Densitómetro: Mide la densidad óptica de materiales y superficies

El Densitómetro es un instrumento de medición que permite determinar el grado de oscuridad, definida como densidad óptica, sobre un material que posea características semitransparentes o incluso reflectantes, como en el caso de los espejos. Descubre todo acerca de este interesante instrumento de alta precisión, incluyendo su funcionamiento, tipos y usos, no te lo pierdas.

¿Qué es un Densitómetro?

Es un equipo que permite determinar el grado de oscuridad de las superficies transparentes, dentro de lo cual se incluyen las consideradas como opacas. Por este motivo, constituye un instrumento fundamental para realizar estudios médicos como el cálculo de la densidad ósea del cuerpo humano a través de la densitometría, que se lleva a cabo gracias a un sistema de absorciometría de fotones, empleado con rayos X de doble energía.

Este tipo de aparato también es denominado Espectrodensitómetro y la lectura obtenida se logra mediante el grado de absorción o reflexión presente en el momento en que se aplica una fuente de luz. En la actualidad, cuenta con una serie de avances tecnológicos que permiten arrojar resultados muchos más precisos.

Además es importante mencionar que el densitómetro es un instrumento que tiene su propia escala de medición, por lo tanto es necesario familiarizarse con su uso y manejo, de modo que se puedan aprovechar al máximo sus cualidades, siempre dependiendo de su tipo y la finalidad con la cual se está empleando.

densitómetro

Componentes del instrumento

Esencialmente, un densitómetro como instrumento de medición para establecer la densidad óptica de un material o superficie, se encuentra elaborado a base de tres componentes esenciales, a saber:

  1. Sistema de iluminación: El cual está provisto de una lámpara, un lector óptico y un alimentador. Este sistema que ilumina al densitómetro, garantiza que su luz sea estandarizada y cuando cumple con esta característica se denomina iluminante A, que es una representación de la distribución de energía espectral. Por lo que el Estándar A, corresponde a una luz incandescente con temperatura de color.
  2. Sistema de captación y medida: Para obtener la información este instrumento cuenta con fotorreceptores, una óptica colectora de luz, además de filtros que le permiten limitar la zona espectral.
  3. Sistema para procesar señales eléctricas: A través de este sistema se establece el cálculo y la visualización entre la energía de la luz incidente y la luz recogida. Cuando las tintas se encuentran húmedas, reflejan luz de una manera muy distinta que cuando se encuentran secas. En este caso el densitómetro tiene unos filtros polarizados, para establecer una medida adecuada y eliminar la banda de reflexiones especulares o erróneas.

¿Para qué sirve un Densitómetro?

Este instrumento de medición denominado densitómetro, es una herramienta de amplia utilización en la actualidad, abarcando campos que van desde la medicina, pasando por la industria fotográfica hasta la impresión, donde se involucra la reproducción de imágenes para tener un mayor control en cuanto a la calidad de sus colores.

Por lo tanto, es interesante conocer su utilización a partir de algunos de estos usos para los cuales generalmente se emplea este tipo de instrumento.

En Medicina

Enfocándonos dentro del área de la medicina vemos al densitómetro como un instrumento de rayos X, que permite establecer el grado de mineralización del hueso, o para ser más específicos, del sistema óseo humano. Este es un estudio mediante el cual se establecen de manera temprana los problemas de la osteoporosis, permitiendo con ello su diagnóstico oportuno y prevención.

En el Manejo de Imágenes

En el manejo y proceso de tratamiento de las imágenes se emplea el densitómetro con la finalidad de establecer su densidad, bien sean originales, fotolitos o reproducciones. Por lo que este aparato es uno de los instrumentos más útiles dentro de la reproducción fotográfica.

Asimismo, con este instrumento se realiza el estudio de las imágenes obtenidas mediante los rollos fotográficos, considerados materiales transparentes, que son sometidos a la medida de su densidad para determinar cuál será el mejor papel y la cantidad de tinta a emplear durante su impresión.

¿Cómo se usa?

Como parte del conocimiento de un densitómetro, otro de los elementos que se debe saber es la correcta forma de utilizarlo, pues al ser empleado por ejemplo con las imágenes fotográficas, permite medir la cantidad de tinta que representa la densidad empleada, al igual que la lectura del porcentaje de puntos.

