Volumétricos de laboratorio tipos, aplicaciones, certificaciones y normas

La medición de volumen es una de las tareas fundamentales en el laboratorio y, para ello, BRAND ofrece una amplia variedad de instrumentos de medición de volumen diferentes. En esta página encontrará una visión compacta de los tipos de equipos más importantes, aplicaciones típicas y aspectos claves sobre certificados, normas y manejo, basada en la experiencia de más de 75 años como fabricante BRAND en el ámbito del material volumétrico.

Los instrumentos volumétricos de laboratorio (ya sea en química o biología) son equipos de medición especiales que permiten medir , dosificar o transferir líquidos con la mayor exactitud posible. Forman parte de los medios de ensayo y medición, es decir, de los instrumentos con los que pueden verificarse de forma fiable propiedades acordadas (p. ej., concentración, contenido, título). Se utilizan sobre todo para la preparación de muestras líquidas y para el análisis en sí.

Importante: en el laboratorio, el volumen no es solo una “magnitud auxiliar”, sino que con frecuencia forma parte del valor medido (p. ej., en titulaciones). Por ello, los instrumentos volumétricos se diferencian fundamentalmente de jarras graduadas o recipientes domésticos: están diseñados según normas, límites de error, tipo de ajuste (In/Ex) y una temperatura de referencia, y deben supervisarse y calibrarse periódicamente, especialmente en entornos regulados.

En el laboratorio se han establecido varios tipos básicos que se diferencian, sobre todo, en si proporcionan un volumen nominal fijo o permiten volúmenes parciales variables, cómo han sido ajustados/calibrados y hasta qué punto el resultado depende de la lectura y del manejo (menisco, tiempo de vaciado/espera, humectación).

Los tipos más importantes de instrumentos volumétricos de vidrio o plástico son:

Además de los equipos descritos aquí (de vidrio o plástico), también se consideran instrumentos volumétricos los dispositivos de liquid handling según DIN EN ISO 8655 (p. ej., Dispensette®, Transferpette® o HandyStep®). Estos utilizan un pistón de desplazamiento y, por tanto, se basan en un principio de funcionamiento distinto al del material volumétrico clásico de vidrio o plástico.

Los instrumentos volumétricos se utilizan siempre que sea necesario ajustar un volumen de forma controlada o emplearlo como magnitud de medición. Esto ocurre allí donde de un volumen se derivan directamente resultados analíticos como concentraciones o factores de dilución. Para seleccionar el equipo adecuado ayuda una división sencilla: preparación de muestras (el volumen como referencia) frente a análisis (el volumen como parte del valor medido).

Los instrumentos volumétricos se diferencian principalmente por el tipo de volumen (fijo vs. variable), el ajuste/calibración (In vs. Ex, o TC vs. TD), la clase de exactitud (A vs. B) y el material (vidrio vs. plástico).

Las 4 diferencias más importantes son:

1. Volumen fijo vs. volumen variable

• Volumen fijo: una única marca anular identifica el volumen nominal para preparar o transferir un volumen fijo de forma reproducible. La forma combina un cuerpo grande (para la mayor parte del volumen) con un cuello estrecho y cilíndrico de pequeño diámetro (p. ej., matraces aforados y pipetas aforadas).
• Volumen variable: una escala continua permite ajustar y leer distintos volúmenes parciales. El cuerpo cilíndrico con mayor sección transversal refleja, a lo largo de toda la escala, el límite de error en cada volumen (p. ej., buretas, pipetas graduadas, cilindros graduados/de mezcla).

2. In vs. Ex (o TC vs. TD)

• In: el equipo está fabricado de modo que contiene el volumen nominal. Al verter, siempre queda un resto de líquido.
• Ex: el equipo está fabricado de modo que entrega el volumen nominal. Tras el vaciado puede permanecer una cantidad residual definida. Un tiempo de espera especificado puede formar parte de la especificación y debe respetarse.

