Metrología, Importancia y Proyecciones

Aportes:
¿Por qué es necesario medir?
Las primeras percepciones de medición las efectuó
el hombre primitivo con las nociones de:
cerca – lejos
claro – oscuro
rápido – lento
liviano – pesado
duro – suave
frío - caliente
silencio – ruido
Los conceptos de número y de medición son
inherentes a la existencia del hombre ya que su
supervivencia dependía entre otras cuestiones, de la
determinación de la cantidad de noches
transcurridas, del tiempo de duración de las
estaciones, de la cantidad de cabezas de ganado que
poseía.
Medición
Conjunto de operaciones destinadas a determinar el
valor de una magnitud.
Medir
Es relacionar una magnitud con otra u otras que se
consideran patrones universalmente aceptados,
estableciendo una comparación de igualdad, de orden
y de número.
La Metrología:
 Es una ciencia
 Es una rama de la Física teórica
 Es el campo del conocimiento concerniente a las
mediciones.
La Metrología es una sola, pero en dependencia de su campo de
aplicación puede identificarse como:
• Metrología Científica: Brinda las bases para las mediciones, asegura
trazabilidad consistente al Sistema Internacional de Unidades.
• Metrología Industrial: Trata de las mediciones realizadas para
aplicaciones específicas por ejemplo en magnitudes físicas como tiempo,
masa, longitud. Atiende lo relacionado con las mediciones y sus resultados
en el control de la calidad de producciones y procesos.
• Metrología Legal: Se ocupa de las obligatoriedades técnicas y requisitos
legales para asegurar la garantía pública; esto es, asegurar la exactitud de
los resultados de la medición porque es interés del estado garantizar la
calidad de la misma.
¿Ese equipo medirá bien?
Mientras usted no pueda expresar en números lo
que habla, no sabe nada al respecto; pero cuando
usted puede expresar en números sus
pensamientos, ha entrado en una nueva etapa del
conocimiento científico.
Lord Kelvin
La ciencia comienza donde empiezan la mediciones.
Mendeleiev
Evidenciar la calidad de los instrumentos
Los instrumentos son la fuente de las mediciones
Las mediciones desempeñan un papel relevante en las
actividades técnicas, productivas, científicas y de
servicios en nuestra economía
¿Por qué decimos que son
importantes las mediciones?
La cantidad de operaciones de medición en cualquier proceso
sobrepasa en muchos casos a la de las restantes operaciones
tecnológicas

Las mediciones son las principales fuentes de información sobre
las propiedades y características de las materias primas y los
artículos de consumo, y sobre la eficiencia de los procesos
tecnológicos
Las mediciones brindan las evidencias necesarias para certificar
la calidad de la ejecución de todas las operaciones tecnológicas
de la producción y del producto terminado

Las mediciones constituyen la base sobre la cual se fundamentan
todas las transacciones comerciales

Las mediciones desempeñan un papel decisivo en la protección e
higiene del trabajo, y en la protección del medio ambiente

Las mediciones coadyuvan a la obtención de las evidencias
científicas válidas para la credibilidad de los resultados de la
investigación científica.

Las bases técnicas para establecer la confianza en un resultado de
medición o ensayo tienen que considerar los elementos
siguientes:
Trazabilidad y exactitud
de los instrumentos de
medición
Métodos de Medición
Incertidumbre de la
medición
Recursos humanos
Objetos
de estudio
de la
Metrología
Unidades de medida
Materiales de
Referencia
Certificados
Protección al
consumidor
Datos de
referencia
Normalizados
Los profesionales se ocupan de trabajar para contribuir de manera consecuente a la atención de los
factores que determinan la calidad de un resultado brindando la confianza que puede depositarse
en el resultado y en el grado en que puede esperarse que ese resultado concuerde con otro.
En la comprensión de estas cuestiones juega un papel importante la valoración integral del asunto
donde se consideran factores objetivos y subjetivos. Los primeros relacionados con la uniformidad
de las mediciones y los segundos con el factor humano y la calidad.
