metrología

1. metrología ELIZETH JOHANNA FLORIAN CASTRO G12NL11

2. METROLOGÍA • LA METROLOGÍA ES LA CIENCIA DE LAS MEDICIONES, CUYO OBJETIVO ES EL ESTUDIO DE LOS SISTEMAS DE PESOS Y MEDIDAS Y LA DETERMINACION DE LAS MAGNITUDES FÍSICAS.

3. TIPOS DE METROLOGÍA • LEGAL: ES LA QUE TIENE POR OBJETO ASEGURAR LAS MEDICIONES RELACIONADAS CON LA LEY Y EL COMERCIO, PROTEGIENDO A LA SOCIEDAD EN GENERAL. • CIENTIFICA: ES AQUELLA CUYO OBJETIVO ES EL DESARROLLO Y MANTENIMIENTO DE PATRONES PRIMARIOS INTERNACIONALES O NACIONALES. SE DESARROLLA EN INSTITUTOS O LABORATORIOS OFICIALES DE LOS DISTINTOS PAÍSES DEL MUNDO LLAMADOS INSTITUTOS NACIONALES DE METROLOGIA. • INDUSTRIAL: SE OCUPA DE ASEGURAR LAS MEDICIONES NECESARIAS PARA LA FABRICACIÓN DE PRODUCTOS. EL PORCENTAJE DE GRASA EN UNA HAMBURGUESA, LA RESISTENCIA DE UNA BOBINA DE PAPEL, SON EJEMPLOS DE MEDICIONES QUE REALIZAN LAS EMPRESAS Y QUE DEBEN HACERSE CON CRITERIOS METROLÓGICOS.

4. FACTORES PARA TENER UNA MEDICION CONFIABLE • TEMPERATURA • HUMEDAD RELATIVA • PRESION

5. CONCEPTOS PARA TENER EN CUENTA • CALIBRAR: SE CALIBRA ALGO CUANDO SE LOGRA LA RELACIÓN INSTRUMENTO-PATRÓN. • AJUSTAR: SE AJUSTA CUANDO SE LOGRA EL FUNCIONAMIENTO ADECUADO DEL INSTRUMENTO • VERIFICAR: SE VERIFICA CUANDO SE CONFIRMA OBJETIVAMENTE EL CUMPLIMIENTO DE REQUISITOS • VALIDAR: SE VALIDA CUANDO SE CONFIRMA OBJETIVAMENTE EL CUMPLIMIENTO DE REQUISITOS PARA UN USO ESPECÍFICO

6. INSTITUTO DE METROLOGÍA EN COLOMBIA ESTE INSTITUTO SE ENCUENTRA A CARGO DE LA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO Y ES LA ENTIDAD QUE ATESORA EL RELOJ QUE DA LA HORA OFICIAL Y EL METRO Y EL KILOGRAMO DE REFERENCIA PARA TODO EL PAÍS. CUENTA CON LABORATORIOS DE MEDICION EN CUATRO ÁREAS: • MECÁNICA • ELÉCTICA • TERMODINÁMICA • FLUIDOS.

7. ÁREA MECÁNICA CUENTA CON 5 LABORATORIOS: • MASA • PRESIÓN • DIMENSIONAL • PAR TORSIONAL • FUERZA

8. LABORATORIO DE MASA ESTE LABORATORIO ESTA A CARGO PRINCIPALMENTE DE LA MAGNITUD BÁSICA MASA, DE SU CUSTODIA, CONSERVACIÓN Y SUS APLICACIONES EN SISTEMAS DE PESAJE AUTOMÁTICO Y NO AUTOMÁTICO. CUENTA CON 2 UNIDADES DE 1 Kg QUE CONSTITUYEN EL PATRÓN NACIONAL DE MASA Y EL PATRÓN TESTIGO.

