Gradiente de densidad

El gradiente de densidad es una variación espacial de la densidad en una región. El término se utiliza en las ciencias naturales para describir la variación de la densidad de la materia , pero puede aplicarse a cualquier magnitud cuya densidad pueda medirse . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

En el estudio del vuelo supersónico , la fotografía Schlieren observa el gradiente de densidad del aire a medida que interactúa con la aeronave. ^{[ 3 ]}

Asimismo, en el campo de la dinámica de fluidos computacional, el gradiente de densidad se utiliza para observar las ondas acústicas, las ondas de choque o las ondas de expansión en el campo de flujo.

Un fuerte gradiente de densidad en una masa de agua puede atrapar energía e impedir la convección ; este tipo de gradiente se utiliza en estanques solares . En el caso del agua salada, los gradientes pronunciados pueden provocar la estratificación de diferentes concentraciones de salinidad . Esto se denomina haloclina . ^{[ 4 ]}

En las ciencias biológicas, se utiliza una técnica especial llamada separación por gradiente de densidad para aislar y purificar células, virus y partículas subcelulares. ^{[ 5 ]} Algunas variantes incluyen la centrifugación isopícnica , la centrifugación diferencial y la centrifugación en gradiente de sacarosa . Una técnica de donación de sangre llamada aféresis implica la separación por gradiente de densidad.

La comprensión de lo que hay en el centro de la Tierra, el núcleo terrestre , requiere el marco de los gradientes de densidad en los que interactúan los elementos y compuestos. La existencia de un sistema de reactor nuclear reproductor rápido en el núcleo terrestre es una teoría que se basa en el gradiente de densidad. ^{[ 6 ]}

Un modelo popular para el gradiente de densidad de la Tierra es el proporcionado por el Modelo Terrestre de Referencia Preliminar (PREM), que se basa en las oscilaciones observadas del planeta y los tiempos de viaje de miles de ondas sísmicas . ^{[ 7 ]}

Se han desarrollado varios modelos para el gradiente de densidad basados ​​en PREM, pero reconocen que la distribución de la densidad en función de la posición dentro de la Tierra está mucho menos definida que las velocidades sísmicas. La información principal proviene de la masa y el momento de inercia de la Tierra, y esta información por sí sola requiere que exista una concentración de masa hacia el centro del globo. Se puede encontrar información adicional en las frecuencias de los modos normales más graves de la Tierra, que son sensibles a la densidad a través de los efectos de autogravitación inducidos en la deformación. ^{[ 8 ]}

En el estudio de la población, el gradiente de densidad puede referirse al cambio en la densidad en un área urbana desde el centro hasta la periferia. ^{[ 9 ]}

• Corriente de densidad