Dispositivo o herramienta utilizada con fines científicos.
Un instrumento científico es un dispositivo o herramienta utilizada con fines científicos , incluido el estudio tanto de los fenómenos naturales como de la investigación teórica. [1]
Historia
Históricamente, la definición de instrumento científico ha variado según el uso, las leyes y el período histórico. [1] [2] [3] Antes de mediados del siglo XIX, tales herramientas se denominaban aparatos e instrumentos "filosóficos naturales" o "filosóficos", y las herramientas más antiguas, desde la antigüedad hasta la Edad Media (como el astrolabio y el reloj de péndulo ) desafían una definición más moderna de "una herramienta desarrollada para investigar la naturaleza cualitativa o cuantitativamente". [1] [3] Los instrumentos científicos fueron fabricados por fabricantes de instrumentos que vivían cerca de un centro de aprendizaje o investigación, como una universidad o un laboratorio de investigación . Los fabricantes de instrumentos diseñaron, construyeron y refinaron instrumentos para ciertos fines, pero si la demanda era suficiente, un instrumento entraría en producción como producto comercial. [4] [5]
En una descripción del uso del eudiómetro realizada por Jan Ingenhousz para mostrar la fotosíntesis , un biógrafo observó: "La historia del uso y la evolución de este instrumento ayuda a mostrar que la ciencia no es sólo un esfuerzo teórico sino igualmente una actividad basada en un instrumento". base, que es un cóctel de instrumentos y técnicas envueltos en un entorno social dentro de una comunidad de profesionales. Se ha demostrado que el eudiómetro es uno de los elementos de esta combinación que mantuvo unida a toda una comunidad de investigadores, incluso cuando estaban en desacuerdo. sobre el significado y el uso adecuado de la cosa." [6]
En la Segunda Guerra Mundial, la demanda de mejores análisis de productos de guerra, como medicamentos, combustibles y agentes armados, llevó la instrumentación a nuevas alturas. [7] Hoy en día, se están produciendo rápidamente cambios en los instrumentos utilizados en las actividades científicas, en particular en los instrumentos analíticos, y las interconexiones a computadoras y sistemas de gestión de datos se están volviendo cada vez más necesarias. [8] [9]
Alcance
Los instrumentos científicos varían mucho en tamaño, forma, propósito, complicación y complejidad. Incluyen equipos de laboratorio relativamente simples como balanzas , reglas , cronómetros , termómetros , etc. Otras herramientas simples desarrolladas a finales del siglo XX o principios del XXI son el Foldscope (un microscopio óptico), la ESCALA (Tabla periódica KAS), [10] el MasSpec Pen (un bolígrafo que detecta el cáncer), el medidor de glucosa , etc. Sin embargo, algunos instrumentos científicos pueden ser de tamaño bastante grande y de complejidad significativa, como los colisionadores de partículas o las antenas de radiotelescopios . Por el contrario, las tecnologías a micro y nanoescala están avanzando hasta el punto en que los tamaños de los instrumentos se están desplazando hacia los más pequeños, incluidos los instrumentos quirúrgicos a nanoescala, los nanobots biológicos y la bioelectrónica . [11] [12]
La era digital
Los instrumentos se basan cada vez más en la integración con computadoras para mejorar y simplificar el control; mejorar y ampliar funciones instrumentales, condiciones y ajustes de parámetros; y agilizar el muestreo, la recopilación, la resolución, el análisis (tanto durante como después del proceso) y el almacenamiento y recuperación de datos. Los instrumentos avanzados se pueden conectar como una red de área local (LAN) directamente o mediante middleware y se pueden integrar aún más como parte de una aplicación de gestión de información , como un sistema de gestión de información de laboratorio (LIMS). [13] [14] La conectividad de los instrumentos se puede mejorar aún más utilizando tecnologías de Internet de las cosas (IoT), lo que permite, por ejemplo, que laboratorios separados por grandes distancias conecten sus instrumentos a una red que se puede monitorear desde una estación de trabajo o dispositivo móvil en otro lugar. [15]
Ejemplos de instrumentos científicos.
- Acelerómetro , físico, aceleración.
- Amperímetro , eléctrico, amperaje, corriente.
- Anemómetro , velocidad del viento.
- Calibre , distancia
- Calorímetro , calor
- Secuenciador de ADN , biología molecular.
- Dinamómetro , par / fuerza
- Electrómetro , carga eléctrica , diferencia de potencial
- Electroscopio , carga eléctrica.
- Analizador electrostático , energía cinética de partículas cargadas.
- Elipsómetro , índices de refracción óptica.
- Eudiómetro , volumen de gas
- Gravímetro , gravedad
- Hidrómetro
- Inclinómetro , pendiente
- Interferómetro , óptica, espectros de luz infrarroja.
- Pinzas magnéticas , manipulación biomolecular.
- Magnetógrafo , campo magnético
- Magnetómetro , flujo magnético
- Manómetro , presión de aire.
- Espectrómetro de masas , identificación/caracterización de compuestos.
- Micrómetro , distancia
- Microscopio , aumento óptico.
