Principales tipos de celdas de carga y sus usos

La celda de carga es el elemento clave en los sistemas de pesaje y control de fuerza de cualquier proceso industrial. Gracias a su capacidad para convertir la fuerza mecánica en una señal eléctrica precisa, las celdas de carga garantizan la seguridad, la eficiencia y la calidad en líneas de producción, sistemas de dosificación y pesaje dinámico.

Una celda de carga es, en esencia, un sensor utilizado para convertir una fuerza en una señal eléctrica, esto es posible gracias a una combinación de un dispositivo mecánico y electrónico, Las celdas de carga son componentes mecánicos que actúan como sensores de fuerza empleando galgas extensiométricas para proporcionar una salida eléctrica proporcional a la fuerza aplicada. Normalmente, la salida eléctrica es analógica (tensión o corriente) o digital. Por medio de la medición de la deformación es posible obtener una señal eléctrica, al controlar estos factores de esfuerzo y deformación se puede obtener el valor del peso

Una celda de carga es un transductor que, mediante galgas extensiométricas en configuración de puente, convierte deformaciones mecánicas (tensión o compresión) en variaciones de resistencia eléctrica y, por ende, en una señal de salida proporcional a la fuerza aplicada. Este puente completo o semipuente suele requerir un amplificador o indicador (PLC, HMI) para acondicionar y digitalizar la señal.

• Principio de medición: deformación → cambio de resistencia → señal mV/V

• Componentes clave: cuerpo de acero o aluminio, galgas extensiométricas, cable blindado, conector IP67–IP69K, electrónica de acondicionamiento.

• Señal típica: 2 mV/V a 3 mV/V en rango completo (Full Scale).

Básicamente, es el corazón de la báscula electrónica al igual que para cualquier sistema de pesaje; además, las celdas de carga cuentan con características específicas que hacen que sean ampliamente utilizadas en el sector industrial, para medición y control de procesos. Para ello, hoy en día existen diferentes tipos de celdas, cada una con diferentes usos y para elegir bien, debemos saber a detalle la aplicación para poder hacer la selección correcta de acuerdo a los requerimientos del proceso.

Tipos de Celdas de Carga.

• Celdas de carga tipo viga (Bending Beam): Estas celdas de un solo punto se utilizan en pequeñas escalas, como joyas, o balanzas de cocina; existen celdas desde 100g hasta 50kg. Si se monta una pequeña plataforma en la celda de carga, como se haría en una pequeña escala, esta celda proporcionaría lecturas precisas, independientemente de la posición de la carga en la plataforma.
  • Rango de medición: 0–50 kg hasta 0–5 t
  • Precisión: 0,03 %–0,1 % FS
  • Descripción: viga rectangular con galgas en zonas de máxima flexión.
  • Aplicaciones: básculas de laboratorio, sistemas de dosificación de ingredientes, pequeñas tolvas.
• Celdas de carga de disco (Compresssion Disk): Esta celda de botón de carga se utiliza en aplicaciones que requieren un factor de forma más delgada, lo que le permite tener una buena capacidad de medición.
  • Rango de medición: 5 t a 500 t
  • Precisión: 0,05 % FS
  • Descripción: discos o cubos con galgas para soportar cargas exclusivamente de compresión.
  • Aplicaciones: silos, recipientes de gran capacidad, plataformas de prensa hidráulica.

• Celdas de carga tipo S: Esta celda de carga tipo S, puede ser operada en comprensión o tensión. En este caso, la precisión en la medición es bastante buena, de tal manera que es implementada en un gran número de sistemas de pesaje industrial. Este producto es adecuado para la gama de básculas híbridas, básculas de gancho, y aplicaciones de pesaje de procesos.
  • Rango de medición: 1 t a 100 t
  • Precisión: 0,02 %–0,05 % FS
  • Descripción: columna cilíndrica con galgas en patrón “S” para medir compresión y tensión.
  • Aplicaciones: pesaje en tolvas, silos, camiones, calibración en campo.

