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Universidad Gran Mariscal de Ayacucho Facultad de Ingeniería Escuela de Mantenimiento Núcleo Barcelona Laboratorio de los Materiales

DENSIDAD Prof.: Cesar Reyes Alumno: Br. Luis J. Surga C. CI:27136398

Barcelona, 12 de Octubre de 2020

INDICE

Contenido

Pág.

Introducción………………………………………………………………………1 -

Concepto de la Densidad…………………………………………………………………..2

-

Métodos (Equipos o instrumentos de la Densidad) ………………………………………………………………….2

-

Normas de Laboratorio de Materiales…………………………………………………………………5

-

Especificación ASTM referente al laboratorio de Materiales..…..7

-

Normas COVENIN referente al Laboratorio de Materiales..……...9

-

Escriba los siguientes instrumentos de medición y diga cómo se realiza la calibración………………………………………….……….10

-

Peso Específico de las Unidades de sistema Internacional y Sistema en Ingles………………………………………...……………13

Conclusión……………………………………………………………………...16 Bibliografía..……………………………………………………………………17 Anexos………………………………………………...………………………..18

INTRODUCCION

La Densidad es una magnitud que determina la cantidad de masa en una sustancia, por ello los instrumentos de medición de densidad suelen ser de gran importancia en las grandes industrias, para la medición de la densidad en sustancias químicas o alimenticias. Se habla de que los orígenes de este término provienen de los tiempos de Arquímedes, donde éste descubrió que se puede determinar el volumen de un objeto a través del desplazamiento del agua, logrando un gran descubrimiento en ese tiempo, con una corona elaborada en oro y otros materiales, éste se introdujo en una bañera con agua, sosteniendo la corona y pude determinar que al sumergir un objeto en una sustancia líquida podría determinar valores realmente exactos, por lo tanto la densidad cumplen un papel esencial para el proceso de determinación de cada uno de los elementos que componen el objeto, gracias a ellos se puede determinar de forma objetiva la masa de sustancias utilizadas en cualquier ámbito, bien sea cosmético, alimenticio o minero. Por lo tanto, para las grandes industrias, contar las herramientas de medición es parte del día a día, en la elaboración de su producto final.

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1.- Concepto de la Densidad

Es una propiedad  característica cuantitativa muy en todas partes como en el área de biología, en química, en la industria para identificar los materiales. Permite ubicar las diferencias entre materiales. Se utiliza para determinar la viscosidad y establecer la identidad del material analizado con claridad. La densidad la podemos definir como la propiedad que tiene la materia, ya sean sólidos, líquidos o gases, para comprimirse en un espacio determinado. 2.- Métodos (Equipos o instrumentos de la Densidad)  Métodos principales en un entorno industrial: Picnómetro Émbolo Contenedor del producto (botella con líneas marcadas) Contenedor del producto (llenado hasta el borde) Hidrómetro Densímetro electrónico (portátil)  Métodos principales en un entorno de laboratorio: Densímetro electrónico de tipo laboratorio Balanza de Mohr Método de émbolo para macillas

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La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos. Los instrumentos más comunes para medir la densidad son: 

El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un



líquido. El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases (picnómetro de gas).



La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.



La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa de la densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante. Cuyo frecuencia de resonancia está determinada por los materiales contenidos, como la masa del diapasón es determinante para la altura del sonido.

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3.- Normas de Laboratorio de Materiales La actividad en el laboratorio implica un cierto riesgo, se requiere un cierto orden y precisión en la realización de cualquier trabajo experimental. Es necesario por tanto cumplir ciertas normas de funcionamiento en el laboratorio. 1) En el laboratorio no se corre. Trabaja en tu puesto de trabajo y no dejes las prendas de ropa encima de las mesas, déjalas colgadas en las perchas. Lleva al laboratorio solamente el cuaderno de prácticas, bolígrafo y calculadora si hace falta. 2) Recógete el pelo si lo tienes largo y utiliza guantes y gafas de seguridad cuando te lo diga el profesor. 3) Antes de comenzar a realizar una práctica de laboratorio, lee el guion atentamente y antes de comenzar comprueba que tienes todo lo que te hace falta. Cuando comprendas lo que hay que hacer empieza a trabajar, no antes. En caso de duda pregunta al profesor. 4) Solicita el material que te falte al profesor. No lo busques por tu cuenta. Ten muy presente los símbolos y advertencias que aparecen en los frascos de reactivos químicos. 5) Cuidado con los aparatos eléctricos. Ten las manos limpias y secas. No manipules aparatos eléctricos con las manos mojadas. 6) Cuidado con los líquidos, no los derrames. Los ácidos y bases deben manejarse con especial precaución. 7) Cuando calientes un tubo de ensayo y con el fin de evitar proyecciones del líquido no orientes la boca del tubo hacia ninguna persona. 8) Evita respirar gases desconocidos y no pruebes ninguna sustancia. 4

