Usos de los refractómetros y escalas relacionadas.
Los refractómetros son utilizados en la industria de la alimentación y bebidas, el sector sanitario o el sector del automóvil y maquinaria
Los Refractómetros se utilizan comúnmente para medir el índice de refracción o los grados brix, aunque su uso es mucho más extenso dado que pueden ofrecer valores de medida para una gran variedad de escalas.
Así, se hace uso de refractómetros para hallar valores de escalas como ºOechsle, ºBaumé, ºKMW (Babo), Zeiss, Fructosa, Glucosa, Azúcar Invertido o el porcentaje de cloruro de sodio.
En esta entrada explicaremos los diferentes usos de estos equipos, así como las escalas para las que estos instrumentos pueden obtener valores.
¿Qué es un refractómetro?
Un refractómetro es un equipo que se basa en el principio de la refracción de la luz para medir la densidad de un medio material. Los refractómetros cuantifican los sólidos totales contenidos en una solución.
El principio de la refracción de la luz se asocia de manera directa con la densidad de un medio y la totalidad de sólidos en suspensión en dicho medio.
Los refractómetros suelen mostrar los valores del Índice de Refracción. Este índice es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el material.
Además, es común en estos equipos que ofrezcan también valores en grados Brix, una unidad utilizada para determinar la cantidad de azúcar presente en una sustancia. Ahora bien, existen refractómetros específicos para enología, alimentación u otros usos, que ofrecen valores en una gran variedad de escalas útiles en cada uno de estos sectores.
Refractómetros manuales
Los refractómetros manuales precisan de técnicos de laboratorios convenientemente formados para no comprometer la exactitud de los resultados, puesto que en este tipo de refractómetros las medidas se realizan mediante observación directa del técnico.
Por ejemplo, un refractómetro Abbe es un aparato de mesa con el que se puede determinar el índice de refracción (nD) entre 1300 y 1700 para un rango de temperatura de 0ºC a 70ºC, así como el contenido de azúcar en sustancias traslúcidas.
Refractómetros digitales
Por su parte, en los refractómetros digitales la influencia del técnico es mucho menor, puesto que la medida se realiza de forma digital. Así, este tipo de equipos facilitan el análisis de diversas sustancias de forma cómoda y precisa, ya que con ellos no es necesario anotar los datos manualmente.
Los refractómetros digitales constan de una fuente de luz, un prisma y un sensor óptico.
La importancia de la temperatura
Según la normativa, la lectura con los refractómetros debe realizarse a 20º. Esto se debe a que la temperatura es una variable que afecta a los valores obtenidos en las mediciones.
Dado que no siempre es fácil mantener la temperatura estable en entornos productivos o en los laboratorios, se precisa realizar correcciones de las medidas en función de la temperatura ambiente. Estos factores están tabulados.
Debido a esta peculiaridad, muchos refractómetros incorporan ATC, un sistema de compensación de la temperatura. Estos equipos miden la temperatura de la muestra que se va a medir y ofrecen el valor compensado sobre la base de 20ºC.
Usos de los refractómetros y escalas relacionadas
El uso de estos instrumentos de medida está muy extendido en la industria, puesto que una amplia variedad de sectores los utilizan. Así, aunque los refractómetros son muy utilizados en alimentación para determinar la cantidad de azúcar que contienen los productos, este no es su único uso.
El sector cosmético, las empresas fabricantes de detergentes, esmaltes, pinturas, barnices, o los fabricantes de líquido anticongelante y refrigerante, por citar algunos ejemplos, emplean refractómetros.
Vino y mosto
Uno de los valores que puede determinarse a partir de las mediciones realizadas por medio de un refractómetro es la cantidad de alcohol que tiene una bebida. Para ello existe una escala concreta, alcohol probable o potencial (% V/V), que se aplica al vino, mosto y otras bebidas.
Ahora bien, el contenido de azúcar correlaciona con la cantidad de alcohol. En este sentido, una escala extensamente utilizada para la medida del contenido de azúcar son los grados Brix (ºBx), que miden la concentración total de sacarosa disuelta en un líquido.
