Metrología

Generalidades de la metrología

La metrología se define como la ciencia y la disciplina que se ocupa de las mediciones, su aplicación y sus unidades de medida. Actúa tanto en los ámbitos científico, industrial y legal.

En resumen, la metrología es la ciencia que estudia las mediciones y busca asegurar su exactitud y confiabilidad. Proporcionando fundamentos y herramientas necesarias para garantizar que las mediciones sean consistentes, trazables y comparables, lo que es esencial para cada ámbito demandado por la sociedad.

Tipos de metrología

Existen diferentes tipos de metrología que se aplican en función del campo de aplicación y los objetivos específicos. Los más importantes son:

1. Metrología científica:

Se centra en el estudio y desarrollo de los fundamentos teóricos de las mediciones. Busca establecer los principios y métodos para realizar mediciones precisas y confiables, así como para evaluar la incertidumbre de medida.

2. Metrología industrial:

Se enfoca en la aplicación de la metrología en la industria, especialmente en la fabricación y producción de bienes. Busca asegurar la calidad de los productos mediante la calibración y verificación de instrumentos de medida utilizados en los procesos industriales.

3. Metrología legal:

Se relaciona con las regulaciones y normativas que rigen las mediciones en el ámbito legal y comercial. Se encarga de establecer los requisitos y estándares legales para instrumentos de medida utilizados de manera comercial, como balanzas, medidores de energía, etc.

Importancia y beneficios de la metrología

La metrología es de gran importancia en la sociedad, ciencia y la industria. Algunas razones son:

• Comercio justo y de confianza: La metrología asegura una equidad en las compras comerciales, generando medidas precisas y confiables, haciendo que los compradores y vendedores tengan confianza en las mediciones.

• Innovación y desarrollo tecnológico: La metrología permite un avance científico y tecnológico, generando mediciones precisas y confiables en el desarrollo de nuevas tecnologías y en la fabricación de productos de alta calidad.

• Seguridad y salud: La metrología garantiza seguridad y protección de las personas y el medio ambiente, dado que las mediciones precisas permiten controlar la calidad y demás aspectos importantes.

• Estándares internacionales y comercio global: La metrología facilita el intercambio comercial a nivel global manteniendo estándares de medida que son conocidos de manera internacional. 

• Calidad y eficiencia: La metrología permite mejorar la calidad de los productos y servicios, dado que esta proporciona herramientas y métodos para medir y controlar de manera correcta.

En resumen, la metrología es esencial para la sociedad, la ciencia y la industria, ya que nos garantiza confianza en las mediciones, impulsa la innovación y desarrollo, permite que las empresas aseguren productos y servicios de alta calidad, productividad y haciendo que haya mayor competitividad.

Sistema Internacional de Unidades - SI

El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el sistema de medida utilizado a nivel mundial y está basado principalmente en siete unidades que se consideran fundamentales (magnitudes básicas), de estas se derivan todas las demás unidades de medida (magnitudes derivadas), además de esto, cada unidad puede ser mostrada a partir de prefijos. 

De esta manera, se tiene que la estructura del SI es la siguiente:

Origen del sistema métrico

El origen del sistema métrico se remonta al siglo XVIII durante la época de la Revolución Francesa. Antes de esto, existían diversos sistemas de medida en Europa, y por esto solo se generaban confusiones y dificultades en el comercio entre diferentes regiones.

Unidades SI fundamentales

• Longitud (metro - m):

Se define como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1/299792458 segundos (s). 

En palabras más sencillas, imagina una línea recta muy larga, desde un punto hasta otro (imaginemos que es un metro). Entonces, el metro sería la la unidad que nos ayuda a decir cuantas veces cabe esa línea en una distancia determinada.

• Masa (kilogramo - kg):

Se define a partir del kilogramo patrón, el cual es un cilindro de platino e iridio guardado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Francia.

En otras palabras, la masa es la cantidad de materia que tiene un objeto. Por ejemplo, si tenemos dos manzanas, una más grande que la otra, podríamos decir que la manzana más grande tiene más masa que la otra.

• Tiempo (segundo - s):

Se define como la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133.

De manera más sencilla, imagina que estás jugando a cronometrar el tiempo que tardas en correr de un punto a otro, el segundo te ayudaría a saber cuanto tiempo te tomó realizar dicha acción.

• Corriente eléctrica (ampere - A):

Se define como la intensidad de una corriente constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita y de sección circular despreciable, colocados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10^(-7) newtons por metro de longitud (N/m).