Factores objetivos
Los factores objetivos lo constituyen las bases técnicas citadas anteriormente:
•La calidad de los instrumentos de medición
•La preparación del personal
•Los métodos de medición
•El sistema de unidades de medida utilizado
•La variabilidad metrológica.
Es oportuno indicar que la variabilidad metrológica, en términos de la
variabilidad del proceso de medición puede expresarse como sigue:
x=u+e
Donde:
x : es el resultado de la medición
u: es el valor verdadero de la magnitud en estudio
e: es el error (de medición), el cual se define como el
resultado de la medición menos el valor verdadero
del mensurando.
Factores subjetivos
En los factores subjetivos se relacionan las acciones del personal y de la dirección en
cuanto a los errores atribuibles a cada uno, que pueden influir en la calidad de la
medición. El enfoque es el siguiente:
Representando el 20% están los errores controlables por el operario
• Errores por descuido
• Errores técnicos
• Errores intencionales.
Representando el 80% están los errores controlables por la dirección
Factores subjetivos
- Mala organización del trabajo
• Instrucciones deficientes
• Carencia de equipos de medición, de control, de información
• Tecnología inadecuada
• Selección inadecuada del personal para la ejecución del trabajo.
Las mediciones tienen una importancia vital para la
economía de una nación, ayudan a organizar y
facilitar las transacciones comerciales.
SIEMPRE Y CUANDO SE REALICEN
CORRECTAMENTE
Transacciones comerciales
Clientes
Proveedores
Org. Internacionales
OIML, OMC, ISO, IEC
Relaciones contractuales
que evidencian
La calidad de los productos
Garantía de su conformidad
con las normas
Veracidad de la cantidad que
se mide
EN EL PLANO INTERNACIONAL
Crece el reconocimiento de la
Metrología y los sistemas de
medición y ensayo como
catalizador del desarrollo
económico y social
Crece el reconocimiento
mutuo de aquellas
actividades que involucran
mediciones
Como contribución a la eliminación de barreras
técnicas al comercio
PARA MEDIR UNA CANTIDAD DE MAGNITUD HAY QUE
COMPARARLA CON OTRA DE LA MISMA ESPECIE ELEGIDA
COMO PATRÓN Y LA MEDIDA RESULTANTE ES EL NÚMERO
DE VECES QUE LA CANTIDAD CONTIENE AL PATRÓN DE
DICHA MEDIDA.
ESTO LO PODEMOS EXPRESAR DE LA MANERA SIGUIENTE:
MAGNITUD = VALOR DE LA MAGNITUD x UNIDAD DE
MEDIDA
Ejemplo: m = 4 kg
Sistema de unidades de medida:
Conjunto de unidades básicas y de
unidades derivadas, definidas de acuerdo
con reglas dadas, para un sistema de
magnitudes dado.
La necesidad de establecer un sistema único capaz de
superar las dificultades existentes, de uso
internacional, coherente y que abarcara todos los
campos
del
saber,
obligó
a
elaborar
recomendaciones para la creación y adopción de un
nuevo sistema de unidades, que resultó el Sistema
Internacional de Unidades (SI).
La creación del Sistema Métrico Decimal
fue el primer paso en el desarrollo del SI
en los tiempos de la revolución
francesa, junto con la declaración en el
año 1799 de dos patrones de platino
representando el metro y el kilogramo.
