No cabe duda de que en el ámbito farmacéutico, alimentario o de investigación científica, encontramos diferentes instrumentos que son necesarios para desarrollar correctamente sus tareas y alcanzar los objetivos fijados en cada uno de estos contextos. Entre ellos, podemos mencionar a los diferentes instrumentos de medición de masa que, aunque parezcan complicados o alejados de nuestra cotidianidad, nos daremos cuenta de que algunos de ellos son más comunes de lo que pensamos.
Hoy en Procrastina Fácil, nos dimos a la tarea de simplificar este tema en un artículo dividido en definición, procedimientos para medir la masa y una lista completa con cada uno de estos utensilios que a lo largo de la historia han sido de gran utilidad en diferentes escenarios.
¿Qué es la masa?
La masa es una propiedad de la materia que se utiliza para describir libremente la densidad que puede tener cualquier objeto. Esta no debe confundirse con el peso, el cual representa la fuerza con que un cuerpo es atraído por un campo gravitatorio, ni con la cantidad, que en química indica la proporción de sustancias que forman un compuesto.
Al conocer a profundidad el tema, nos daremos cuenta de que la masa es una variable importante en el cálculo de muchas relaciones e interacciones dadas en todas las áreas de la ciencia, por lo que forma parte de casi todas las fórmulas matemáticas que las describen. Es importante saber que todos los objetos tienen masa, sin importar que sean sólidos, líquidos o gaseosos; cuantos más átomos haya en un objeto, mayor será su masa. Durante mucho tiempo se ha argumentado que la masa en el universo es uniforme e inmutable, ya que esta y, por supuesto, la energía no se pueden destruir ni construir, sino solo reducirse a sus componentes básicos.
¿Cómo se mide la masa?
La masa puede medirse utilizando diferentes instrumentos de medición, como básculas, balanzas y otros dispositivos diseñados para este fin. Si queremos medir la masa de un objeto utilizando, por ejemplo, una báscula o una balanza, debemos colocar el cuerpo en la plataforma de la misma y esperar a que la lectura se estabilice. El Sistema Internacional de Pesos y Medidas (SI) sostiene que la unidad de masa es el kilogramo (kg), junto con sus unidades derivadas como gramos, miligramos, etc. Es importante tener en cuenta que la precisión de la medición depende de la técnica y la calidad del instrumento utilizado. Por lo tanto, para obtener mediciones precisas y confiables, es recomendable seguir al pie de la letra las instrucciones del fabricante y tomar medidas para minimizar las perturbaciones externas que puedan afectar la medición, como el viento o las vibraciones.
La masa es una propiedad intrínseca del objeto y es independiente del entorno en el que reside. Por lo tanto, la masa de un objeto es la misma en todo el universo, mientras que el peso del mismo puede variar en diferentes lugares debido a la atracción gravitatoria de cuerpos celestes. Toda la materia está formada por diferentes átomos de un conjunto finito, pero dispuestos de manera diferente. Sin embargo, gracias a los estudios de Einstein y al desarrollo de la física cuántica en el siglo XX, ahora sabemos que los átomos pueden “romperse” y parte de su masa se convierte en energía, como lo describe la famosa fórmula de la relatividad (E = mc²), donde E es energía, m es masa y c es la velocidad de la luz.
Lista de instrumentos para medir la masa
1. Balanza
Una balanza es un instrumento de medida que se utiliza para determinar la masa de un objeto. Consiste en dos plataformas de pesaje conectadas por una viga o brazo apoyado en un punto central. Cada plataforma se utiliza para colocar los artículos que se van a pesar, y la masa del objeto se determina comparando las lecturas de las dos plataformas. Las balanzas pueden ser analógicas o digitales y son utilizadas en una amplia variedad de contextos, desde su empleo cotidiano en el hogar hasta su aporte en la investigación industrial y científica.
2. Báscula
Una báscula es una herramienta de medición de masa utilizada para determinar el peso de un objeto. A diferencia de la balanza, que se encarga de medir la masa de un objeto, esta mide la fuerza que ejerce el mismo sobre una superficie en respuesta a la gravedad. Las básculas, al igual que las anteriores, pueden ser analógicas o digitales y vienen en una variedad de tamaños y capacidades, desde pequeñas básculas de cocina hasta enormes básculas industriales.
3. Dinamómetro
Es uno de los instrumentos más utilizados para medir la masa, fue inventado por Isaac Newton y funciona con un resorte capaz de seguir los principios de la Ley de Hooke en la medición. Debido a que se parece mucho a la balanza de muelle elástico, se puede decir que esta es una báscula de resorte. En términos generales, los dinamómetros funcionan midiendo la cantidad de deformación que experimenta un resorte o un material elástico cuando se aplica una fuerza. Esta se traduce en una lectura en el instrumento, que se puede expresar en diferentes unidades de medida, como kilogramos, libras o newtons.
4. Espectrómetro de masas
Un espectrómetro de masas es un instrumento analítico químico utilizado para determinar la composición y estructura de moléculas y compuestos químicos. Se basa en separar los iones de la muestra por su masa y carga, para luego detectar y cuantificar los iones producidos. El espectrómetro de masas consta de tres partes principales: la fuente de ionización, el analizador de masas y el detector. La muestra se introduce en una fuente de ionización, donde se ioniza mediante varios métodos, como la electropulverización o la desorción láser. Los iones generados se aceleran en un campo eléctrico y se separan en un analizador de masas según su relación masa-carga. Los iones separados se detectan en el detector y se convierten en una señal eléctrica que se utiliza para generar espectros de masas. En la industria, es una técnica ampliamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores, biosensores, cadenas poliméricas complejas, fármacos, productos de síntesis química, análisis forense y contaminación.
5. Cromatógrafo de masas
El cromatógrafo de masas es una herramienta analítica utilizada en química y bioquímica para separar, identificar y cuantificar los componentes de una muestra. En general, su funcionamiento se basa en la separación de los componentes de una muestra según sus características de masa y carga eléctrica. El detector de masa mide la relación masa-carga de los iones y, en función de esta relación, son separados y registrados. Los cromatógrafos de masas se utilizan en una gran variedad de ámbitos de investigación química, bioquímica, farmacéutica, alimentaria y ambiental, entre muchas otras, para identificar y cuantificar los componentes de un ajuste de muestra complejo. Es una herramienta muy útil para la investigación y desarrollo de nuevos compuestos, así como para la monitorización de procesos industriales.
