Catarómetro: Usos, funcionamiento y características

El Catarómetro es un instrumento empleado para determinar los componentes que posee una mezcla de gases en específico. En el artículo de hoy, le explicaremos todo lo necesario acerca de este instrumento, incluyendo sus características y cuáles son las partes que lo conforman.

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¿Qué es el catarómetro?

Este instrumento juega un papel crucial en el estudio de la cromatografía, que se trata de una técnica física para separar los componentes de una mezcla de gases con el fin de poder clasificarlos, este es un método que se emplea en cualquier rama de la ciencia y es donde se desempeña este instrumento. Por consiguiente, el catarómetro se utiliza para determinar la porción de cada uno de los elementos que forman parte de una mezcla química compleja y específica.

Muchos expertos en la materia lo consideran como un ”Detector de conductividad térmica”, lo que significa que también puede medir la capacidad que poseen los componentes en los gases para poder transmitir el calor a través de ellos.

Este instrumento se considera entonces como un medidor de masa molecular, esto se debe a que los componentes que se encuentran integrados en las mezclas poseen cierta masa, lo que les permite la transmisión de calor. La masa que se encuentra en las moléculas viene dada por la suma interna de sus átomos, otorgándole un peso, el cual es inverso a su conductividad, es decir a mayor peso la trasmisión de calor sera menor y viceversa.

El uso que se le ha otorgado a este instrumento de medición es realmente amplio, puesto que se puede apreciar en distintas partes de la ciencia. Sin embargo, es muy común observarlo en los laboratorios de química, donde se desenvuelve mejor el análisis de los gases, los cuales pueden ser orgánicos (poseen elementos químicos como el carbono) o inorgánicos (otros elementos involucrados donde el principal no es el carbono).

¿Para qué sirve?

Como ya se ha explicado, este instrumento es muy utilizado en las áreas en donde se desempeñan trabajos de laboratorio, dado que permite conocer los elementos que poseen los gases complejos, es decir, el catarómetro se encarga de determinar cuáles elementos se encuentran en la mezcla de dichos gases y, de igual manera, conocer las proporciones de todos estos.

Además de este uso, este instrumento también permite realizar una separación de los elementos involucrados en los gases, es decir, no solo los identifica sino que los divide de forma individual para un mejor estudio. De esta manera, cuenta con un factor descriptivo que le permite proporcionar información relevante acerca de todos los componentes que identifica y separa.

Habitualmente, el catarómetro es empleado con más frecuencia en el área de la cromatografía, puesto que es la ciencia que se dedica principalmente al estudio de los gases. No obstante, el mismo puede llegar a tener un papel fundamental en otras áreas, sobretodo en el campo de la química.

Otro ámbito donde se ha encontrado el uso de este instrumento corresponde a la medicina, ya que ha mostrado contribuir de manera notable para conocer a profundidad el funcionamiento de los pulmones humanos. Así como poder detectar si existe algún tipo de anormalidad en la respiración de una persona, por lo que si esto es cierto, es signo para una patología grave, por lo tanto se puede afirmar que este instrumento tiene campo en el área del diagnóstico médico.

No obstante, siguiendo esta misma línea de ideas, dichos resultados en la medicina donde se ha empleado este instrumento dependerán mucho de lo que se esté buscando medir, ya que se debe tener presente que para realizar análisis acerca de la respiración se emplean diferentes métodos e instrumentos que sirvan para obtener un diagnóstico preciso.

Igualmente, se puede acotar que el catarómetro cumple un papel menor dentro del ámbito industrial, dado que es empleado para determinar qué tipos de gases se encuentran en las industrias.

Características

Las características que posee el catarómetro son muy diversas, entre ellas se puede destacar su capacidad para determinar la conductividad de calor que posee un elemento, como se había mencionado anteriormente. Gracias a esta cualidad, es posible llevar a cabo una gran cantidad de análisis diferentes. No obstante, esto está atado a los diferentes métodos que se vayan a emplear también para dicho proceso.

Las características principales que presenta este instrumento corresponden a su Sensibilidad, Respuesta línea, su Intervalo de la temperatura y al Cuidado de la muestra. A continuación, realizaremos una breve descripción de lo que significa cada una de estas cualidades del catarómetro:

  • Sensibilidad: Se refiere al tamaño de la muestra que se pretende examinar, es decir, la cantidad de mezclas de gases. Para este instrumento lo más recomendable es que la muestra sea lo más pequeña posible, puesto que así la sensibilidad sera más precisa.
  • Respuesta línea: Esta hace alusión a la concentración de la sustancia, en este caso a los componentes que se encuentran dentro de las mezclas.
  • Intervalo de la temperatura: Esta parte se refiere al tiempo que transcurre desde que la mezcla se encuentra congelada hasta la pronta evaporación.
  • Cuidado de la muestra: Esta cualidad hace alusión al cuidado que el instrumento le da a la muestra para que la misma no sufra ningún tipo de alteraciones.
  • Respuesta universal: Con esta última se hace referencia a que este instrumento funciona para distintos tipos de gases, ya sean de carácter orgánico o inorgánico.

No obstante, estas no son las únicas características de este instrumento, pues el mismo posee dos tubos en donde se disponen los gases a estudiar y está provisto de bobinas de calefacción a cada extremo.

Los tubos ya mencionados, corresponden al lugar donde se llevarán a cabo los análisis de las muestras seleccionadas. Para poder realizar esto, se mide el tiempo que las sustancias se tardan en perder el calor en las bobinas. El instrumento además posee un sensor que permite determinar la presencia de un metal o un termistor que es un tipo de resistencia que varía dependiendo de la temperatura.