Por consiguiente, este uso dependerá del tipo de densitómetro que se esté manejando, ya que existen algunos modelos provistos de más opciones que otros. Un ejemplo de ello es representado por los ejemplares de filtro polarizado, que permiten medir la tinta en mojado y a la vez indican el valor que tendrá esta tinta cuando se encuentre seca.

Por ello mediante la utilización del densitómetro, se analiza la cantidad de tinta de la imagen con la finalidad de saber si es necesario poner o quitar un determinado color y así obtener el tono exacto que se desea.

Esto con el empleo del densitómetro es bastante fácil, pues en cada impreso, al borde del papel, se encuentra una serie de cuadros con los colores CMYK; que es denominada como tira de control, a la cual aplicamos el instrumento de medición con la finalidad de que lo analice y si todo está perfecto, se puede imprimir con plena seguridad.

Un ejemplo de cómo utilizar el densitómetro para tomar la medida de la densidad absoluta de una película, empleando un ejemplar portátil, consiste en lo siguiente:

  1. Ubique el instrumento en el número cero, antes de comenzar a realizar una nueva medición.
  2. Centre el área de la película directamente sobre la abertura situada bajo el brazo de lectura.
  3. Baje el brazo de lectura. Pulse y mantenga durante unos segundos el botón “MEDIR”, hasta que la lámpara se apague.
  4. Retire la presión sobre el botón de lectura de manera que se levante el brazo del instrumento. La densidad medida se mostrará en pantalla hasta que se pulse el botón otra vez.

De igual manera se recomienda que cuando los valores de densidad sean superiores a 2.50 D, se deberá colocar el sello de luz del cabezal con el cual se realiza la lectura completamente sobre la superficie de la película que se está midiendo.

Recomendaciones 

Para utilizar adecuadamente el densitómetro no está de más seguir algunas recomendaciones, con la finalidad de que todo el trabajo sea de la mayor calidad posible. Con base en lo anterior, será útil tener presentes los siguientes aspectos:

  • Es pertinente realizar la calibración del instrumento cada cierto tiempo, para verificar que los valores arrojados sean correctos; algunos de los especialistas en la materia, sugieren que esto debería realizarse diariamente.
  • Otro elemento a considerar es la superficie sobre la cual se realizan las mediciones; para garantizar que las condiciones sean controladas, especialmente se recomienda que se emplee un área negra, si no se cuenta con un espacio que sea completamente opaco.
  • Las condiciones de mantenimiento y cuidado del aparato también son importantes; este se debe conservar limpio y evitar dejar en él marcas de huellas, pues estas podrían afectar el proceso de la lectura durante la medición.
  • Cada cierto tiempo, es necesario realizar la limpieza de sus filtros al igual que sus lentes, todo ello se debe manipular con sumo cuidado.

Funcionamiento del Densitómetro

El funcionamiento del densitómetro se basa en una fuente de luz que se dirige a una Célula fotoeléctrica; esta se trata de un dispositivo que transforma la energía lumínica o fotones en energía eléctrica. Además la célula determina la densidad de la muestra que está siendo analizada, mediante diferentes lecturas.

Por tanto, el trabajo del densitómetro consiste en que la luz incida a través de un sistema de lentes sobre la superficie, de acuerdo con el espesor de tinta absorbe una parte de la luz y refleja la otra. Algunos de los lentes incorporados en el equipo recogen estos rayos que emergen, llevándolos hasta un receptor que los transforma en energía eléctrica.

El funcionamiento de este instrumento se basa en un proceso para medir la densidad, bastante similar al ojo humano cuando percibe la luz, efectuando para ello varios pasos, sobre los cuales estaremos profundizando a continuación.

Análisis visual

La luz se refleja sobre la capa de tinta, atravesándola y chocando con los pigmentos, los cuales absorben un porcentaje mayor o menor de longitudes de onda. Luego estos rayos luminosos alcanzan la superficie que debe ser blanca, como base del material impreso y donde además son reflejados por ella.

Una vez que se atraviesa nuevamente la capa de tinta impresa, la luz que no sea absorbida por dicha tinta es reflejada y llega al ojo, representando la saturación de color.

Medición con densitómetro

Se tiene la luz de una fuente luminosa estabilizada presente en el instrumento, la cual incide mediante un sistema de lentes sobre la superficie impresa. En función del grueso o espesor de la capa de tinta empleado, al igual que su pigmentación, absorbe parte de la luz.

Luego, una parte de esta luz que no es absorbida se refleja en la superficie del impreso; donde mediante un sistema de lentes se recogen los rayos luminosos que surgen de la capa de tinta, teniendo un ángulo de 45° en relación con el rayo de medición.

