METROLOGÍA Ing. William Canro P.
¿Qué es Metrología? La palabra “metrología” proviene del griego μέτρον [metron] = medida λογία [loguía] = tratado, estudio, ciencia La definición clásica dice que es “la ciencia de las medidas”.
¿Qué es Metrología? “La Metrología es la ciencia que tiene por objeto el estudio de las propiedades medibles, las escalas de medida, los sistemas de unidades, los métodos y técnicas de medición así como la evolución de lo anterior, la valoración de la calidad de las mediciones y su mejora constante, facilitando el progreso científico, el desarrollo tecnológico, el bienestar social y la calidad de vida”.
Historia y Origen Desde la Antigüedad (ya en Babilonia, Egipto, Judea, Grecia y Roma, 5,000 a.C.) el hombre ha manifestado un especial interés por la medición de todo aquello que le rodea: el tiempo, el espacio, la temperatura, la masa, el volumen, la longitud, etc. Esta práctica es la que le ha llevado a desarrollar diferentes sistemas de medidas que le han permitido evaluar y describir el entorno en el que vivía en función de sus necesidades.
Historia y Origen Desde sus primeras manifestaciones, normalmente incluida dentro de la antropologĂa general, pasando por la arquitectura y la agrimensura, hasta las transacciones comerciales, la propiedad de la tierra y el derecho a percibir rentas, donde rĂĄpidamente se encuentra el rastro de alguna operaciĂłn de medida, la metrologĂa, al igual que hoy, ha formado parte de la vida diaria de los pueblos.
Historia y Origen Antes del Sistema Métrico Decimal, los humanos no tenían más remedio que echar mano de lo que llevaban encima, su propio cuerpo (medidas antropomórficas), para contabilizar e intercambiar productos. Así aparece el pie, casi siempre apoyado sobre la tierra, como unidad de medida útil para medir pequeñas parcelas, del orden de la cantidad de suelo que uno necesita, por ejemplo, para hacerse una choza. Aparece el codo, útil para medir piezas de tela u otros objetos que se pueden colocar a la altura del brazo, en un mostrador o similar. Aparece el paso, útil para medir terrenos más grandes, caminando por las lindes. Para medidas más pequeñas, de objetos delicados, aparece la palma y, para menores longitudes, el dedo.
Historia y Origen Estas medidas podían ser verificadas “fácilmente” por cualquier persona.
Pulgada
Pie
Palmo
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Yarda Paso
Braza
Historia y Origen AsĂ, la unidad de medida mas antigua de la que se tenga registro (2,750 a.C.) era el real codo egipcio (cĂşbito), que era la distancia entre el codo y la punta del dedo medio del faraĂłn.
Historia y Origen De hecho, la biblia dice que Dios ordenó a Noé construir un arca de 300 cúbitos de largo, 50 cúbitos de ancho y 30 cúbitos de alto…
Historia y Origen Pero hay un dedo más grueso que los demás, el pulgar, el cual puede incluirse en el anterior sistema haciendo que valga 4/3 de dedo normal. Con ello, el pie puede dividirse por 3 o por 4 según convenga. Y dividiendo la pulgada en 12 partes, se tiene la línea para medidas muy pequeñas. Esto dio lugar al establecimiento de “patrones” y “equivalencias”.
Historia y Origen Así, el cuerpo del rey era tomado como “patrón” y las medidas que de allí se derivaran debían ser respetadas por todos los habitantes del respectivo reino.
Historia y Origen Y en consecuencia se planteaban algunas equivalencias‌
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Unidades antropomĂŠtricas
Historia y Origen Sin embargo, surgieron algunos inconvenientes‌ El cúbito variaba de persona a persona
Confusiones en los resultados de las medidas
Necesidad de que los patrones fueran iguales para todos
Historia y Origen Los egipcios establecieron un patrón único…
Historia y Origen Fåcil de transportar‌
Barras de Piedra
Barras de Madera
Historia y Origen Y en consecuencia se planteaban algunas equivalencias‌ La madera se va desgastando con el paso del tiempo
Grabar las medidas en las paredes de los principales templos
Poseer su propia barra y/o construir una nueva
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Historia y Origen Durante varios siglos, fueron los griegos quienes con sus aportes en todas las รกreas dieron auge y empuje a la naciente ciencia de las mediciones.
Historia y Origen Antes del Renacimiento, el Imperio Bizantino jugó también un papel importante, por ser su metrología el germen de los módulos árabes posteriores. A partir del siglo VII d.C., fueron los árabes los encargados de seguir con el desarrollo de esta ciencia. Es así como en el año 827, el califa AlMa’mun ordenó volver a medir el grado de meridiano, tratando de cotejar el cálculo efectuado en su tiempo por Ptolomeo.
Historia y Origen En 1100 se definiรณ la yarda inglesa, distancia comprendida entre la punta de la nariz de Enrique I hasta su dedo pulgar.
Historia y Origen Mientras que de 1287 a 1327 durante los reinados de Enrique II y Eduardo II se basaba la medida en la longitud del pie del regente.
Ya hacia 1610 Galileo fabrica un telescopio de potencia.