El SI se divide en dos clases:
Unidades Básicas
Unidades Derivadas
Temperatura
termodinámica
Corriente
eléctrica
Tiempo
Kelvin
Ampere
segundo
Cantidad de sustancia
Longitud
mole
Intensidad
luminosa
metro
Masa
candela
kilogramo
Prototipo internacional del
kilogramo construido en
1880 de Pt-Ir, altura 39 mm,
diámetro 39 mm
Magnitud derivada
Nombre
Símbolo
Superficie
metro cuadrado
m2
Volumen
metro cúbico
m3
velocidad
metro por segundo
m/s
aceleración
metro por segundo cuadrado
m/s2
densidad
kilogramo por metro cúbico
kg/m3
Ejemplo de unidades derivadas con nombres especiales y
símbolos
Magnitud derivada
frecuencia
fuerza
presión
energía, trabajo
potencia
resistencia eléctrica
actividad (ref. radionúclidos)
dosis absorbida
dosis equivalente
Nombre
Hertz
newton
pascal
joule
watt
ohm
becquerel
gray
sievert
Símbolo
Hz
N
Pa
J
W
Ω
Bq
Gy
Sv
Múltiplos decimales de las unidades del SI
Factor
Prefijo SI
Símbolo
yotta
Y
zetta
Z
1 000 000 000 000 000 000= 1018
exa
E
1 000 000 000 000 000= 1015
peta
P
1 000 000 000 000= 1012
tera
T
giga
G
mega
M
kilo
k
100= 102
hecto
h
10= 101
deca
da
1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 1024
1 000 000 000 000 000 000 000= 1021
1 000 000 000= 109
1 000 000= 106
1 000= 103
Submúltiplos decimales de las unidades del SI
0,1= 10-1
deci
d
centi
c
mili
m
micro
µ
nano
n
pico
p
femto
f
atto
a
0,00 000 000 000 000 000 001= 10-21
zepto
z
0,00 000 000 000 000 000 000 001 = 10-24
yocto
y
0,01= 10-2
0,001= 10-3
0,000 001= 10-6
0,000 000 001= 10-9
0,000 000 000 001= 10-12
0,000 000 000 000 001= 10-15
0,000 000 000 000 000 001= 10-18
Unidades aceptadas que no son del SI
Nombre
minuto
hora
día
grado
minuto
segundo
litro
tonelada
neper
electronvolt
hectárea
Símbolo Equivalencia en el SI
min
1 min = 60 s
h
1 h = 3 600 s
d
1 d = 86 400 s
1 = (π/180) rad
′
1′ = (π/10 800) rad
″
1″ = (648 000) rad
L
1 L = 1 dm3
t
1 t = 1 000 kg
Np
1 Np = 1
eV
1 eV = 1,602 177•10-19
ha
1 ha = 1 hm2
Escritura de números, cantidades y unidades
1. Los números ordinales se representan por números enteros
y positivos seguidos de un punto Ej.
correcto
34. Aniversario
incorrecto
10 ma conferencia
2. Los números se escriben completos en cifras; no se
permiten las combinaciones de cifras con palabras Ej.
correcto
incorrecto
3 215 ó 3,215.103
3 mil 215
Escritura de números, cantidades y unidades
3.
Los símbolos de las unidades SI se escriben en minúsculas, excepto
cuando los símbolos se derivan de patronímicos, en los que se emplea
la mayúscula para la primera letra. Ej.
correcto
incorrecto
1 kg
1 Kg
5W
5w
4. No se permiten formas españolizadas para los nombres de las unidades
SI que se deriven de patronímicos. Ej.
correcto
Watt, Joule, Herzt,
Volt, Ampere
incorrecto
Watios, Julios, Hertzio
Voltio, Amperio
Escritura de números, cantidades y unidades
5. Los símbolos de las unidades SI permanecen invariables en el plural. Ej.
correcto
5 kg
incorrecto
5 kgs
6. Cuando existe un valor numérico decimal acompañando al símbolo, este debe
colocarse después de todas las cifras. Ej.
correcto
incorrecto
450,06 m
450 m, 06
7. Cuando se indican valores límites de magnitudes como un intervalo, éstas se
expresan de la forma siguiente:
correcto
incorrecto
De 10 kg a 18 kg
10-18 kg
De 10 a 18 kg
Cada país debe tener regulado el sistema de
unidades legales a utilizar con el fin no sólo de
facilitar el comercio en el mundo, sino también
en ciertos y determinados campos de aplicación
de interés como son los que pueden afectar la
protección del consumidor.
El SI no es estático, evoluciona en
correspondencia con las exigencias
crecientes de los requisitos de las
mediciones.
