Densímetro o aerómetro

Un hidrómetro, densímetro o areómetro es un instrumento que se utiliza para medir la densidad relativa de los líquidos basándose en el concepto de flotabilidad. Normalmente se calibran y gradúan con una o más escalas como la de gravedad específica.

Un areómetro normalmente consiste en un tubo de vidrio hueco sellado con una parte inferior más ancha para la flotabilidad, un lastre como el plomo o el mercurio para la estabilidad, y un vástago estrecho con graduaciones para la medición. El líquido por analizar se vierte en un recipiente alto, a menudo una probeta graduada, y el hidrómetro se baja suavemente dentro del líquido hasta que flota libremente. El punto en el que la superficie del líquido toca el tallo del hidrómetro se correlaciona con la densidad relativa. Los densímetros pueden contener cualquier número de escalas a lo largo del tallo que correspondan a propiedades que se correlacionen con la densidad.

Los densímetros están calibrados para diferentes usos, como un lactómetro para medir la densidad (cremosidad) de la leche, un sacarómetro para medir la densidad del azúcar en un líquido o un alcoholímetro para medir niveles más altos de alcohol en bebidas alcohólicas.

El hidrómetro utiliza el principio de Arquímedes: un sólido suspendido en un fluido es impulsado por una fuerza igual al peso del fluido desplazado por la parte sumergida del sólido suspendido. Cuanto más baja es la densidad del fluido, más profundo se hunde un hidrómetro de un peso determinado; el vástago está calibrado para dar una lectura numérica.

Historia

El hidrómetro probablemente se remonta al filósofo griego Arquímedes (siglo III a.C.) que usó sus principios para encontrar la densidad de varios líquidos. Una descripción temprana de un hidrómetro proviene de un poema latino, escrito en el siglo II d.C. por Remio, quien comparó el uso de un hidrómetro con el método de desplazamiento de fluidos usado por Arquímedes para determinar el contenido de oro de la corona de Hiero II.

Dibujo de un hidrómetro publicado en Practical Physics
Dibujo de un hidrómetro publicado en Practical Physics

Hipatia de Alejandría (siglo IV-V d.C.), una importante matemática griega, es la primera persona tradicionalmente asociada con el hidrómetr. En una carta, Synesius de Cirene le pide a Hipatia, su maestra, que le haga un hidrómetro:

    El instrumento en cuestión es un tubo cilíndrico, que tiene la forma de una flauta y es aproximadamente del mismo tamaño. Tiene muescas en una línea perpendicular, por medio de las cuales podemos probar el peso de las aguas. Un cono forma una tapa en una de las extremidades, ajustada al tubo. El cono y el tubo tienen una sola base. Esta se llama el bario. Cada vez que se coloca el tubo en el agua, permanece erecto. Entonces puedes contar las muescas a tu gusto, y de esta manera determinar el peso del agua.

Según la Enciclopedia de la Historia de la Ciencia Árabe, fue utilizada por Abū Rayhān al-Bīrūnī en el siglo XI y descrita por Al-Khazini en el siglo XII. Fue redescubierta en 1612 por Galileo y su círculo de amigos, y utilizada en experimentos especialmente en la Accademia del Cimento. Apareció de nuevo en la obra de Robert Boyle (quien acuñó el nombre de “hidrómetro”) en 1675, con tipos ideados por Antoine Baumé (la escala Baumé), William Nicholson y Jacques Alexandre César Charles a finales del siglo XVIII, más o menos contemporáneamente con el descubrimiento de Benjamin Sikes del dispositivo por el cual se puede determinar automáticamente el contenido alcohólico de un líquido. El uso del dispositivo de Sikes se hizo obligatorio por la ley británica en 1818.

Escalas empleadas en los densímetros

Los densímetros modernos suelen medir la gravedad específica, pero en ciertas industrias se utilizaban (y a veces se siguen utilizando) diferentes escalas. Algunos ejemplos son:

  • La gravedad API, utilizada universalmente en todo el mundo por la industria petrolera.
  • Escala de Baumé, antiguamente utilizada en la química industrial y la farmacología
  • La escala de Brix, utilizada principalmente en los zumos de frutas, la elaboración de vino y la industria azucarera
  • La escala de Oechsle, utilizada para medir la densidad del mosto de uva
  • La escala de Platón, utilizada principalmente en la elaboración de cerveza
  • La escala de Twaddell, antes utilizada en las industrias de blanqueo y teñido

Para más información Hydrometer | measurement instrument | Britannica