9) Los

reactivos

no

utilizados

no

los

devuelvas

al

frasco,

contaminarías todo el contenido. Coge cantidades pequeñas, solo lo que te haga falta. 10) Los materiales sólidos inservibles: cerillas, papel de filtro, vidrios rotos, reactivos insolubles... no los arrojes por la pila, deposítalos en el recipiente que a tal fin exista en el laboratorio. Si arrojas líquidos en las pilas, deja correr el agua. No eches ácidos concentrados ni líquidos corrosivos. 11) Los aparatos calientes se deben manipular con pinzas. Cuidado con las sustancias inflamables (lo indica en el frasco). Asegúrate de que no hay un mechero encendido cerca. En caso de heridas o quemaduras avisa inmediatamente al profesor. 12) Al finalizar comprueba que todo el material ha quedado limpio y en orden, los aparatos desconectados. Cierra las llaves del agua y apaga los mecheros. 13) Lava tus manos antes de salir del laboratorio. 4.- Especificación ASTM referente al laboratorio de Materiales La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM, según sus siglas en inglés) es una organización internacional que publica normas para una amplia gama de productos y materiales. Con sede en West Conshohocken, Pennsylvania, la organización produce seis categorías de normas que se subdividen en 15 áreas de interés. Además, la organización produce un índice maestro. Las normas individuales se pueden comprar como archivos digitales o de forma impresa.

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Las normas ASTM se dividen en seis categorías generales: 

La primera, de serie, describe los requisitos que debe cumplir la norma.



La segunda, el método de prueba estándar, se describen las pruebas que se utilizan para cumplir con un estándar, incluyendo la precisión resultante.



La tercera, la categoría de la práctica estándar, describe la secuencia de operaciones en las que se usa el material.



La cuarta, la guía estándar, es una colección de opciones para el uso.



La quinta, la clasificación estándar, se describe la división del material por sus características, propiedades o composición.



La última, define la terminología estándar, se describen las definiciones y términos utilizados en todos los anteriores.

La sociedad produce un libro completo de normas al año. Este libro contiene catálogos estándares para todos los materiales y productos definidos por las norma ASTM. El "Libro Anual de Normas ASTM" divide a los estándares en 15 secciones de interés e incluye secciones tales como hierro y acero, metales no ferrosos, productos de construcción, pinturas y recubrimientos, textiles, caucho, energía nuclear, solar y geotérmica, dispositivos médicos y servicios, entre otros. ASTM E2335-17 Standard Guide for Laboratory Monitors ASTM E288-10(2017) Standard Specification for Laboratory Glass Volumetric Flasks ASTM E2014-17 Standard Guide on Metallographic Laboratory Safety

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ASTM E982-94(2015) Standard Specification for Laboratory Glass Test Tubes. ASTM E1733-95(2014) Standard Guide for Use of Lighting in Laboratory Testing ASTM E1095-99(2016) Standard Specification for Common Laboratory Glass Funnels ASTM E960-93(2013) Standard Specification for Laboratory Glass Beakers ASTM E1379-90(2016) Standard Specification for Laboratory Glass Dewar Flask ASTM E1406-95(2016) Standard Specification for Laboratory Glass Filter Flasks 5.- Normas COVENIN referente al Laboratorio de Materiales 

Norma Venezolana COVENIN 187:1992*: Colores, Símbolos y Dimensiones para Señales de Seguridad.



Norma Venezolana COVENIN 474:1997*: Registro, Clasificación y Estadística de Lesiones de Trabajo.



