Densidad, peso específico y densidad relativa: fórmulas y ejemplo

La densidad, el peso específico y la densidad relativa describen propiedades relacionadas, pero no son sinónimos. Distinguirlas evita errores de unidades y ayuda a elegir la ecuación correcta en problemas de física, metrología e ingeniería.

Qué es la densidad

La densidad de masa indica cuánta masa hay en un volumen determinado. Se representa con la letra griega rho (ρ):

ρ = m / V

donde m es la masa y V el volumen. En el Sistema Internacional la unidad coherente es el kilogramo por metro cúbico (kg/m³), como recoge la Brochure del SI del BIPM. También es habitual encontrar g/cm³; la equivalencia útil es:

1 g/cm³ = 1 000 kg/m³

Qué es el peso específico

El peso específico expresa el peso por unidad de volumen. Se suele representar con gamma (γ):

γ = W / V = ρ · g

Como el peso es una fuerza, su unidad SI es N/m³. El valor depende de la aceleración local de la gravedad; para cálculos de referencia suele emplearse g = 9,80665 m/s². Si necesitas repasar la diferencia entre masa y fuerza, consulta qué es la fuerza y cómo se mide.

Densidad relativa o gravedad específica

La densidad relativa compara la densidad de una sustancia con la de una referencia:

SG = ρ_sustancia / ρ_referencia

Es un cociente y, por tanto, no tiene unidad. En líquidos la referencia suele ser el agua bajo condiciones especificadas; en gases puede usarse aire u otro gas. Es importante declarar la referencia y la temperatura, porque la densidad cambia con la temperatura y, especialmente en gases, con la presión.

Tabla 1. Densidad relativa o gravedad específica

Magnitud	Qué relaciona	Unidad SI	¿Depende de g?
Densidad (ρ)	Masa / volumen	kg/m³	No
Peso específico (γ)	Peso / volumen	N/m³	Sí
Densidad relativa (SG)	Densidad / densidad de referencia	Sin unidad	No

Procedimiento para resolver un ejercicio

1. Identifica masa, volumen, peso o densidad conocida y escribe sus unidades.
2. Convierte los datos a un sistema coherente antes de sustituir.
3. Selecciona la relación adecuada: densidad = masa/volumen; peso específico = peso/volumen; densidad relativa = densidad de la sustancia/densidad de referencia.
4. Despeja la incógnita, calcula y conserva unidades en cada paso.
5. Comprueba si el orden de magnitud es razonable para el material.

Ejemplo resuelto

Una pieza tiene una masa de 5,40 kg y ocupa 0,0020 m³.

1. Densidad: ρ = 5,40 / 0,0020 = 2 700 kg/m³.
2. Peso específico: γ = 2 700 × 9,80665 = 26 478 N/m³, aproximadamente 26,5 kN/m³.
3. Densidad relativa respecto al agua: si para el ejercicio se usa 1 000 kg/m³ como referencia, SG = 2 700 / 1 000 = 2,70.

El resultado no significa que la densidad del agua sea exactamente 1 000 kg/m³ en cualquier condición. NIST señala que la densidad debe especificarse con las condiciones de medición, y sus procedimientos de calibración muestran la importancia de la temperatura.

Errores frecuentes

• Confundir masa en kilogramos con peso en newtons.
• Usar g/cm³ y kg/m³ en una misma ecuación sin convertir.
• Reportar densidad relativa con unidades.
• Comparar mediciones hechas a temperaturas diferentes.
• Redondear antes de terminar el cálculo.

Cómo reportar correctamente el resultado

Registra la magnitud, el valor, la unidad, la temperatura y, cuando sea relevante, la presión y el método. Por ejemplo: “densidad = 998,2 kg/m³ a 20 °C, obtenida por método gravimétrico”. Para profundizar en instrumentos y criterios de selección, continúa con cómo medir densidad en procesos industriales.

Conclusión

Las tres magnitudes están relacionadas, pero no son intercambiables. Distinguir masa de peso, declarar la referencia y mantener unidades coherentes evita la mayoría de los errores.

Fuentes técnicas

• BIPM: The International System of Units (SI Brochure).
• NIST: definición de densidad.
• NISTIR 7383: procedimientos de calibración volumétrica y densidad del agua.