• Una celda de carga de Haz de Corte está diseñada para medir fuerzas mediante el principio de corte: su cuerpo metálico (habitualmente acero inoxidable) tiene forma rectangular o cuadrada y las galgas extensiométricas se ubican en zonas donde la tensión cortante es máxima. Al aplicarse carga, la deformación por corte genera un cambio de resistencia en el puente de galgas, produciendo una señal eléctrica proporcional a la fuerza. Se emplea frecuentemente en básculas de plataforma, balanzas de camión e instalaciones industriales de pesaje pesadas, con rangos típicos de 0,5 t a 20 t y precisión entre 0,05 % y 0,1 % FS.
  • Rango de medición: 0,5 t a 20 t
  • Precisión: 0,05 %–0,1 % FS
  • Descripción: viga diseñada para inducir esfuerzos cortantes; galgas distribuidas a lo largo de la sección.
  • Aplicaciones: plataformas de pesaje, básculas de camión, balanzas industriales.
• La celda de carga de Perno o Eje de Carga sustituye un perno estructural en maquinaria o sistemas de elevación, integrando galgas extensométricas en su interior para medir la tensión axial en el perno. Gracias a su diseño compacto y su fácil instalación sin modificar la geometría existente, es ideal para grúas puente, montacargas y equipos de izaje donde es crítico conocer la carga exacta aplicada. Sus rangos habituales van de 1 t a 200 t, con una precisión aproximada de 0,1 % FS.
  • Rango de medición: 1 t a 200 t
  • Precisión: ≈ 0,1 % FS
  • Descripción: sustituye un perno estructural, midiendo tensión en la unión.
  • Aplicaciones: grúas puente, sistemas de izaje, estructuras donde no se puede modificar la geometría.

Como elegir la Celda de Carga ideal.

Seleccionar la celda de carga adecuada requiere más que conocer el rango y precisión. Estos cinco puntos son fundamentales:

1. Rango y sobrecarga
   • Escoge un FS que cubra el peso máximo esperado y un margen de sobrecarga (150 %–200 % FS).
2. Exactitud y linealidad
   • Procesos críticos exigen < 0,05 % FS; en dosificación, < 0,1 % FS puede ser suficiente.
3. Condiciones ambientales
   • Temperatura de trabajo (–20 °C a +70 °C), humedad, atmósferas corrosivas o explosivas (certificaciones ATEX/IECEx).
4. Protección y compatibilidad
   • Grado IP adecuado (IP65 mínimo, IP68–IP69K para lavado a alta presión), salida eléctrica (mV/V, 4–20 mA, Tensión).
5. Facilidad de integración y mantenimiento
   • Tipo de montaje (anclajes, bloques de soporte), accesibilidad para calibración, disponibilidad de repuestos y servicio técnico BYASA.

Buenas prácticas de instalación

Una instalación profesional maximiza la vida útil y la precisión de la celda de carga:

1. Base y alineación
   • Superficie plana, rígida y libre de tensiones. Utilizar plantillas de centrado BYASA.
2. Montaje mecánico
   • Tornillería recomendada, pares de apriete correctos para evitar tensiones extrañas.
3. Cableado y apantallamiento
   • Conectar a tierra la malla del cable, evitar bucles de masa y interferencias electromagnéticas.
4. Calibración inicial
   • Emplear pesos patrón trazables. Realizar al menos tres puntos: 0 %, 50 % y 100 % FS.
5. Verificación periódica
   • Probar linealidad y repetibilidad cada 6–12 meses o tras eventos extremos de sobrecarga.

Mantenimiento y monitoreo

El mantenimiento proactivo evita paros no planificados y garantiza la calidad:

• Inspección visual mensual: buscar corrosión, fisuras, daño en cables y conectores.
• Recalibración anual: según uso y criticidad del proceso.
• Monitoreo en tiempo real: integrar la celda de carga a sistemas SCADA/IoT para detectar deriva y generar alertas tempranas.
• Servicio BYASA on‑site: recertificación, reemplazo rápido y soporte técnico especializado.

FAQs sobre Celdas de Carga.