Norma Venezolana COVENIN 1566:1980*: Condiciones Mínimas de Seguridad para Trabajos Ejecutados por Contrato.



Norma Venezolana COVENIN 1649:1996*: Chimeneas y Ductos. Determinación de la Ubicación y Número Mínimo de Puntos de Muestreo.



Norma Venezolana COVENIN 2248:1987*: Manejo de Materiales y Equipos. Medidas Generales de Seguridad.



Norma Venezolana COVENIN 2250:1990*: Ventilación en los Lugares de Trabajo.



Norma Venezolana COVENIN 2252:1995*: Polvos. Determinación de la Concentración en el Ambiente de Trabajo.



Norma

Venezolana

COVENIN

2253:1997*:

Concentraciones

Ambientales Permisibles de Sustancias Químicas en Lugares de Trabajo e Índices Biológicos de Exposición. 7



Norma Venezolana COVENIN 2254:1995*: Calor y Frío. Límites Permisibles de Exposición en Lugares de Trabajo.



Norma Venezolana COVENIN 2260:1988*: Programa de Higiene y Seguridad Industrial. Aspectos Generales.



Norma Venezolana COVENIN 2266:1988*: Guía de los Aspectos Generales a ser Considerados en la Inspección de las Condiciones de Higiene y Seguridad en el Trabajo.



Norma Venezolana COVENIN 2270:1995*: Comités de Higiene y Seguridad Industrial. Integración y Funcionamiento.



Norma Venezolana COVENIN 2274:1997*: Servicios de Salud Ocupacional en Centros de Trabajo. Requisitos.



Norma Venezolana COVENIN 2275:1991*: Industrias ó Actividades Consideradas como Peligrosas ó Insalubres.



Norma Venezolana COVENIN 2340-1:1989: Medidas de Seguridad en Laboratorios. Parte I. General.



Norma Venezolana COVENIN 2340-2:1986*: Medidas de Seguridad en Laboratorios. Parte II. Bioseguridad.



Norma Venezolana COVENIN 2634:1989*: industriales y residuales. Definiciones.



Norma Venezolana COVENIN 3057:1993*: (ISO/IEC-51) Guía para la Inclusión de Aspectos de Seguridad en Normas.



Norma Venezolana COVENIN 3153:1996*: Trabajo en Espacios Confinados. Medidas de Salud Ocupacional.



Norma Venezolana COVENIN 3159:1995* (ISO 4226): Calidad del Aire. Aspectos Generales. Medición.



Norma Venezolana COVENIN 3406-0:1998 (ISO Magnitudes y Unidades. Parte 0: Principios Generales.



Norma Venezolana COVENIN 3575:2000: Mecánica. Conductores de Aire y Conectores. Fabricación.

Aguas

naturales,

31-0:1992):

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6.- Escriba los siguientes instrumentos de medición y diga cómo se realiza la calibración. * Vernier: Cada escala del calibrador se lee como una regla cualquiera. Por lo general, el calibrador tiene una escala principal que está marcada en centímetros o pulgadas, además de divisiones más pequeñas entre cada uno de ellos. La escala deslizante (Vernier) tiene una etiqueta grabada que indica lo que representa. 



Si la escala deslizante no tiene una etiqueta, lo más probable es que las divisiones numeradas representen 1/10 de la división más pequeña en la escala principal. Por ejemplo, si las líneas más pequeñas de la escala principal representan 0,1 cm, significa que cada división en la escala Vernier representará 0,01 cm. La escala principal es el “tamaño natural”, mientras que la deslizante es una amplificación con la finalidad de obtener una lectura más sencilla. Este sistema de amplificación le permite al calibre Vernier obtener una mayor precisión que una regla.