- Espectrómetro de RMN , identificación de compuestos químicos, diagnóstico por imágenes médicas.
- Ohmetro , resistencia/impedancia eléctrica
- Pinzas ópticas , manipulación a nanoescala.
- Osciloscopio , voltaje de señal eléctrica, amplitud, longitud de onda, frecuencia, forma/patrón de onda
- Sismómetro , aceleración
- Espectrograma , frecuencia del sonido, longitud de onda, amplitud.
- Espectrómetro , frecuencia de luz, longitud de onda, amplitud.
- Telescopio , aumento de luz (astronomía)
- Termómetro , medición de temperatura.
- Teodolito , ángulos, topografía.
- Termopar , temperatura
- Voltímetro , voltaje
Lista de fabricantes de instrumentos científicos
- 454 Ciencias de la vida , Estados Unidos de América
- ADInstruments , Nueva Zelanda
- Agilent Technologies , Estados Unidos de América
- Antón Paar , Austria
- A. Reyrolle & Compañía
- Beckman Coulter , Estados Unidos de América
- Bruker , Estados Unidos
- Cambridge Scientific Instrument Company , Reino Unido
- Elementar , Alemania
- Primeras imágenes de luz , Francia
- Horiba , Japón
- JEOL , Japón
- Corporación LECO , Estados Unidos de América
- Markes Internacional , Reino Unido
- Instrumentos Malvern , Reino Unido
- McPherson Inc , Estados Unidos de América
- Mettler Toledo , Suiza / Estados Unidos de América
- MTS Systems Corporation , EE. UU., mecánica
- Tecnologías Novacam , Canadá
- Instrumentos Oxford , Reino Unido
- Pall Corp. , Estados Unidos de América
- PerkinElmer , Estados Unidos de América
- Polímero Char , España
- Shimadzu Corp. , Japón
- Techtron , Melbourne, Australia
- Thermo Fisher Scientific , Estados Unidos de América
- Waters Corporation , Estados Unidos de América
Lista de diseñadores de instrumentos científicos
Historia de los instrumentos científicos.
Museos
Historiografía
Tipos de instrumentos científicos
Ver también
Referencias
- ^ abc Hessenbruch, Arne (2013). Guía del lector de historia de la ciencia . Taylor y Francisco. págs. 675–77. ISBN 9781134263011.
- ^ Warner, Deborah Jean (marzo de 1990). "¿Qué es un instrumento científico, cuándo se convirtió en tal y por qué?". La Revista Británica de Historia de la Ciencia . 23 (1): 83–93. doi :10.1017/S0007087400044460. JSTOR 4026803. S2CID 145517920.
- ^ ab "Estados Unidos contra el Hospital Presbiteriano". El reportero federal . 71 : 866–868. 1896.
- ^ Turner, AJ (1987). Primeros instrumentos científicos: Europa, 1400-1800 . Editores Phillip Wilson.
- ^ Bedini, SA (1964). Los primeros instrumentos científicos estadounidenses y sus creadores. Institución Smithsonian . Consultado el 18 de enero de 2017 .
- ^ Geerdt Magiels (2009) De la luz del sol a la percepción. Jan IngenHousz, el descubrimiento de la fotosíntesis y la ciencia a la luz de la ecología , página 231, VUB Press ISBN 978-90-5487-645-8
- ^ Mukhopadhyay, R. (2008). "El auge de los instrumentos durante la Segunda Guerra Mundial". Química analítica . 80 (15): 5684–5691. doi :10.1021/ac801205u. PMID 18671339.
- ^ McMahon, G. (2007). Instrumentación analítica: una guía para instrumentos de laboratorio, portátiles y miniaturizados . John Wiley e hijos. págs. 1–6. ISBN 9780470518557.
- ^ Khandpur, RS (2016). Manual de instrumentos analíticos . Educación de McGraw Hill. ISBN 9789339221362.
- ^ Shadab, KA (2017). "TABLA PERIÓDICA DE KAS". Revista Internacional de Investigación en Ciencias Naturales y Aplicadas . 4 (7): 221–261.
- ^ Osiander, R. (2016). Darrín, MAG; Barth, JL (eds.). Ingeniería de Sistemas para Tecnologías a Microescala y Nanoescala . Prensa CRC. págs. 137-172. ISBN 9781439837351.
- ^ James, WS; Lemole Jr, gerente general (2015). Latifi, R.; Rhee, P.; Gruessner, RWG (eds.). Avances tecnológicos en cirugía, traumatología y cuidados críticos . Saltador. págs. 221-230. ISBN 9781493926718.
- ^ Wilkes, R.; Megargle, R. (1994). "Integración de instrumentos y un sistema de gestión de información de laboratorio a nivel de información: Un espectrómetro de plasma acoplado inductivamente". Quimiometría y Sistemas Inteligentes de Laboratorio . 26 (1): 47–54. doi :10.1016/0169-7439(94)90018-3.
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- ^ Charlotte Bigg y Christoph Meinel (eds.), Premio Paul Bunge: Historia de los instrumentos científicos, 1993-2023 (Frankfurt/Main: GDCh & DBG, 2023), 96 págs.