Historia y Origen Durante lo siglos XV y XVI, los patrones más utilizados en Inglaterra para medir las longitudes eran la pulgada, el pie, la yarda y la milla. En el siglo XVII, se produjo un avance importante en la cuestión de medidas. La Toesa, que era entonces utilizada como unidad de medida lineal, fue estandarizada en una barra de hierro con dos pines en las extremidades y, a continuación, plomada en la pared externa del Grand Chatelet, en las cercanías de París. Una toesa es equivalente a seis pies, aproximadamente, 182,9 cm.
Historia y Origen En 1614 William Oughtred construyó la primera Regla deslizante.
En 1631 Pierre Vernier descubre el principio de división del tornillo micrométrico.
En 1668 Se crea en Francia patrón de longitud (Toesa de Chatelet). Pero con el paso del tiempo, este patron se fue desgastando y tuvo que ser redefinido.
Historia y Origen Surgió entonces un movimiento que pretendía establecer una unidad natural, es decir, que se pudiera encontrar en la naturaleza y, por lo tanto, ser fácilmente copiado, constituyendo un patrón de medir. Otra exigencia para esa unidad es que debería tener los submúltiplos establecidos según el sistema decimal (que ya se había inventado en la India en el siglo IV a. C.) Finalmente, un sistema con estas características fue presentado por Talleyrand, en Francia, en un proyecto que se convirtió en ley en aquel país, siendo aprobada el 8 de mayo de 1790.
Historia y Origen En 1791 La Asamblea Nacional adopta un sistema de medidas cuya unidad básica es el metro, así se creó el Sistema Métrico Decimal. Se establecía entonces que la nueva unidad debería ser igual a la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, cuyo patrón se reprodujo en una barra de platino. Esta nueva unidad pasó a llamarse metro (el término griego metrón significa medir).
Historia y Origen 2 astrĂłnomos franceses (Delambre y Mechain) fueron los encargados de medir el meridiano. Utilizando la toesa como unidad, midieron la distancia entre Dunkerque (Francia) y MontjuĂŻc (EspaĂąa).
Historia y Origen Hechos los cálculos, se llegó a una distancia que fue materializada en una barra de platino de sección rectangular de 4,05 x 25 mm. La longitud de esta barra era equivalente a la longitud de la unidad estándar del metro, que fue definido así: Primera definición: Metro es la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre
Historia y Origen Este metro transformado en barra de platino pasó a ser el metro de los archivos. Con el desarrollo de la ciencia, se verificó que una la medición más precisa del meridiano fatalmente daría un metro un poco diferente. Así, la primera definición fue sustituida por una segunda: Segunda definición: Metro es la distancia entre los dos extremos de la barra de platino depositada en los Archivos de Francia y apoyada en los puntos de mínima flexión a la temperatura de 0ºC.
Historia y Origen Con los posteriores avances tecnológicos y el consecuente avance científico, se notó que el metro de los archivos presentaba algunos inconvenientes: El paralelismo de las caras no era tan perfecto. El material, relativamente blando, se podría desgastar y la barra no era lo suficientemente rígida.
Historia y Origen Para perfeccionar el sistema, se definió otro estándar con: Sección transversal en forma de X, para mayor estabilidad. La adición de un 10% de iridio, para hacer el material más duradero. Dos trazos sobre el plano neutro, con el fin de garantizar una medida más perfecta.
Historia y Origen Así, en 1889 surgió una tercera definición: Tercera definición: Metro es la distancia entre los ejes de dos trazos principales marcados en la superficie neutra del patrón internacional depositado en el BIPM (Bureau Internacional des Poids et Mésure), a una temperatura de 0ºC, bajo una presión atmosférica de 760 mm Hg y apoyado sobre sus puntos de mínima flexión.
Historia y Origen Se produjeron otras modificaciones, por lo que la definición actual de metro se basa en la velocidad de la luz: Definición actual: Metro es la unidad de medida de longitud del Sistema Internacional, de símbolo m, que equivale a la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío, durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 de segundo.
Historia y Origen En 1930 Abbot fabrica los primeros instrumentos de medida geométrica de superficies. En 1949 se inicia la aplicación del control estadístico de la calidad.
En 1952 se comienza a utilizar la electrónica para conseguir mayores amplificaciones.
Historia y Origen En 1959 aparece la primera máquina herramienta de control numérico con una exactitud de 0.001" y un sistemas de dos coordenadas X y Y. En 1960 en la conferencia de pesas y medidas, se adopta como definición del metro aquella que lo establece como un determinado número de longitudes de onda en el vacío de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de Criptón 86.
Historia y Origen En 1965 se añade un tercer eje a las máquinas medidoras de coordenadas (MMC) y se mejoran estas, consiguiendo precisiones de dos veces las originales y registro impreso de las medidas efectuadas.
En 1969 aparece la primera MMC controlada por computador.
En 1980 se aplica laser en metrología dimensional, obteniéndose precisiones superiores a 10-7 mm.
Historia y Origen En 1981 se introduce en el control de las MMC procesadores de bajo costo, abaratando las MMC.
En 1983 se adopta la definición actual del metro: Distancia recorrida por la luz en el vacío durante 29792458-1 segundos. Actualmente los avances tecnológicos de las MMC se focalizan en llevar a la práctica relaciones entre sistemas de inspección flexibles, consiguiendo una integración de las operaciones de manufacturación con un alto grado de precisión, evitando costes altos de inspección y costes de fallo.
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