* Tornillo Micrométrico: Los micrómetros suelen tener la forma de calibradores (extremos opuestos unidos por un marco) , aunque no siempre . El husillo es un tornillo mecanizado con mucha precisión y el objeto a medir se coloca entre el husillo y el yunque. El eje se mueve girando la perilla de trinquete o el dedal hasta que el objeto a medir sea tocado ligeramente por el eje y el yunque. En los micrómetros analógicos de estilo clásico, la posición del dedal se lee directamente de las marcas de escala en el dedal y la

manga (para los nombres de las piezas, consulte la siguiente sección). A menudo se incluye una escala de nonio, que permite leer la posición a una fracción de la marca de escala más pequeña. 9

En micrómetros digitales, una lectura electrónica muestra la longitud digitalmente en una pantalla LCD en el instrumento. También existen versiones de dígitos mecánicos, como el estilo de los odómetros de automóviles, donde los números "se mueven.

* Manómetro:

El manómetro patrón y la bomba generadora de presión,

conforman el calibrador de presión. El manómetro mesurando se insertará en el alojamiento correspondiente y quedará sometido a una presión (la misma que el manómetro patrón) al presurizar el sistema. El manómetro patrón nos dará la lectura de medida (real) y el manómetro mesurando la referencia, objeto de calibración, será en definitiva una calibración por comparación, pero realizada a la inversa. Se evitará así que Sc nos de cero. Para la calibración del manómetro son necesarios al menos 5 puntos de calibración. Estos puntos están repartidos entre el 10% y el alcance máximo (o un valor próximo a él) del campo de medida del instrumento, de tal forma que éste quede dividido en intervalos aproximadamente iguales.

Se realizan 3 ciclos de presión, en sentido creciente y decreciente, siendo el punto de inflexión entre ambos ciclos el fondo de escala.

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Cada medida consiste en la obtención del valor de lectura del patrón y del manómetro a calibrar, mediante la colocación de las masas certificadas, que se van apilando hasta que se obtiene el equilibrio a un determinado nivel de referencia. Se debe indicar la composición de las masas seleccionadas para materializar el valor nominal de presión. Después de cada ciclo se lleva el manómetro a presión atmosférica para comprobar el valor de presión cero. En cada punto de calibración se deben anotar las lecturas del patrón (3 en sentido creciente y 3 en decreciente), tomando como referencia un valor fijo en el instrumento. La calibración también se puede realizar a la inversa, esto es, anotando las distintas lecturas del instrumento y tomando como referencia un valor fijo en el patrón.

*Dinamómetro: En esta parte sólo se trata la calibración de un sensor con fuerzas estáticas. No se tiene en cuenta el aspecto dinámico. Como la relación entre la fuerza aplicada a un dinamómetro y la medición de su señal de salida no se puede determinar con precisión en el momento de su fabricación ni mediante cálculo, es necesario realizar una calibración del dinamómetro. Esta operación consiste en establecer la relación precisa entre

la fuerza aplicada al dinamómetro -“magnitud de entrada” -y la señal eléctrica que suministra -“magnitud de salida".

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La calibración se realiza generalmente aplicando el protocolo definido por la norma internacional ISO 376. La norma ASTM E 74 constituye también un protocolo propio en Estados Unidos. También se pueden definir otros protocolos de calibración en función de la utilización del dinamómetro y del nivel de incertidumbre que se busque. La calibración de un dinamómetro debe efectuarse con fuerzas de referencia en la unidad de fuerza (el Newton), tal y como lo define el Sistema Internacional de Unidades (SI).La trazabilidad de este sistema de unidades únicamente queda garantizada por los laboratorios de calibración que aplican la norma ISO 17025, acreditados por uno de los organismos nacionales de acreditación (SMB, COFRAC, DKD, UKAS...) Principales Parámetros de Calibración de un Dinamómetro Los principales parámetros necesarios para definir una calibración son los siguientes: -

Identificación del sensor y de la instrumentación asociada al sensor, incluyendo los cables de conexión

-

-El sentido de solicitación del sensor: tracción y/o compresión.

-

-La naturaleza y las características de las interfaces mecánicas utilizadas para aplicar las fuerzas.

-

-El área de calibración definida por las fuerzas máximas y mínimas aplicadas

-

-Aplicación de las cargas crecientes únicamente, o crecientes y decrecientes

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-

-Las condiciones de carga del sensor: precargas eventuales, tiempo de espera para estabilizar la fuerza, tiempo de relajación entre dos series de carga, etc.