Estos rayos son conducidos a un receptor fotodiodo, que los transforma en energía eléctrica. Posteriormente el aparato realiza la comparación electrónica de la corriente en función de los valores de referencia que fueron calibrados en él con anterioridad, tomando como referencia la reflexión de un blanco absoluto.

Las diferencias obtenidas serán la base para el cálculo del comportamiento de absorción que es demostrado por la tinta medida. Por ello, cuando el densitómetro se emplea para el establecimiento de parámetros de impresión fotográfica, se utiliza para evaluar características como las que se mencionan a continuación:

  • Regularidad del color en toda la lámina.
  • Uniformidad completa del color en toda la impresión.
  • Control de la ganancia de punto que se está obteniendo.
  • Adecuación del espesor de la capa de tinta.
  • Coincidencia del color con el patrón determinado mediante las pruebas de color.

Tipos de densitómetro

Como se ha comentado, los densitómetros se han creado provistos de una serie de características que les diferencian entre sí, motivo por el cual se pueden encontrar modelos de reflexión, de transmisión e incluso los conocidos como densitómetro y Espectrodensitómetro, que realizan las lecturas de manera automática, recopilando y almacenando datos. Es momento oportuno para describir con mayor detalle a cada uno de ellos:

De reflexión 

El densitómetro de reflexión es empleado generalmente en originales que son opacos, de modo que la medida se realiza mediante la cantidad de luz que es reflejada en un impreso, incluso aquellos que son especiales para trabajos con soportes opacos a color.

De transmisión 

En este caso el instrumento es empleado generalmente con originales transparentes, como sucede en los negativos de los rollos de películas fotográficas; midiendo la cantidad de luz que es transmitida desde este material.

Cabe destacar que existen densitómetros diseñados con altas tecnologías, los cuales tienen la capacidad de realizar ambos tipos de mediciones (en superficies opacas y transparentes), con tan solo seleccionarlo mediante un simple interruptor.

Usos del Densitómetro

La finalidad de emplear un densitómetro es básicamente poder medir la densidad, especialmente en casos como las películas fotográficas, para asegurarse de que no haya “velo”, lo que consiste en tonos de gris o presencia de densidad en un área determinada, sin que esta se encuentre expuesta a la luz o radiación.

Por otro lado y como se ha comentado, dentro de la medicina se emplea el densitómetro como un aparato de rayos X, con lo cual se pueden prevenir y controlar muchas enfermedades del sistema óseo.

Medicina 

La realización de los exámenes de densidad ósea, que también suelen ser identificados como absorciometría de rayos X con energía, se lleva a cabo mediante dosis muy pequeñas de radiación ionizante que permiten obtener imágenes del interior del cuerpo, especialmente de la columna y caderas, con las cuales es posible diagnosticar problemas de osteoporosis o simplemente determinar el riesgo de fracturas en estas importantes estructuras.

Este tipo de densitómetros de última generación, tienen la capacidad de realizar un estudio del cuerpo completo en tan solo cinco minutos, de manera que no representan ningún tipo de inconveniente para los pacientes y cuentan con este mecanismo para efectuar todas las mediciones pertinentes de sus huesos.

Incluso están provistos de softwares inteligentes, que realizan el reconocimiento automático de contornos y barridos del cuerpo, con los cuales se establecen los valores del contenido mineral óseo de manera total, el contenido graso en función de gramos y porcentajes y los contenidos con respecto a masa muscular, entre otros datos.

Dentro de los laboratorios, los densitómetros también proporcionan la oportunidad de medir la turbidez de las soluciones de concentración celular, entre las cuales se encuentran aquellas que contienen células de levaduras y las bacterianas, con la finalidad de establecer parámetros de la sensibilidad de microorganismos ante el uso de antibióticos.

Asimismo sirve para la identificación de microorganismos, mediante la realización de varios análisis. Para ello se emplea una medición de la absorción en la longitud de onda definida, lo que permite su posterior valoración cuantitativa en una concentración de solución colorante, mediante la absorción de luz verde.

En este sentido, se estima que el funcionamiento del densitómetro se basa en la medición de la densidad óptica, presentando de manera digital los resultados en unidades McFarland, una medida de crecimiento microbiano de turbidimetría; siendo en este caso el instrumento calibrado en fábrica para su funcionamiento con tubos de vidrio de unos 16 mm de diámetro.