Sólo algunas ventajas del SI
•
Universalidad: este sistema abarca todos los campos del saber
•
Unificación: elimina la multiplicidad de unidades de medida para expresar una
misma magnitud física, estableciendo un solo símbolo para cada una de las
unidades de medida
•
Coherencia: las unidades están mutuamente relacionadas por reglas de
multiplicación y división con factor numérico igual a uno, que simplifica muchas
fórmulas al eliminar los coeficientes de proporcionalidad
•
Facilita el Proceso pedagógico y es de fácil rememorización: elimina la gran
variedad de Sistemas de Unidades de Medida y las unidades fuera de sistema, y
para cada magnitud física no hay más que una sola unidad de medida
•
Decimalización: los prefijos SI, son múltiplos o submúltiplos de diez,
compatible con nuestro Sistema monetario de base diez.
Otros Sistemas de Unidades de Medida.
• Sistema utilizado en los Estados Unidos
• Sistema Imperial utilizado en Inglaterra
• Sistema Técnico utilizado en países europeos.
Pilón
cursor
Escala
Elemento
indicador
Porta
ponderales
Ponderales
Para fines prácticos, es interesante recordar que:
1 kg = 1 000 g
Aplicando el redondeo de números:
1 lb(esp) = 0,460 kg = 460 g
1 lb(UK,US) = 0,453 kg = 453 g
Entonces:
1 kg = 2,174 lb(esp) = 2,207 lb(UK,US)
NANOTECNOLOGIA
Es la ciencia del estudio, obtención y
manipulación, de forma controlada, de
materiales, sustancias y dispositivos,
constituidos de las partículas más
pequeñas de la materia
La producción de nanopartículas y
nanoestructuras implica el establecimiento
de normas de seguridad y el desarrollo de
métodos e instrumentos de medición
apropiados, evaluados convenientemente.
Para la detección de estructuras se han desarrollado
procedimientos capaces de detectar con
microscopios de luz, estructuras tan pequeñas
como 100 nm .
Se incrementa la miniaturización en microingeniería
y nanotecnología para las técnicas de medición en
dimensionales con fuerzas de contacto trazables en
el rango de los milinewton y menores. Existe ya la
posibilidad de medición de microfuerzas en el rango
de 1 mN a 5 N .
BIBLIOGRAFÍA GENERAL.
NC 90-00-06: Sistema Internacional de Unidades Parte 1-7, 1983
NC 90-00-12: Aseguramiento Metrológico. Sistema Internacional de Unidades. Constantes Físicas y
Fundamentales, 1985
ISO 31: Quantities and units Parts 0-13, 1992
ISO 1000: SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units,
1992
OIML D 2: Legal units of measurement, 1998
OIML R 79 Requisitos para el etiquetado de los productos preenvasados
NC OIML R 87Contenido neto en productos preenvasados
NC-OIML: Vocabulario Internacional de Términos de Metrología Legal, 1999
NC-OIML V-2: Vocabulario Internacional de Términos Generales y Básicos en Metrología, 1999
Decreto Ley No. 62: De la Implantación del Sistema Internacional de Unidades, 1982
Decreto Ley No. 183: De la Metrología, 1998
Decreto No.270: Reglamento del Decreto Ley de Metrología, 2001
Decreto No. 71: Contravenciones en Metrología, 2001
Disposición General NC DG 09: Disposiciones para la supervisión metrológica, 2001
BIBLIOGRAFIA GENERAL (CONTINUACIÓN)
Mazola C.,N. : Manual del Sistema Internacional de Unidades. Ciudad de la
Habana, Editorial Pueblo y Educación, 1991
Beigbeder A., F. : Conversiones Metrológicas entre los Sistemas
Norteamericano, Inglés, Métrico Decimal, Cegesimal y Giorgi, Madrid,
Ediciones Castilla, 1952
Reyes P., Y.: Metrología. Importancia y Proyecciones. Conferencia, 2005
Torras G.. O., Reyes P., Y.: Nanometría, Reino de lo Infinitesimal. Ponencia,
2005
Reyes P., Y., Hernández L., A.: Evaluación de la Conformidad y Metrología.
Conferencia Magistral, 2005
López V., S.: Sistema Internacional de Unidades de Medida SI, Curso, 2005
Maury T., A.: Retos de la Metrología en el futuro. Seminario, 2005
GRACIAS POR SU ATENCIÓN