaluar las celdas de carga para una aplicación, se debe tener en cuenta lo siguiente:
- Rango de medición
- Límite de carga segura (la carga máxima que se puede aplicar sin causar un cambio permanente en las lecturas)
- Sobrecarga máxima (la carga que rompería la célula de carga)
- Carga lateral segura (la carga lateral máxima que puede soportar la célula de carga sin provocar un cambio permanente en las lecturas)
Otros posibles problemas a tener en cuenta son: la posibilidad de cargas de choque, cargas descentradas y la necesidad de protección medioambiental. Un ejemplo de carga de choque sería cuando se deja caer una carga sobre la célula de carga. Los materiales que absorben los impactos pueden reducir el impacto de dichas cargas. Las cargas descentradas producirán resultados engañosos y pueden dañar la célula de carga. Las celdas de carga destinadas a entornos exteriores deben especificarse para que cumplan con los estándares IP y NEMA adecuados.
Truck Weighing Systems
La mayoría de las estaciones de pesaje utilizan células de carga piezoeléctricas o con galgas extensométricas. Estas se incrustan en la superficie de la carretera y se mide la carga creada por cada eje. Una innovación reciente es la denominada tecnología Weigh-in-Motion (WIM), que permite pesar con precisión los camiones sin necesidad de que se detengan. Estos sistemas utilizan una combinación de celdas de carga y bucles inductivos que detectan la presencia de vehículos. Son rápidos y precisos y, lo que es más importante, eliminan la necesidad de que cada camión se pare para ser pesado. Esto soluciona los problemas de atascos de tráfico que se producen en horas punta, que a menudo obligan a cerrar temporalmente la estación de pesaje.
Los requisitos para los sistemas WIM para uso en autopistas se definen en la norma ASTM E1318-02.
Train Weighing Systems
Célula de carga de compresión de perfil bajo Al igual que con los camiones, hay sistemas disponibles tanto para mediciones estáticas como WIM. Estos pueden determinar las cargas individuales por eje, las cargas por bogie e incluso el peso de un vagón o locomotora completos. En estos sistemas se utilizan celdas de carga con una precisión del ±1 % o superior.
Sistemas de pesaje de aeronaves
Las aeronaves se pesan con básculas de plataforma que incorporan celdas de carga. Normalmente, la aeronave se empuja hacia delante para que todas las ruedas queden sobre las plataformas. El peso total es entonces la suma de las lecturas de cada plataforma. Las distancias y diferencias entre las lecturas de las plataformas se utilizan para calcular la distribución del peso.
Precisos y robustos
Los camiones, los aviones y los trenes necesitan un pesaje periódico. Esto se realiza utilizando celdas de carga. Una célula de carga emplea galgas extensométricas, donde se produce un cambio medible en la resistencia cuando el material se deforma, o materiales piezoeléctricos, que producen carga eléctrica cuando se someten a presión. Estas señales se amplifican y pueden proporcionar lecturas con una precisión de ±1 %.
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DwyerOmega | Blog | ¿Qué es un manómetro?
Escrito por: Dan Schultz
Actualizado el: 30 de octubre de 2025
Entender el significado de «intrínsecamente seguro»
Written by: Dan Schultz
Updated on: March 30, 2026