El gradiente de densidad es una variación espacial de la densidad sobre un área. El término se utiliza en las ciencias naturales para describir la densidad variable de la materia , pero puede aplicarse a cualquier cantidad cuya densidad pueda medirse . [1] [2]
En el estudio del vuelo supersónico , la fotografía de Schlieren observa el gradiente de densidad del aire a medida que interactúa con las aeronaves. [3]
También en el campo de la dinámica de fluidos computacional, el gradiente de densidad se utiliza para observar las ondas acústicas, ondas de choque u ondas de expansión en el campo de flujo.
Un gradiente de densidad pronunciado en un cuerpo de agua puede tener el efecto de atrapar energía y evitar la convección ; este gradiente se emplea 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 de la vida, se utiliza una técnica especial llamada separación por gradiente de densidad para aislar y purificar células, virus y partículas subcelulares. [5] Las variaciones de esta técnica incluyen la centrifugación isopícnica , la centrifugación diferencial y la centrifugación por gradiente de sacarosa . Una técnica de donación de sangre llamada féresis implica la separación por gradiente de densidad.
Para comprender lo que hay en el centro de la Tierra, el núcleo de la Tierra , es necesario tener en cuenta los gradientes de densidad en los que interactúan los elementos y los compuestos. La existencia de un sistema de reactor nuclear de rápido crecimiento en el núcleo de la Tierra es una teoría basada en el gradiente de densidad. [6]
Un modelo popular para el gradiente de densidad de la Tierra es el dado por el Modelo Preliminar de Referencia de la Tierra (PREM), que se basa en las oscilaciones observadas del planeta y los tiempos de viaje de miles de ondas sísmicas . [7]
Se han construido varios modelos para el gradiente de densidad sobre la base de PREM, pero reconocen que "la distribución de la densidad como función de la posición dentro de la Tierra está mucho menos restringida que las velocidades sísmicas. La información primaria proviene de la masa y el momento de inercia de la Tierra y esta información por sí sola requiere que haya 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 efectos de autogravitación inducidos en la deformación". [8]
En el estudio de la población, el gradiente de densidad puede referirse al cambio de densidad en un área urbana desde el centro hacia la periferia. [9]