Metrologia

METROLOGIA BASICA

1 INTRODUCCIÓN

Los efectos de la ciencia de las medidas se pueden ver en todo, facilitando a las personas planear sus vidas y realizar intercambios comerciales confiables. Por ejemplo, muchas personas pueden asumir que los relojes de sus casas y los relojes de sus oficinas coinciden con el mismo tiempo. Un kilogramo de arroz comprado en un supermercado contendrá la misma cantidad de alimento que uno adquirido en otro lugar de la ciudad. Un tornillo comprado en una ferretería A deberá ajustar en una tuerca comprada en una ferretería B, asumiendo que estos están especificados para el mismo tamaño.

La vida sería entonces muy complicada -en algunos casos letal- sin mediciones apropiadas. (Tomado de documento seminario de control de calidad y metrología ).

Particularmente de metrología dimensional y geométrica, quiero resaltar su importancia en la competitividad de las empresas la cual se soporta en la calidad de sus productos y la efectividad de sus procesos. La confiabilidad del producto depende del control de calidad del mismo en todo el proceso, desde la recepción de materia prima, pasando por la transformación y hasta el control final. Esto se logra con el aseguramiento de la calidad y este siempre va acompañado de las mediciones. Por tanto, el objetivo de este curso es proporcionar al participante los conocimientos básicos necesarios para realizar mediciones confiables y competencias necesarias para trabajar dentro del aseguramiento metrológico que requieren las empresas

2 CONCEPTOS BÁSICOS

2.1 DEFINICIÓN DE METROLOGÍA

Campo del conocimiento relativo a las medidas, los sistemas de unidades adoptados y los instrumentos usados para efectuarlas e interpretarlas. Abarca aspectos teóricos, experimentales y prácticos.

La metrología dimensional se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente las magnitudes lineales y angulares (longitudes y ángulos).

Los principales campos que abarca la metrología son:

• Las unidades de medida y sus patrones

• Las mediciones

• Los instrumentos de medición

Nota: Recordamos que este curso cubre metrología dimensional

2 CONCEPTOS BÁSICOS

2.2 CLASIFICACIÓN

2.2.1 METROLOGÍA CIENTÍFICA

Es la parte de la metrología que se ocupa de las determinaciones de las constantes físicas fundamentales, encontrar las características, los niveles que definen y hace particular un fenómeno.

También busca mejorar sistemas de medición para lograr un control cada vez más rápido y más confiable.

2.2.2 METROLOGÍA LEGAL

Asesora a las empresas buscando aplicar las normas nacionales e internacionales a todos los procesos de diseño, desarrollo, producción y control de productos en general. Además regulan la legislación de las pesas y medidas. En esta rama se encuentra el CCCM.

2.2.3 METROLOGÍA INDUSTRIAL

Esta metrología trata de las variables físicas en general.

Según el tipo de industria y la variable que se desee controlar para un proceso específico de metrología industrial se clasifica en:

• Dimensional

• Geométrica

• Ponderal

• Eléctrica

• Termodinámica

• Química

• Otras (dependiendo la variable industrial que se maneje)

Nota: Tomado de revista No 8 d automatización industrial 1996

2.3 SISTEMA DE UNIDADES

2.3.1 SISTEMA INTERNACIONAL

El sistema internacional de unidades (SI) es el sistema coherente de unidades adoptado y recomendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM).

EL LENGUAJE UNIVERSAL DE LAS MEDICIONES ES EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

2.3.1.1 ALGO DE HISTORIA

• En 1790, a finales de la Revolución Francesa, la Academia de Ciencias de París por encargo de la Asamblea Nacional Francesa presenta la proposición para crear un sistema único de medidas .

• El 20 de mayo de 1875 se adoptó universalmente el Sistema Métrico Decimal mediante el tratado denominado la Convención del Metro

• En 1875 se crea la Conferencia General de Pesas y Medidas, el Comité y la Oficina de Pesas y Medidas

• En un principio existieron varios sistemas CGS , MKS, MKSA, MTS.