¿Qué es una celda de carga y cómo funciona?

Una celda de carga es un transductor mecano‑eléctrico que convierte una fuerza (presión, tensión o compresión) en una señal eléctrica proporcional. En su interior lleva uno o varios sensores de deformación (galgas extensométricas) soldados a un elemento metálico que, al deformarse, altera la resistencia del puente de Wheatstone embebido, generando una salida típicamente de 2–3 mV/V. El principio operativo se basa en la deformación mecánica: al aplicarse carga, el cuerpo metálico se dobla o comprime, la galga modifica su resistencia y el puente produce un voltaje que, tras acondicionamiento (amplificador o indicador), se digitaliza para la lectura.

¿Cuáles son los principales tipos de celdas de carga y en qué aplicaciones se usan?

Según la clasificación estándar, los tipos más comunes son:

• Haz de viga (Bending Beam): para rangos ligeros (0–5 t). Ideal en básculas de mesa y dosificación de laboratorio.
• Columna o tipo S (S‑Type): trabaja en tensión y compresión (1–100 t). Usada en tolvas, silos y camiones.
• Haz de corte (Shear Beam): de 0,5 t a 20 t, muy robusta para plataformas de pesaje y básculas de camión.
• Perno o eje de carga (Load Pin): sustituye pernos estructurales (1–200 t). Perfecta en grúas puente y sistemas de izaje.
• Compresión pura (Compression Only): discos o cubos para altas cargas (5–500 t). Empleada en silos y plataformas de prensa.

¿Cómo seleccionar y calibrar una celda de carga para uso industrial?
Selección

• Rango y sobrecarga: el Full Scale (FS) debe cubrir la carga máxima más un 150 % de margen.

• Precisión y linealidad: para procesos críticos, buscar < 0,05 % FS.

• Entorno: temperaturas extremas, humedad, polvo o atmósferas explosivas (ATEX/IECEx).

• Protección: grado IP65–IP69K y compatibilidad de salida (mV/V, 4–20 mA, tensión).

• Montaje y servicio: facilidad de instalación, accesibilidad y soporte técnico del fabricante.

• Calibración:

1. Instalar la celda en superficie plana y libre de tensiones.
2. Aplicar pesos patrón trazables en, al menos, 0 %, 50 % y 100 % FS.
3. Ajustar ganancia y cero en el indicador o PLC.
4. Verificar linealidad y repetibilidad ascendentes y descendentes.
5. Repetir cada 6–12 meses o tras sobrecargas.

¿Cómo comprobar si una celda de carga está funcionando correctamente?

• Inspección visual: revisar fisuras, corrosión, daños en cableado y conectores.
• Prueba con multímetro: medir la resistencia de puente entre los cables señal; debe coincidir con el valor nominal del fabricante (p. ej., ≈ 350 Ω).
• Prueba de señal: aplicar una carga conocida y medir salida en mV/V o en la escala del indicador; comparar con las tablas de sensibilidad y linealidad.
• Análisis de deriva: con la celda sin carga, registrar la señal de salida durante varios minutos; deriva > ± 0,05 % FS indica posible fallo.

¿Cuál es la vida útil de una celda de carga y cómo debe mantenerse?

• Vida útil: varía según uso, entorno y calidad, pero un equipo de gama alta bien mantenido puede superar los 10–15 años.
• Mantenimiento preventivo:
  1. Inspección visual mensual de carcasa y cableado.
  2. Limpieza para evitar acumulación de polvo o residuos.
  3. Recalibración anual en laboratorio acreditado (UKAS, ISO, ASTM).
  4. Monitoreo remoto con SCADA/IoT para detectar deriva y alertas tempranas.
• Repuestos y servicio: contar con soporte on‑site y recertificación BYASA para minimizar paros.

Conclusión.

La elección correcta de la celda de carga impacta directamente en la productividad y seguridad de tu planta. En BYASA contamos con:

• Más de 30 años de experiencia.
• Certificaciones NTEP, FM, CE, DIN e ISO.
• Soporte técnico 24/7 y servicio on‑site.

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