Otra escala que puede utilizarse para la medición del azúcar es la escala de azúcar invertido (% w/w). Se establece un método de evaluación mediante refractometría del contenido en azúcares de mostos, mostos concentrados y mostos concentrados rectificados. En concreto, para el cálculo de contenido en azúcares de mostos y mostos concentrados, indica que dado el porcentaje en masa de sacarosa a 20 ºC ha de obtenerse el contenido en azúcares invertidos en gramos por litro y en gramos por kilogramo.
Por otra parte, la escala Baumé es otra de las utilizadas para medir la cantidad de azúcares de un mosto en función de su densidad. Un grado Baumé equivale aproximadamente a 18g/l de azúcares reductores, que correlaciona con el alcohol probable en una bebida.
Por su parte, la escala Oechsle suele utilizarse en las industrias vinícolas de Alemania, Suiza y Luxemburgo. Con esta escala puede determinarse la madurez de la uva y el contenido de azúcar utilizado en la elaboración del vino. Así, un gramo de la diferencia entre la masa de un litro de mosto a 20 ºC y 1kg, equivale a un grado Oechsle (ºOe).
Finalmente, otra escala de lectura que pueden presentar los refractómetros utilizados en enología es la escala KMW/Babo. Como en el resto de casos, esta escala permite establecer el grado de azúcar en el mosto y, por consiguiente, el nivel de alcohol final.
Productos de alimentación
La frutam productos derivados del tomate, zumos, mermeladas y una gran variedad de productos de alimentación son evaluados en su proceso de producción por refractometría. La cantidad de fructosa, glucosa o cloruro de sodio, son determinados mediante mediciones realizadas con refractómetros.
Como hemos indicado arriba, las mediciones en grados Brix son extensamente utilizadas para la determinación de la cantidad de azúcar que contiene un producto. En el campo de la alimentación y bebidas, existe reglamentación que hace uso de esta escala. Se establece el método refractométrico para la determinación del residuo seco soluble en los productos transformados a base de frutas y hortalizas a efectos de su clasificación en la nomenclatura combinada. Dicho reglamento explica que, por contenido en materia seca soluble (valor Brix, determinado por refractometría) se entiende el porcentaje en masa de sacarosa de una solución acuosa de sacarosa que tenga el mismo índice de refracción que el producto analizado, en determinadas condiciones.
La escala de Azúcar Invertido es también ampliamente utilizada en alimentación. Se establece la reglamentación técnico-sanitaria sobre determinados azúcares destinados a la alimentación humana. Existen refractómetros destinados a la alimentación que ofrecen directamente resultados de medidas en esta escala. Ahora bien, el valor de azúcar invertido puede calcularse también por equivalencia a otras escalas mediante métodos internacionalmente reconocidos para la conversión de unidades y compensación de temperatura. Del mismo modo, puede establecerse equivalencia entre el Índice de Refracción y las escalas de Fructosa (% w/w) y Glucosa (% w/w), también utilizadas para la medida de azúcares en alimentación y bebidas.
Otro valor no menos importante que ha de tenerse en cuenta en los productos de alimentación es la cantidad de sal. La determinación de la cantidad del cloruro de sodio (NaCl) que contiene un alimento o bebida puede realizarse mediante refractometría. Como en el resto de casos, la conversión de unidades a la escala de Cloruro de Sodio (% w/w) puede realizarse por personal técnico mediante cálculo, pero también de manera automática por algunos refractómetros. Estos instrumentos emplean el índice de refracción para la determinación de la concentración de cloruro de sodio en soluciones acuosas y ofrecen directamente resultados para esta escala específica.
Líquido anticongelante y refrigerante para automóvil y maquinaria
Otro campo totalmente diferente en el que se hace uso de los refractómetros es el del sector del automóvil y maquinaria.
Los refractómetros pueden utilizarse en este ámbito para determinar la concentración de aceites, grasas o la medición del índice de refracción en soluciones anticongelantes, glicol de etileno, propileno, ácido de baterias o emulsiones agua-aceite.
Mediante las mediciones realizadas con refractómetros puede correlacionarse, por ejemplo, el punto de congelación con el porcentaje de glicol en el refrigerante.
Orina sólida
Por último, existe también una escala denominada Orina Sólida –Unire Solids, Cat (SG)– que es utilizada para medir la gravedad específica en muestras de orina (sg). La gravedad específica de la orina es un examen analítico de laboratorio que mide la concentración de partículas en la orina. Indica, por ejemplo, el grado de hidratación, contaminación o niveles de glucosa, entre otras cosas.