• En 1948 se selecciona el MKS para estudio y en 1954 se establece como sistema de medición.

• En 1960 denomina Sistema Internacional de Unidades, a este sistema.

• La Conferencia General de Pesas y Medidas, es la máxima autoridad de la metrología científica y es la que aprueba la nuevas definiciones del SI y recomienda a los países que lo integren a sus legislaciones.

ALGUNOS ANTECEDENTES EN COLOMBIA

En 1905 se promulga la ley 33 "la unidad de pesas y medidas es un elemento de unidad nacional"

El sistema internacional se hace obligatorio y oficial en Colombia mediante el decreto No. 1731 de 1967 del MDE

ASPECTOS GENERALES DEL MARCO LEGAL

El decreto 2153 de 1992 establece entre las funciones de la División de Protección al Consumidor "Divulgar el Sistema Internacional de Unidades en los diferentes sectores industriales."

. El Concejo Nacional de Normas y Calidades a través de la Resolución No. 005 del 3 de abril de 1995 oficializa el uso del SI mediante la Norma Técnica Colombiana - NTC 1000 (Metrología. Sistema Internacional de Unidades - Cuarta revisión , equivalente a la ISO 1000)

2.3 SISTEMAS DE UNIDADES

2.3.1.2 UNIDADES FUNDAMENTALES

Las definiciones de las unidades de base adoptadas por la Conferencia General de Pesas y Medidas, son las siguientes:

El Metro (m) se define como la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de 1 / 299 792 458 de segundo (17ª Conferencia General de Pesas y Medidas de 1983).

El Kilogramo

se define como la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo (1ª y 3ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1889 y 1901).

El Segundo (s) se define como la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado base del átomo de cesio 133 (13ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1967).

El ampere (A) se define como la intensidad de una corriente constante, que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 X 10 -7 newton por metro de longitud (9ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1948).

En la siguiente hoja encontrará las otras 3 unidades fundamentales

2.3.1.2 UNIDADES FUNDAMENTALES (continuación)

El kelvin (K) se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (13ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1967).

El mol (mol) se define como la cantidad de materia que contiene tantas unidades elementales como átomos existen en 0,012 kilogramos de carbono 12 ( 12 C) (14ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1971).

La 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 Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por esterradián (16ª Conferencia General de Pesas y Medidas, 1979).

2.3.1.2 UNIDADES FUNDAMENTALES (continuación)

tabla Magnitudes, nombres y símbolos de las unidades SI de base

MAGNITUD UNIDAD SIMBOLO

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Corriente eléctrica amperio A

Temperatura termodinámica kelvin K

Intensidad luminosa candela cd

Cantidad de sustancia mol mol

2.3.1.3 UNIDADES DERIVADAS

Estas unidades se forman por combinaciones simples

de las unidades del SI de base y de acuerdo con las leyes

de la física.

La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de unidades derivadas

MAGNITUD NOMBRE DE UNIDAD SIMBOLO

SUPERFICIE Metro cuadrado m²

VOLUMEN Metro cúbico m³

VELOCIDAD Metro por segundo m/s

ACELERACION Metro por segundo cuadrado m/s²

FUERZA Newton (kg.m/s²) N

DENSIDAD Kilogramo por metro cúbico kg/m³

TRABAJO Julio (Newton metro) J

2.3.1.4 MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS

La siguiente tabla muestra los prefijos para los múltiplos y submúltiplos mas utilizados

MÚLTIPLO SÍMBOLO VALOR VALOR

exa E 1018 1000000000000000000

peta P 1015 1000000000000000

tera T 1012 1000000000000

giga G 10 9 1000000000

mega M 106 1000000

kilo k 103 1000

hecto h 102 100

deca da 10 10

SUBMÚLTIPLO SÍMBOLO VALOR VALOR

deci d 10-1 0,1

centi c 10-2 0,01

mili m 10-3 0,001

micro µ 10-6 0,000001

nano n 10-9 0,000000001

pico p 10-12 0,000000000001

femto f 10-15 0,000000000000001

atto a 10-18 0,000000000000000001

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