-

-La incertidumbre de calibración o la clase de precisión buscada

* Termómetro: Se denomina termómetro a un instrumento cuya utilidad es medir la temperatura, a través de diversos mecanismos y escalas. El más común de estos mecanismos fue la dilatación, propiedad de ciertos materiales de expandirse de cara a la presencia de calor, común entre los metales y otras sustancias, como los alcoholes. Antes de calibrar los termómetros hay que identificar para poder conocer qué tipo de termómetro es y qué tipo de inmersión vamos a realiza Se comienza la calibración del termómetro con la medida de temperatura más baja de la escala. La calibración se realiza en sentido creciente de las temperaturas en al menos cinco puntos distribuidos uniformemente en el rango de uso del instrumento. Una vez realizada la medida a la temperatura más alta de calibración, se vuelve a medir a la temperatura inicial para calcular la estabilidad del

termómetro durante la calibración. La estabilidad se define como la diferencia de correcciones obtenidas entre el punto más bajo y más alto de la escala.

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7.- Peso Específico de las Unidades de sistema Internacional y Sistema en Ingles Es el cociente entre el peso de un cuerpo y su volumen. Para calcularlo se divide el peso del cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. También se le conoce como densidad de peso. Las Unidades de medidas de la densidad de peso: 

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se expresa en Newton por metro cúbico: N/m3.



En el Sistema Técnico se mide en kilogramos–fuerza por metro cúbico: kgf/m3 Unidades básicas fundamentales

El Sistema Internacional de Unidades consta de cuatro unidades básicas (fundamentales), que expresan magnitudes físicas. A partir de estas se determinan el resto de unidades (derivadas):

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Volumen Específico: El volumen específico se define como volumen por unidad de masa y, por tanto, es la inversa de la densidad: v=V/m=1/p Las unidades en el Sistema Ingles e Internacional son: 

m3/Kg,ft3/lb. Sistema Inglés de Medidas

En EUA se emplea el sistema inglés para medir peso, longitud y volumen (líquidos). Medida

Longitud

Unidad de medida Abreviatura Milla m yarda

yd

Equivalencias 1 m = 1760 yd 1 milla  = 5280 ft 1 yd = 36 in

Peso

Volumen

pie

ft

pulgada libra

in lb

onza galón onzas fluidas

oz gl fl oz

1 yd =   3 ft 1 ft = 12 in (pulgadas) 1ft = 0.33333 yardas (yd) 1 pulgada (in) = 0.8333 pies (ft) 1 lb = 16 oz 1 onza (oz) = 0.0625 libra (lb) 1 galón = 3.7851 l 0.0295741 = 29.574 ml

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CONCLUSION Con base del presente trabajo, se concluye que la densidad se define como la relación que existe entre el volumen y la masa de un objeto o sustancia, también que los distintos métodos que hay para medir la densidad de un material o sustancia, dependiendo de la cantidad y las características que éste tenga, y la relación que hay entre el volumen y la masa, que nos da la densidad. Cabe destacar que en el área de laboratorio se tiene que respectar las normas generales para estar en dicha área y tener cierto cuidado cuando se esté trabajando. Seguidamente se puedo apreciar que es de gran importancia reconocer e identificar los diferentes instrumentos de laboratorio ya que de esta manera seremos capaces de utilizarlos adecuadamente, que función cumple cada uno dentro del laboratorio, y también de llamarlos por su nombre y conocer su utilidad.

A través de este trabajo se puede presentar  información elemental sobre los materiales de laboratorio profundizar y dar conceptos sencillos y de gran importancia sobre cada material, de manera que nos da a enriquecer y fortalecer nuestra experiencia en el amplio mundo.

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BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad https://www.ecured.cu/Peso_espec%C3%ADfico https://termodinamica.readthedocs.io/en/latest/introduccion_densidad.html https://www.coursehero.com/file/p3qk189/CONCLUSION-Se-puede-concluirque-la-densidad-es-una-propiedad-f%C3%ADsica-que-nos/ https://es.scribd.com/doc/291851244/Conclusiones-de-Peso-Especifico https://instrumentosdemedicion.org/densidad/ https://www.clubensayos.com/Ciencia/Conclusi%C3%B3n-De-LosInstrumentos-De-Medicion/2341655.html

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ANEXOS

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