¿Qué es el metro y dónde se encuentra? ¿Cómo puedo saber que lo que estoy midiendo es correcto? En un post anterior hicimos una pequeña incursión a los errores de medición. Vamos aquí a dar un somero repaso a las unidades de medida y a su materialización y transferencia. Empecemos, pues, con el Sistema Internacional de Unidades.
La existencia de varios sistemas de medida ha constituido un grave obstáculo para el comercio internacional. Durante el siglo XX se ha producido un acercamiento progresivo al sistema métrico por parte de los países que utilizaban el sistema inglés u otros. Fue en 1969 cuando se adoptó el Sistema Internacional de Unidades (SI), que es obligatorio en todo el territorio español, y que se basa en las Unidades Legales de Medida definidas por la ley 3/1985, de 18 de marzo, de Metrología.
El sistema SI consta de unidades básicas, suplementarias y derivadas, así como una terminología normalizada para los múltiplos y submúltiplos de todas las unidades de medida.
Se define el metro como la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo. Es una unidad básica cuyo símbolo es m.
Se define el kilogramo como la masa del prototipo internacional del kilogramo. Es la única unidad representada por un patrón material. Es una unidad básica cuyo símbolo es kg.
Se define el segundo como la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cesio 133. Es una magnitud básica cuyo símbolo es s.
Se define el amperio como la intensidad de una corriente que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de 1 metro, uno de otro, en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2*10^7 newton por metro de longitud. Es una unidad básica cuyo símbolo es A.
Se define el kelvin como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Es una unidad básica cuyo símbolo es K.
Se define el mol como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Es una unidad básica cuyo símbolo es mol.
Se define la candela como la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540*10^12 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián. Es una unidad básica cuyo símbolo es cd.
Se define como radián al ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio. Es una unidad suplementaria cuyo símbolo es rad.
Se define como estereorradián al ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera. Es una unidad suplementaria cuyo símbolo es sr.
Las unidades derivadas se definen de forma que sean coherentes con las unidades básicas y suplementarias; es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma de productos de potencias de las unidades SI básicas o suplementarias con un factor numérico igual a 1. Algunas de estas unidades derivadas reciben un nombre especial y un símbolo particular, tal y como se indica en la Tabla 1.
| Magnitud | Nombre |
S |
| Frecuencia | hertz |
Hz |
| Fuerza | newton |
N |
| Presión, tensión | pascal |
P |
| Energía, trabajo, cantidad de calor | joule |
J |
| Potencia, flujo radiante | watt |
W |
| Cantidad de electricidad, carga eléctrica | coulomb |
C |
| Tensión eléctrica, potencial eléctrico | volt |
V |
| Resistencia eléctrica | ohm |
o |
| Conductancia eléctrica | siemens |
S |
| Capacidad eléctrica | farad |
F |
| Flujo magnético, flujo de inducción magnética | weber |
W |
| Inductancia | henry |
H |
| Flujo luminoso | lumen |
l |
| Luminancia | becquerel |
B |
TABLA 1. Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales.
Los múltiplos y submúltiplos del sistema SI se forman por medio de prefijos, que designan los factores numéricos decimales por los que se multiplica la unidad, y que figuran en la Tabla 2:
|
Factor |
Prefijo |
Símbolo |
|
10^24 |
yotta |
Y |
|
10^21 |
zetta |
Z |
|
10^18 |
exa |
E |
|
10^15 |
peta |
P |
|
10^12 |
tera |
T |
|
10^9 |
giga |
G |
|
10^6 |
mega |
M |
|
10^3 |
kilo |
k |
|
10^2 |
hecto* |
h |
|
10^1 |
deca* |
da |
|
10^-1 |
deci* |
d |
|
10^-2 |
centi* |
c |
|
10^-3 |
mili |
m |
|
10^-6 |
micro |
m |
|
10^-9 |
nano |
n |
|
10^-12 |
pico |
p |
|
10^-15 |
femto |
f |
|
10^-18 |
atto |
a |
|
10^-21 |
zepto |
z |
|
10^-24 |
yocto |
y |
|
* Su uso es desaconsejado |
||
TABLA 2. Múltiplos y submúltiplos del sistema SI.
La materialización de las unidades y su transferencia.
La materialización de las definiciones de las unidades del Sistema Internacional en elementos físicos denominados patrones las realizan físicamente los llamados laboratorios primarios. Estos patrones primarios tienen un valor que convencionalmente se considera verdadero y se obtiene por intercomparaciones mutuas entre los laboratorios, coordinados a través de organismos internacionales como la Agencia Internacional de Pesas y Medidas (BIPM).
A partir de los patrones primarios, se calibran otros patrones denominados secundarios o de transferencia, utilizados por los laboratorios de metrología acreditados para realizar calibraciones y emitir los correspondientes certificados de calibración. Con estos patrones de transferencia se calibran los llamados patrones de trabajo, cuya misión es la de calibrar los instrumentos y equipos de medición usados para controlar los procesos de fabricación y los productos. En cada escalón, la incertidumbre va incrementándose, debiéndose reducir en lo posible dichos escalones.
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