9. LABORATORIO DE PRESIÓN

10. LABORATORIO DIMENSIONAL

11. LABORATORIO PAR TORSIONAL

12. LABORATORIO DE FUERZA

13. ÁREA ELÉCTRICA CUENTA CON 4 LABORATORIOS: • CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA • POTENCIA Y ENERGÍA ELÉCTRICA • TRANSFORMADORES • TIEMPO Y FRECUENCIA

14. LABORATORIO DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA

15. LABORATORIO DE POTENCIA Y ENERGÍA ELÉCTRICA

16. LABORATORIO DE TRANSFORMADORES

17. LABORATORIO DE TIEMPO Y FRECUENCIA

18. ÁREA TERMODINÁMICA CUENTA CON 1 LABORATORIO: • LABORATORIO DE TEMPERATURA

19. ÁREA FLUIDOS CUENTA CON 3 LABORATORIOS: • VOLUMEN • HUMEDAD • DENSIDAD

20. LABORATORIO DE VOLUMEN

21. LABORATORIO DE HUMEDAD

22. LABORATORIO DE DENSIDAD

23. MAGNITUDES FUNDAMENTALES EN EL SI LA UNIDAD DE LONGITUD ES EL METRO (M) , LA DE MASA EL KILOGRAMO (KG), LA DE TIEMPO EL SEGUNDO (S) Y LA DE CORRIENTE ELÉCTRICA EL AMPERIO (A). ADEMÁS EL SI  CONSIDERA OTRAS TRES MAGNITUDES COMO FUNDAMENTALES: LA TEMPERATURA CON SU UNIDAD EL GRADO KELVIN (ºK), EL FLUJO LUMINOSO CON SU UNIDAD EL LUMEN Y LA CANTIDAD DE SUSTANCIA CON SU UNIDAD LA MOL. 

24. ANTES… EL METRO PATRÓN DE 1889 ERA UNA COPIA DEL METRO QUE SE ESTABLECIÓ DURANTE LA FAMOSA MEDIDA DEL MERIDIANO TERRESTRE ENTRE DUNKERQUE Y BARCELONA. A PARTIR DE ESE PATRÓN INICIAL SE CONSTRUYÓ UN PROTOTIPO DE PLATINO CON DOS MARCAS CUYA DISTANCIA A 0 ºC CONSTITUYÓ LA DEFINICIÓN OFICIAL DE METRO. HASTA 1960 SE CONSIDERO COMO METRO PATRÓN.

25. ANTES… COMO UNIDAD PATRÓN DE TIEMPO SE TOMABA EL SEGUNDO CON BASE EN EL MOVIMIENTO PLANETARIO (LA ROTACIÓN DE LA TIERRA SE HACE EN UN DÍA DE 24 HORAS, DONDE CADA HORA EQUIVALE A 60 MINUTOS Y CADA MINUTO EQUIVALE A 60 SEGUNDOS).

26. ANTES… • CUANDO SE CREÓ EL SISTEMA MÉTRICO DECIMAL, EL KILOGRAMO SE DEFINIÓ COMO LA MASA DE 1 DECÍMETRO CÚBICO DE AGUA PURA A LA TEMPERATURA EN QUE ALCANZA SU MÁXIMA DENSIDAD (4,0 °C). SE FABRICÓ UN CILINDRO DE PLATINO QUE TUVIERA LA MISMA MASA QUE DICHO VOLUMEN DE AGUA EN LAS CONDICIONES ESPECIFICADAS. DESPUÉS SE DESCUBRIÓ QUE NO PODÍA CONSEGUIRSE UNA CANTIDAD DE AGUA TAN PURA NI TAN ESTABLE COMO SE REQUERÍA. POR ESO EL PATRÓN PRIMARIO DE MASA PASÓ A SER EL CILINDRO DE PLATINO, QUE EN 1889 FUE SUSTITUIDO POR UN CILINDRO DE PLATINO-IRIDIO DE MASA SIMILAR.