Dicho de otro modo, pensemos en el flujo de electricidad como el flujo de agua en una tubería, el ampere nos ayuda a definir cuanta electricidad está fluyendo en un circuito eléctrico.

• Temperatura termodinámica (kelvin - K):

Se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

En otros términos, imagina que tienes un termómetro y quieres saber que tan caliente está el agua en una taza, la magnitud kelvin te dará un número que representa aquella temperatura.

• Intensidad luminosa (candela - cd):

Se define como la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 10^12 hercios y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por estereorradián (W/sr).

Es decir, la candela nos dice cuanta luz emite una fuente luminosa. Imagina que tienes una linterna y quieres saber cuanta luz produce, la candela te dará una medida de esa cantidad de luz.

• Cantidad de materia (mol - mol):

Se define como la cantidad de sustancia que contiene un número de entidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) igual al número de átomos que hay en 0,012 kilogramos (kg) de carbono-12.

Dicho de otra manera, se puede imaginar como un "grupo" de cosas. Por ejemplo, si tienes una bolsa con una docena de manzanas, entonces tienes un mol de manzanas.

Unidades SI derivadas que no tienen nombres especiales

Unidades SI derivadas que si tienen nombres especiales

Unidades aceptadas que no pertenecen al SI

Unidades SI suplementarias

Prefijos SI

Múltiplos (letras Griegas)

Submúltiplos (Latin)

Ventajas del Sistema Internacional

El Sistema Internacional de Unidades (SI) permite que sea más sencillo enseñar, pensar y medir.

Gracias a este sistema podemos evitar interpretaciones erróneas, se eliminan confusiones innecesarias al utilizar los símbolos. De esta manera, impulsa la eficiencia y la precisión en diversas disciplinas.

Reglas para usar los símbolos del SI

• No se debe colocar un punto después del símbolo, salvo por la regla de puntuación gramatical, dejando un espacio de separación entre el símbolo y el signo de puntuación. 

          Manera correcta: 1 kg .             Manera incorrecta: 1 kg.

• El símbolo de unidad debe ser el mismo para singular como plural. 

          Manera correcta: 3 kg              Manera incorrecta: 3 kgs

• Los símbolos se deben escribir a la derecha de los valores numéricos separados por un espacio en blanco.

          Manera correcta: 10 A              Manera incorrecta: 10A

• No se deben combinar nombres y símbolos al expresar el nombre de una unidad derivada.

          Manera correcta: 10 m/s              Manera incorrecta: 10 metro/s

• Todo valor numérico debe expresarse con su unidad, incluso si se repite o se especifica la tolerancia.

          Manera correcta: 30 m ± 0,1 m              Manera incorrecta: 30 ± 0,1 m

La coma como marcador decimal

La coma es reconocida por la Organización Internacional de Normalización (ISO) como único signo ortográfico en la escritura de los números utilizados en documentos y normalización.

La grafía de la coma se identifica y distingue de manera más sencilla que la del punto, además, el punto facilita el fraude, ya que este puede ser transformado en coma, pero no viceversa.

Uso del nombre de las unidades

• El nombre de las unidades SI se escribe con letra minúscula, con la única excepción de grado Celsius. o en el caso de comenzar una frase o luego de un punto.

          Ejemplo: metro, kilogramo, newton, watt.

• Las unidades que tienen nombre de científicos, no deberán ser traducidos, se deben escribir en su idioma original.

          Ejemplo: newton, joule, ampere.

Escritura de números en documentos

• Cuando escribimos números con muchas cifras, estas deben ser agrupadas de tres en tres, a partir de la coma, tanto para la parte entera, como la decimal.

          Ejemplo: 7 456 295,793 23

• Cuando un símbolo que contiene un prefijo está afectado por un exponente, este afecta a toda la unidad.

          Ejemplo: 5 cm² = (0,05 m)²

Uso de los prefijos

• Todos los nombres de los prefijos del SI se escriben en minúscula.

          Ejemplo: micro, mega, kilo.

• Los símbolos de los prefijos para formar múltiplos se escriben con letra griega mayúscula, a excepción del símbolo del prefijo "kilo", el cual por convención se escribe con letra minúscula.

          Ejemplo: giga G, exa E, kilo k.

• Los símbolos de los prefijos para formar submúltiplos se escriben con letra latina minúscula, a excepción del símbolo del prefijo "micro", para el cual se usa la letra griega mu minúscula (µ)

          Ejemplo: mili m - micro µ.