Equipo de bajo costo y alta precisión

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COMENTARIOS ACERCA DEL PROTOTIPO
Voy a describir un densímetro de bajo costo que mide con el método de cero. Lo diseñé
en el año 1985 para presentarlo en el Congreso de la Asociación de Profesores de Física
de la Argentina. Por ese entonces, ya era un problema presupuestario conseguir
instrumentos de calidad o sus repuestos, y en el laboratorio docente de física que yo
trabajaba las balanzas de Mhor se estaban deteriorando.
Me surgió la idea de construir un densímetro económico con la condición de que en
primer lugar, no se pierda la genialidad básica de Mhor en lo que respecta al principio de
funcionamiento de su instrumento, y en segundo lugar, tratar de mantener la precisión.
Al prototipo lo construí con elementos de soportes de cortinas, que en ese tiempo eran de
bronce y baratos. Hoy este material se puede reemplazar por muchos otros, incluso
madera, que es otro aspecto de este nuevo instrumento, su versatilidad. El sistema buzo-
resorte se puede colgar prácticamente en cualquier soporte.
Quizás el elemento más engorroso de construir sea el buzo. Pero puedo asegurar que no
se necesita ser un vidriero experto como para que, con un tubo de ensayo y un mechero
de Bunsen, un estudiante no lo pueda hacer. Una opción es ponerle al tubo de ensayo
una tapa con un gancho. Recordar que al tubo se lo debe llenar con municiones de plomo
hasta que su densidad sobrepase el valor de la suma de todos los jinetes (2,65 g/cm3
).
Para obtener la densidad del buzo se divide la masa del buzo en gramos sobre la masa
del jinete unidad también en gramos, que es numéricamente igual al volumen del buzo
debido el proceso de calibración.
El resorte se puede reemplazar por otro elemento elástico. La única condición es que el
fiel vuelva a cero, es decir que no presente deformación permanente.
Los jinetes están fabricados con ojales de cortina que, obviamente, eran de bronce.
Creo que este instrumento sigue teniendo vigencia para laboratorios docente de física y,
por qué no, para mediciones profesionales.
A continuación muestro las fotos actuales del prototipo con ejemplos, y los detalles
teóricos y constructivos de la balanza tal como los presenté en el congreso mencionado
hace treinta años.

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Figura 3
Figura 2
En la figura 1 tenemos una vista panorámica de la balanza
con todos sus componentes.
En la base de madera está atornillado el soporte de bronce
principal, apoyados los nueve jinetillos, la pinza para
manejarlos y el vaso para líquidos.
Desde el soporte de bronce secundario, que desliza sobre
el principal, se suspende el resorte (ver detalle del tornillo
giratorio en la figura 3) y de este el platillo porta jinetes con
fiel de referencia y el buzo (detalles en la figura 2).
También sobre el soporte secundario se coloca el espejo
deslizante con tornillo prisionero, que será la referencia de
equilibrio del sistema junto con el fiel del platillo (ver
detalles en las figuras 4 y 5).
Figura 1

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En la figura 4 se ve el procedimiento general de puesta
a cero del instrumento para medir una densidad, en
este caso la del agua.
Al soporte secundario se lo deslizó hacia arriba para
mantener al buzo fuera del vaso, y lo sostiene en esta
posición el tornillo prisionero inferior.
Deslizando el espejo se hace coincidir una marca sobre
este con el fiel del platillo, y se lo ajusta con el tornillo
prisionero correspondiente.
Luego se sumerge el buzo en el agua y por efecto del
empuje se “desequilibra” el sistema. Para volver a cero
se carga con jinetes el platillo que en este caso (agua)
basta con la unidad. Observar en la figura 5 el jinete
unidad en el platillo y el fiel coincidente con la marca en
el espejo.
Figura 4 Figura 5

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Como ejemplo de una medición en general muestro una experiencia con detergente.
En la figura 6 se observa el buzo sumergido en el detergente, la coincidencia del fiel con
la marca del espejo y que faltan en la base además del jinete unidad los dos más chicos
(0,02 y 0,01 del unidad).
En la figura 7 se pueden ver los tres jinetes sobre el platillo. La suma del valor de los tres
jinetes da como resultado 1,03 g/cm3
.
Figura 7
Figura 6
Cuando fabriqué el prototipo realicé una prueba de sensibilidad con un jinete de valor
0,005 respecto del unidad. El sistema acusó desviación respecto al cero, pero nunca lo
puse a este jinete por la incomodidad de su manipuleo.
sseeligmann@gmail.com

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