Otra característica relevante sobre este instrumento, es que puede ser llevado de manera sencilla a cualquier lugar. Igualmente que no posee ningún tipo de dificultad operarlo, en vista de que el análisis puede ser apreciado en su pantalla LCD incorporada, donde se ve reflejada toda la información acerca de la muestra estudiada de manera simple.

¿Cómo funciona?

Como ya mencionamos, este instrumento posee la cualidad de desempeñarse en diferentes áreas de trabajo. A la hora de hablar de su funcionamiento resulta bastante simple, no solo emplearlo, sino también en la lectura de los datos resultantes. Esto se debe a que el instrumento viene con una pantalla LCD integrada, lo que facilita la lectura de los resultados obtenidos en los experimentos con la muestra.

Se debe tener presente que este instrumento se muestra como un medidor eléctrico, por lo que su fuente de energía es de tipo eléctrica, esta se encuentra integrada a un ajuste de acero que cubre todo el instrumento en su superficie.

Como bien hemos mencionado, el catarómetro posee dos tubos donde van ubicadas las muestras de gases. Por lo tanto, en uno de estos tubos se coloca la muestra de gas que se usará como referencia para el estudio, mientras que en el segundo se colocará la muestra que se desea explorar.

Con respecto al funcionamiento interno, los gases al encontrarse ubicados dentro de este dispositivo y activarse, realizarán un choque en donde se determinará su conductividad térmica, es decir, su transmisión de calor. Esto sucede puesto que dentro del aparato se encuentran ubicados hilos térmicos que permiten que los gases sean llevados al amplificador. Al llegar a esta parte del instrumento, es donde se realiza la examinación de su conductividad.

Campos de aplicación

A pesar de que los campos de aplicación para este instrumento no están limitados, en la actualidad solo se conoce que ha sido empleado en el ámbito médico y en la cromatografía de gases. A diferencia de su competencia conocida como espectrómetro de masa, los datos obtenidos se tardan más en aparecer. No obstante, se debe considerar que resulta más económico, posee un mayor rango de precisión y menor porcentaje de error al medir los componentes de la muestra.

Además de estos campos, los catarómetros por mucho tiempo han sido utilizados en las industrias de aceite para medir los compuestos de los hidrocarburos, puesto que a lo largo de la historia los instrumentos que se habían empleado con anterioridad ofrecían resultados incorrectos y no podían detectar la presencia del petroleo entre sus compuestos.

Partes de un catarómetro

Una vez que hemos conocido las características del instrumento, podemos ahondar más en las partes que lo forman. Como ya se sabe, el mismo posee dos tubos en donde se depositan las muestras, luego están los filamentos, que corresponden a un cuerpo en forma de hilo; la resistencia, que son los medidores y estabilizadores de la temperaturas y por último los orificios conductores, tanto de entrada como de salido para los gases.

Además incluye un visor para la lectura de los datos, donde se presentan de forma sencilla para un análisis más fiel y cómodo para el usuario.

Tipos de catarómetro

Actualmente son muy diversos los tipos de catarómetros que se pueden encontrar, la principal diferencia radica en el tipo de sensor que llevan implantados. Dichos sensores son lo que llevan consigo la resistencia térmica. Esta resistencia es la responsable de oponerse o bien retener los cambios de calor dados por los gases en los tubos.

Cabe mencionar que este instrumento puede diseñarse empleando platino, oro o volframio, el cual es un elemento químico resistente ubicado en la tabla periódica. De igual manera, se menciona que todos los diseños de este aparato vienen equipados por un termistor semiconductor que funciona como una resistencia.

También se debe hacer mención de que la diferencia en los metales y el termistor se encuentra en que estos últimos poseen un coeficiente de temperatura, es decir, la resistencia que está integrada en ellos se ve afectada a medida que el calor va aumentando. Es por este motivo que muchos expertos han optado por utilizar otros tipos de catarómetros, cuyo diseño haya sido realizado por algún metal entre los mencionados, debido a su eficiencia en el papel de la resistencia.

Siguiendo con esta línea de ideas, no significa que aquellos catarómetros con termistor sean poco funcionales. Solo que su resistencia presenta una falla o bien alteración causada por la temperatura que pueda ir en aumento durante el estudio. No obstante, siguen siendo útiles en el desempeño de sus labores.

La elección sobre cuál de los diferentes modelos es mejor, dependerá del trabajo que necesite realizar usted como científico y experto en la materia. A pesar de la falla en la resistencia de este último modelo, el mismo no representará un atraso ni entorpecerá el trabajo que se necesite desempeñar siempre y cuando se sigan las recomendaciones brindadas.

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Importancia de este instrumento

Poder determinar los compuestos que se encuentran inmersos en los gases es una labor importante para su empleo, y aún más importante para su categorización. En este sentido, realizar un trabajo con gases de los cuales se desconoce sus compuestos, genera problemas y riesgos difíciles de procesar.

En respuesta a estas necesidades, el catarómetro es un instrumento que garantiza que las proporciones que se obtengan de estas muestras serán lo más exactas posibles. Por lo que las cualidades de facilidad y exactitud hacen de este instrumento uno de los más importantes y solicitados para estas labores, puesto que su importancia radica en reducir la mayor cantidad de riesgos posibles, asociados a la correcta determinación de los gases presentes en una sustancia.

Las compañías de gases industriales han demostrado que el uso de los mismos ayuda a la productividad de su empresa, pero también al entendimiento de la vida cotidiana. Por lo que el estudio completo sobre los elementos que conforman a estos gases debe ser lo más fiel y preciso posible, con el fin de seguir contribuyendo al crecimiento de estas industrias.

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Ha sido todo por el artículo de hoy, esperamos que la información proporcionada le sea de utilidad. Le invitamos a leer también: Balanza Granataria y Balanza Analítica

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