Fotografía 

Una fotografía es una imagen que se obtiene por la acción química de la luz sobre una superficie que ha sido provista de características determinadas, para que en ella se reproduzca la vista de lo que ha sido tomado con una cámara; lógicamente esta reproducción es en base a una forma impresa en negativos.

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Estas imágenes que han quedado registradas mediante cintas especiales denominadas negativos, al ser sometidas a medición por parte del densitómetro, permiten establecer la saturación de la impresión resultante, con lo que el profesional realiza pruebas para establecer el tipo de papel a emplear y el tiempo de exposición al cual someterlo, para que su fotografía cuente con un adecuado tratamiento.

Una vez que se cuenta con el establecimiento de los papeles adecuados para la impresión y el cuarto oscuro, especialmente acondicionado sin entradas de luz que dañen la composición de las sustancias químicas, si todo ha sido adecuadamente calibrado en el instrumento las fotografías obtenidas serán excelentes, pues son realizadas con negativos medidos con anterioridad.

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Impresión 

Durante la impresión de las fotografías los profesionales también emplean los densitómetros, con el fin de establecer la saturación de los colores con los cuales será impresa la imagen, para que pueda alcanzar su máxima calidad.

En la actualidad se cuenta con un densitómetro de reflexión de impresiones a color CMYK, que es empleado para la transmisión de películas que cuentan con lupas de alta calidad con luz incorporada, con la finalidad de realizar un control preciso de la calidad de impresión.

Este tipo de instrumentos realizan las mediciones de forma rápida y precisa, debido a que tienen la capacidad de detectar automáticamente el color y los balances de grises, mediante el empleo de tecnología LED, que es una fuente de luz de larga duración y que tiene un bajo consumo energético.

Es por ello que el densitómetro es un aliado para los trabajos en artes gráficas, ya que se busca realizar el trabajo en tiempo reducido, a bajo costo y con parámetros altos de calidad, lo cual depende del control en la reproducción fiel del valor tonal de la imagen al igual que de su color.

Además conserva estabilidad durante toda la tirada de la impresión para evitar las variaciones de tonalidad en el color, que pueden se causadas por irregularidades del espesor de las capas de tinta, variaciones de valores tonales o la aceptación de las propias tintas sobre las láminas en las que son impresas.

Densitómetro

Densitómetro industrial

La tecnología avanza a pasos agigantados, por lo cual todos los instrumentos y aparatos una vez que son creados están en la mira de los ingenieros, científicos e inventores que buscan desarrollar y ampliar la capacidad de estos elementos de medición.

Tal es el caso del densitómetro, que es empleado en la industria con la finalidad de medir densidad utilizando agua. Este novedoso instrumento se emplea en gran cantidad de empresas relacionadas con metales, cerámicas, polvos, materiales incombustibles, magnéticos, minerales, piezas mecánicas, cemento, metales preciosos, joyería y más.

Entre las características de este tipo de densitómetro digital, se destacan elementos como los que se mencionan a continuación:

  • Se emplea en ambientes de producción o laboratorios, con un procedimiento de medición rápido.
  • Es propio para el análisis de materiales como films, plásticos, anillos de sellos, gomas, polvos de carbonato de calcio o materiales flotantes.
  • Permite una función de rastreo automático de cero, dando una advertencia sonora y de sobrecarga.
  • Se puede utilizar otro líquido diferente del agua como medio para la medición, empleando una solución de compensación.
  • Cuenta con accesorios de medición de alta capacidad, provistos de una cubierta transparente, resistente al desgaste, caída y corrosión.
  • Está protegido con un cortaviento y una cubierta a prueba de polvo, además posee una interfaz a la cual se puede conectar un PC y una impresora.

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Este es solo un ejemplo de los amplios avances realizados en materia de instrumentos de medición; ya que en este aparato la muestra se coloca en el panel para establecer su peso en el aire y posteriormente se pulsa ENTER, para dejar un registro en la memoria del equipo acerca de la medición tomada.

Luego esta muestra se coloca en el agua y se realiza la medida de su peso en ella, presionando ENTER, también es memorizada; finalmente el Densitómetro indicará en su pantalla el valor de la densidad del elemento que se está analizando.

De esta manera finalizamos nuestro artículo sobre el densitómetro, esperando que su contenido haya sido de su agrado, dándoles las gracias por el tiempo dedicado a esta lectura y de igual manera invitándoles cordialmente a continuar con la lectura de los siguientes artículos:

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