27. AHORA… HOY EN DÍA SE APROVECHA EL CONOCIMIENTO QUE SE TIENE DEL ÁTOMO Y DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (ENTRE ELLAS LA LUZ), PARA DEFINIR LAS UNIDADES PATRÓN DE LONGITUD Y TIEMPO. ESTO SE DEBE A QUE LA COMPARACIÓN MECÁNICA DEL PROCESO DE MEDICIÓN DE LA LONGITUD CON LA BARRA DE PLATINO Y LA DESACELERACIÓN DEL MOVIMIENTO DE  ROTACIÓN DE LA TIERRA PUEDEN INTRODUCIR MAYORES INCERTIDUMBRES EN LAS MEDIDAS (AUNQUE MUY PEQUEÑAS , SERÍAN DETECTABLES EN EXPERIMENTOS DE ALTA EXACTITUD Y PRECISIÓN.) 

28. AHORA… LOS NUEVOS PATRONES SON: • EL METRO ES LA DISTANCIA RECORRIDA POR LA LUZ EN EL VACÍO DURANTE UN INTERVALO DE TIEMPO DE 1/299792458  SEGUNDO • EL SEGUNDO ES LA DURACIÓN DE 9192631770 PERÍODOS DE LA RADIACIÓN QUE CORRESPONDE A LA TRANSICIÓN ENTRE LOS DOS NIVELES HIPERFINOS DEL ESTADO FUNDAMENTAL DEL ÁTOMO DE CESIO 133.

29. AHORA… LA MASA EQUIVALE A LO QUE PESE ESTE CILINDRO QUE ESTA COMPUESTO DE UNA ALEACIÓN DE PLATINO-IRIDIO (90 % PLATINO - 10 % IRIDIO) Y SU ALTURA ES IGUAL A SU DIÁMETRO, ES DECIR, EQUIVALE A 39 MILÍMETROS. SE CUSTODIA CON TODO TIPO DE PRECAUCIONES EN EL BUREAU INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES, EN FRANCIA.

30. ACERCA DEL KILOGRAMO…. EL KILOGRAMO ES LA ÚNICA UNIDAD BÁSICA QUE AÚN DEPENDE DE UNA MUESTRA FÍSICA LA CUAL DESAFORTUNADAMENTE SE ALTERA CON EL TIEMPO Y EL AMBIENTE. SOLO SE HA MANIPULADO ALGUNAS VECES, PERO SE CREE QUE SE HA MODIFICADO LIGERAMENTE SU MASA. TAN SOLO EN TRES OCASIONES, SEPARADAS UNOS 40 AÑOS, SE HA COMPARADO LA MASA DEL PATRÓN INTERNACIONAL CON LAS MASAS DE LAS COPIAS OFICIALE.

31. ACERCA DEL KILOGRAMO…. Y LOS RESULTADOS MUESTRAN CIERTAS DIVERGENCIAS EN EL TIEMPO: LAS COPIAS MUESTRAN VARIACIONES DE APROXIMADAMENTE 5 X 10?8 DESDE SU PRIMERA CALIBRACIÓN CON RELACIÓN AL PATRÓN INTERNACIONAL. ACTUALMENTE SE TRABAJA EN UN MÉTODO DE MEDICIÓN Y HAY DOS QUE SE DESTACAN. UNO DE ELLOS ES DEFINIR CUÁNTOS ÁTOMOS DE UN ELEMENTO DADO SE NECESITAN PARA QUE PESE UN KILOGRAMO.

32. EN COLOMBIA…. UN KILOGRAMO EN NUESTRO PAÍS EQUIVALE A LO QUE PESA UN CILINDRO DE PLATINO-IRIDIO QUE ES COPIA DEL QUE PERMANECE EN PARÍS Y QUE SE ENCUENTRA EN EL EDIFICIO DE METROLOGIA. SI SE PIERDE ESTA PESA EN BOGOTÁ, COLOMBIA SE QUEDARÁ EN TEORÍA, SIN SABER LO QUE ES UN KILOGRAMO.

33. ACERCA DEL TIEMPO…. EL SEGUNDO ES EN REALIDAD LO QUE TARDAN UNOS ÁTOMOS DE CESIO EN CAMBIAR DE ESTADO. LA HORA OFICIAL EN COLOMBIA SE CALCULA EN UNO DE LOS LABORATORIOS DE METROLOGIA MEDIANTE UN RELOJ ATÓMICO. RELOJ ATOMICO: SON QUELLOS QUE BASAN SU FUNCIONAMIENTO EN LA RESONANCIA MAGNÉTICA DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS, TOMANDO COMO BASE LA FRECUENCIA A LA QUE VIBRAN.