3. Clase A vs. clase B

• Clase A (AS/AW): designa la clase de exactitud más alta, es decir, los límites de error más pequeños. Estos instrumentos son adecuados cuando se requieren bajas incertidumbres de medición (p. ej., trabajos de calibración, aplicaciones analíticas). Los matraces aforados de boca ancha tienen un cuello con sección transversal algo mayor y se marcan como AW, ya que presentan un límite de error ligeramente superior al de los matraces de clase A. Los instrumentos de clase AS siempre están ajustados a Ex. La “S” significa descarga rápida.
• Clase B: las tolerancias son mayores que en clase A; está pensada para trabajos preparatorios donde prima la velocidad, la robustez o el coste. También existen matraces aforados de boca ancha marcados como BW, debido a la sección transversal mayor y al límite de error incrementado asociado.

4. Vidrio vs. plástico

• Vidrio (en material volumétrico, por lo general vidrio de borosilicato o vidrio sodocálcico): muy estable dimensionalmente y con baja dilatación térmica. Es transparente y ofrece alta resistencia química frente a ácidos, bases o soluciones acuosas, excepto frente al ácido fluorhídrico (HF). Los instrumentos volumétricos de vidrio cambian su volumen solo muy lentamente, en particular debido a la limpieza.
• Plástico (p. ej., PP, PMP, PS): necesario cuando el vidrio no es adecuado (p. ej., con HF o en análisis de trazas según elemento/matriz, boro, aluminio), aunque con otras limitaciones en resistencia química y a la temperatura. Destaca por su alta resistencia a rotura y menor peso. PMP y PFA también se emplean para equipos cuyos límites de error corresponden a la clase A.

En el manejo, los siguientes puntos clave son especialmente importantes:

1.    Leer correctamente el menisco

       Al leer correctamente, los instrumentos volumétricos de vidrio son de los instrumentos más precisos para medir volúmenes en el laboratorio.

       Cómo leer el menisco correctamente, puede consultarlo aquí.

2. Manejo correcto

   Las especificaciones sobre tiempos de espera, ángulo y “escurrido”/retirada de gotas influyen en el volumen real y deben respetarse según el instrumento.

   Más información sobre el manejo de cada tipo de instrumento volumétrico.

3. Respetar la temperatura de referencia

   El volumen indicado se refiere a la temperatura de referencia especificada en el instrumento (normalmente 20 °C), a la cual se calibró. Para obtener la máxima exactitud debería mantenerse, en lo posible, la misma temperatura. Si hay desviaciones claras respecto a la referencia, los cambios de volumen debidos a la temperatura deben considerarse en los cálculos.

4.    Garantizar limpieza y buena humectación

       Residuos, por ejemplo películas de grasa o manchas de cal (polvo), alteran la humectación y distorsionan el menisco. 

       Antes de usar: limpiar, enjuagar y secar. 

       Más sobre la limpieza correcta de material de laboratorio, aquí.

5.   Estado de inspección y calibración

      Antes de cada uso debe realizarse una inspección visual (p. ej., grietas, bordes astillados, escala dañada). Independientemente de ello,

      deben realizarse calibraciones periódicas dentro del control de equipos de medición. 

En general se distingue entre certificados de calidad (certificados por lote y certificados individuales), declaraciones de conformidad y certificados de calibración. Todos los certificados documentan la trazabilidad; el grado de evidencia aumenta desde el certificado de lote, pasando por el certificado individual, hasta el certificado de calibración DAkkS. Además, el marcado DE‑M identifica la conformidad con la normativa alemana de metrología y verificación.

Para los instrumentos volumétricos existe una norma base general, normas específicas de producto según el tipo de instrumento y una norma central de ensayo para calibración y aplicación.

Resumen de requisitos para instrumentos volumétricos individuales:

Detalles sobre la comparación: G.I.T. Laboratory Journal 9–10 / 2013, pp. 33–35

Jander Jahr Maßanalyse (17. Auflage)

G.I.T. Laboratory Journal 9-10 / 2013, pp 33-35