En el mundo físico, todo lo que nos rodea tiene una magnitud: longitud, peso, tiempo, capacidad, temperatura, velocidad, entre otras. Para conocerlas, se utilizan las mediciones que permiten cuantificar y comparar valores con respecto a una unidad de medida.
Existen dos tipos de mediciones: las directas e indirectas. Las primeras se realizan a través de un instrumento que permite obtener la medida de una magnitud. Mientras que las segundas, son aquellas que se obtienen por medio de cálculos matemáticos que relacionan variables entre sí para llegar al resultado.
Medición directa
La medición directa implica la comparación de una magnitud con una unidad de medida estándar, utilizando un instrumento de medición construido para tal fin. La medida se obtiene por la visualización de la magnitud en la escala de lectura del instrumento.
Los aparatos de medición directa son muy variados. Los hay para medir distancia, peso, tiempo, temperatura, presión, velocidad… y cada uno utiliza un método de medición distinto acorde con la naturaleza de la magnitud. Estos instrumentos pueden ser analógicos o digitales, pero el principio de medición sigue siendo el mismo: comparar la magnitud con una unidad de medida.
Ejemplos de medición directa
Los ejemplos más comunes de medidas directas son aquellos que realizamos en nuestra vida cotidiana, como medir la longitud de una mesa con una cinta métrica, la temperatura del cuerpo de una persona con un termómetro, la velocidad de un vehículo con un velocímetro, entre otros.
Para medir la longitud de una mesa, simplemente debemos colocar la cinta métrica sobre ella y leer la medida indicada en la escala. Para medir la temperatura, ponemos el termómetro en contacto directo con la persona, y leemos la medida en el termómetro. Y para medir la velocidad del vehículo, miramos el medidor del velocímetro que indica la velocidad en km/h.
Medición indirecta
En contraste con la medición directa, la medición indirecta no utiliza un instrumento de medición construido para tal fin. En este caso, se realiza una medición previa, que se utiliza para realizar un cálculo matemático, que permita obtener la medición deseada.
La medición indirecta puede utilizarse para medir magnitudes que no pueden leerse directamente con un instrumento. Con esta técnica, se evita la necesidad de tener que diseñar un instrumento específico para cada magnitud.
Ejemplos de medición indirecta
La medición indirecta se utiliza en muchas situaciones cotidianas. Por ejemplo, para medir el área de un círculo, se utiliza la fórmula matemática A=πr², donde r es el radio del círculo. En este caso, se necesita medir el radio con una herramienta de medición directa, como un calibre.
Otro ejemplo de medición indirecta lo encontramos en la determinación del peso de un objeto pesado que no se puede colocar sobre una balanza común. En este caso, se debe determinar primero la masa del objeto, y luego, por medio de la gravedad, calcular el peso.
Errores en las mediciones
A pesar de la precisión necesaria en las mediciones, los errores son comunes, ya sea por factores inherentes al instrumento o por error humano. Los errores en las mediciones pueden ser sistemáticos o aleatorios. El primer tipo siempre ocurre, y se debe a desajustes en el instrumento o desgastes, mientras que el segundo tipo es variable y difícil de prever.
El error absoluto es la diferencia entre el valor real de la magnitud y el valor medido, mientras que el error relativo es la relación entre ambos valores. El error total es la suma del error sistemático, el error aleatorio y el error de escala, y aunque se puede minimizar, no se puede eliminar completamente.
Instrumentos de medición
Los instrumentos de medición se utilizan para medir magnitudes físicas y permiten obtener la magnitud de una cantidad para su representación numérica. Entre los instrumentos de medición directa se encuentran los calibradores vernier, micrómetros y máquinas de medición por coordenadas.
Para medir la longitud de un objeto, el calibrador vernier es una herramienta simple y eficaz. Este instrumento mide la longitud de un objeto con base en la posición de una regla y una escala que se desliza paralela al objeto. El micrómetro, por otro lado, es una herramienta más precisa que el calibrador y se utiliza para medir objetos muy pequeños o finos.
Los dispositivos de medición indirecta incluyen comparadores de cuadrante, bloques patrón y anillos patrón. El propósito de estos dispositivos es comparar los objetos y dispositivos de referencia con las magnitudes que se quieren medir, y hacer cálculos matemáticos para llegar al resultado deseado.
Importancia de las mediciones en la fabricación
En la fabricación, las mediciones son esenciales para garantizar que los productos alcancen los estándares de calidad y las especificaciones de los clientes. Un error de medición puede producir productos defectuosos que no funcionen correctamente y, por lo tanto, afectar la satisfacción del cliente y la reputación de la empresa.
Por ello, se utilizan dispositivos de medición de alta precisión, y se toman medidas de control de calidad rigurosos que garantizan que las mediciones sean lo más precisas posible. Los dispositivos de referencia con dimensiones estándar son más fáciles de medir, lo que reduce la probabilidad de errores humanos.
El sistema internacional de unidades (SI)
El sistema internacional de unidades, también conocido como SI, es el sistema de unidades de medida estandarizado que se utiliza en todo el mundo. Las unidades de medida son cantidad estándar de una magnitud física que se han definido como patrones mundiales para realizar mediciones. El uso de un sistema de unidades estandarizado, invariable y reproducible es fundamental para la comunicación y la comprensión científica a nivel mundial.
El SI está basado en siete unidades de medida fundamentales, llamadas unidades base. Estas unidades son el metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela.
Conclusión
En resumen, la medición es un proceso fundamental en la vida cotidiana y la producción industrial. Las mediciones directas se caracterizan por la comparación de la magnitud con una unidad de medida utilizando un instrumento de medición construido para tal fin. Mientras que las medidas indirectas son aquellas que se obtienen mediante cálculos matemáticos que relacionan variables entre sí.
A pesar de la precisión y el cuidado necesarios en las mediciones, los errores son comunes. Además, en la fabricación, las mediciones son esenciales para garantizar la calidad del producto y la satisfacción del cliente. Por eso, se utilizan dispositivos de medición de alta precisión, y se toman medidas de control de calidad rigurosos para garantizar que las mediciones sean lo más precisas posible.
El SI es el sistema de unidades de medida estandarizado que se utiliza en todo el mundo y es fundamental para la comunicación y la comprensión científica a nivel global.