34. RELOJ ATÓMICO DE CESIO EL PASO DE LA OSCILACIÓN DEL PÉNDULO A LA VIBRACIÓN DEL ÁTOMO DE CUARZO FUE ESPECTACULAR, PERO EL SALTO DE ESTE AL DE CESIO PERMITE UN MARGEN DE ERROR DE 1 SEGUNDO EN 80 MILLONES DE AÑOS

35. RELOJ ATÓMICO DE CESIO EN 1955 EL CIENTÍFICO BRITÁNICO LOUIS ESSEN, USANDO EL ÁTOMO DE CESIO 133, CONSTRUYÓ EN EL LABORATORIO NACIONAL DE FÍSICA DEL REINO UNIDO EL PRIMER RELOJ ATÓMICO. LA PRECISIÓN DEL RELOJ ATÓMICO DE CESIO OBLIGÓ A REDEFINIR EL SEGUNDO, HOY MÁS EXACTO QUE NUESTRO PLANETA Y SU SATÉLITE. ESTO HA PERMITIDO CALCULAR CON EXACTITUD LAS VARIACIONES EN LA DURACIÓN DEL DÍA. UN IMPACTO MÁS DIRECTO EN NUESTRA VIDA COTIDIANA HA SIDO LA APLICACIÓN DE LOS RELOJES ATÓMICOS A DIVERSAS ACTIVIDADES, PRINCIPALMENTE A LA NAVEGACIÓN POR GPS QUE USA LA DEMORA DE LA SEÑAL PARA MEDIR DISTANCIAS.

36. RELOJ ATÓMICO DE CESIO UNA MANERA DE MANTENER LA HORA CON LA PRECISIÓN DE UN RELOJ ATÓMICO ES LA SEÑAL DE RADIO. CON UNA DEMORA DE UNA MILÉSIMA DE SEGUNDO POR CADA 300 KM, LA SEÑAL DEL RELOJ ATÓMICO ES CAPTADA POR UN RADIO RELOJ, LO CUAL LE PERMITE MANTENER SU PRECISIÓN MÁS ALLÁ DE LO QUE PERMITIRÍA CUALQUIER MECANISMO. LOS RADIO RELOJES SE SINCRONIZAN UNA VEZ AL DÍA Y UN INDICADOR ALERTA AL USUARIO CUANDO EL RELOJ NO HA PODIDO SINCRONIZARSE (NO HA CAPTADO LA SEÑAL) DURANTE LAS ÚLTIMAS 24 O 48 HORAS, CON LO CUAL YA NO NECESITAN UN MECANISMO MUY PRECISO.

37. ÚLTIMO AVANCE… EL ÚLTIMO AVANCE EN PRECISIÓN ES EL RELOJ ATÓMICO DE ESTRONCIO (SR 84). PRESENTADO POR LOS FÍSICOS DEL NIST Y LA UNIVERSIDAD DE COLORADO, EL NUEVO RELOJ TIENE UN ERROR DE 1 SEGUNDO EN 300 MILLONES DE AÑOS.

38. BIBLIOGRAFIA • http://www.scribd.com/doc/2373960/Portafolio-de-Metrologia • http://www.quiminet.com/ar7/ar_advcaasdhgsA-que-es-la-metrologia.htm • http://www.sic.gov.co/metrologia/gral_metrologia.php?modulo=metrologia/Termodinamica/Temperatura&alto=600 • http://www.exploralaciencia.profes.net/ver_noticia.aspx?id=5757 • http://horalegal.sic.gov.co/ • http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj_at%C3%B3mico • http://elcomercio.pe/edicionimpresa/html/2008-08-12/del-cuarzo-al-reloj-atomico-cesio.html • http://www.ecuadorciencia.org/images/fisica/reloj-atomico-estroncio.jpg