¿Qué es un Densitómetro?
Los densitómetros son instrumentos utilizados para medir la concentración de una sustancia en un gas o líquido.
La concentración de una sustancia se determina midiendo la cantidad de luz absorbida o reflejada en longitudes de onda específicas obtenidas a través de un filtro o midiendo la cantidad de luz (espectro) dividida en incrementos fijos de longitudes de onda.
Si el objeto a medir es fijo, la concentración se determina irradiando la muestra con luz de una longitud de onda específica que es altamente absorbida por el objeto y midiendo la cantidad de luz transmitida (atenuada) por el detector. Los pulsioxímetros son también un tipo de densitómetro de absorbancia que utiliza la transmisión de luz.
Usos de los Densitómetros de Concentración
Los densitómetros de concentración son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones para medir la concentración de sustancias objetivo en líquidos y gases, así como la absorción de longitudes de onda específicas. Estos instrumentos se emplean en una variedad de campos, como la industria de impresión para medir la densidad del color de la tinta, en aplicaciones medioambientales para medir la concentración de gases como el dióxido de carbono (CO2), y en el ámbito médico para medir la concentración de oxígeno en la sangre y glucosa.
En la investigación científica, los densitómetros también se utilizan para medir la respuesta cromática generada por reacciones enzimáticas, convertir valores de actividad enzimática y realizar análisis cuantitativos de la concentración de proteínas y ácidos nucleicos. Estos instrumentos son herramientas fundamentales en el campo de las ciencias experimentales para obtener mediciones precisas y cuantitativas de diversas sustancias y analitos.
Principio de los Densitómetros
En el caso de los densitómetros que no especifican la sustancia objetivo, se utiliza una fuente de luz blanca para irradiar luz de una longitud de onda determinada sobre una muestra contenida en una célula. La atenuación de la luz transmitida se detecta mediante un detector de luz, que registra una señal eléctrica proporcional a la intensidad de la luz transmitida a través de la célula. Con base en esta medición, se calcula la absorbancia, que se define como -logI/I0, donde I0 es la intensidad de la luz incidente y I es la intensidad de la luz transmitida.
La absorbancia (A) se relaciona directamente con la concentración molar (C) de la muestra, la longitud del camino óptico (l) y el coeficiente de absorción molar (ε). Esta relación se expresa mediante la fórmula A = εCl. Utilizando esta ecuación, se puede construir una curva de calibración utilizando muestras de concentración conocida y determinar la concentración de una sustancia desconocida en base a su absorbancia. De esta manera, los densitómetros permiten realizar mediciones cuantitativas de concentración utilizando principios ópticos y cálculos matemáticos.
A = εCl
Entre los métodos para obtener longitudes de onda específicas de la luz de una fuente luminosa se encuentran el método del filtro, que hace pasar la luz a través de un filtro como un vidrio coloreado, el método del prisma, que utiliza un prisma de cuarzo o cuarzo como materia prima, y el método de la rejilla, que utiliza una rejilla de análisis para obtener una espectroscopia continua.
Como fuentes de luz se utilizan tubos de descarga de deuterio, tungsteno y LED, mientras que como detectores se emplean fotosemiconductores (fotocélulas) y tubos fotomultiplicadores (fotomultiplicadores). La gama de longitudes de onda que pueden medirse se divide según el método de espectroscopia y el tipo de detector, por lo que es necesario seleccionar el equipo y el material de la célula en función de la finalidad.
Por otro lado, en el caso de los medidores de concentración, como los oxímetros, en los que la sustancia a medir es fija, sólo se irradian desde la fuente de luz longitudes de onda específicas con alta absorción por la sustancia objetivo, y la luz obtenida por el detector se convierte en una señal eléctrica y se muestra como concentración.