Necesidad e importancia de la metrologia dimensional y sus aplicaciones en la ingeniería

Introducción
En su conferencia, Lord Kelvin se refería esencialmente a la progresión en el conocimiento de las ciencias naturales, pero actualmente la necesidad de la metrología se manifiesta, además, sobre amplios sectores de la sociedad. La previsión del tiempo atmosférico, la compra doméstica cotidiana, el consumo de energía eléctrica, una atención médica eficaz o la utilización del automóvilno se conciben sin una cuantificación adecuada de determinadas magnitudes mediante sus medidas.
La metrología y su necesidad
Cuando podemos medir aquello de lo que se habla, y expresarlo mediante números, conocemos algo sobre el particular; pero cuando no podemos medirlo, cuando no podemos expresarlo numéricamente, nuestro conocimiento es escaso e insatisfactorio; puede ser el principio delconocimiento, pero apenas hemos avanzado nuestros pensamientoshacia el estado de ciencia, independientemente de la materia de que se trate.
William Thomson, Lord Kelvin
Instituto de Ingenieros Civiles
Londres, 3 de mayo de 1883.
La metrología opera con magnitudes medibles, lo que supone que al medir manifestaciones concretas de magnitudes de una misma naturaleza, como longitudes, debe poderestablecerse la relación cuantitativa entre las mismas, por ejemplo, que la longitud ℓ1 sea tres veces y media mayor que la longitud ℓ2. Además, este resultado debería ser independiente del procedimiento concreto de medida utilizado, salvo pequeñísimas diferencias imputables a inevitables variaciones operacionales al aplicar uno u otro procedimiento.
A pesar de que en la última edición del VocabularioInternacional de Metrología [1] (VIM) se introducen las magnitudes ordinales (VIM 1.26) como aquellas a las que pueden asignarse valores en una escala, según un procedimiento convenido, pero sin significado entre diferencias y cocientes de los valores atribuidos, en este artículo no se considerarán este tipo de magnitudes, de las que el dolor y la belleza podrían ser representantesparadigmáticos.
Volviendo a las magnitudes que son comparables, surge naturalmente el concepto de unidad (VIM, 1.9) como magnitud adoptada por convenio, con la que se puede comparar cualquier otra de la misma naturaleza para expresar la relación entre ambas mediante un número. Este concepto está en la base de la popular definición por la que medir una magnitud concreta es determinar cuántas veces está contenidala unidad de la misma en aquella magnitud.
La selección de las unidades de las diferentes magnitudes, junto con la multiplicación y división de las mismas, para facilitar la expresión de los resultados de medida mediante números no excesivamente grandes ni demasiado pequeños, es la finalidad de los sistemas de unidades que surgieron con las primeras civilizaciones urbanas en Mesopotamia yEgipto. Para preservar las unidades se adoptaron patrones estructurados jerárquicamente de forma que los de mayor nivel garantizasen la reposición de los patrones de trabajo de utilización mucho más frecuente. Además, se construyeron instrumentos de medida (VIM 3.1, 3.3) que, aplicados sobre la magnitud a medir o mensurando (VIM 2.3), proporcionaban su valor de acuerdo con aquellos patrones, facilitandolas mediciones habituales.

Figura 1. Psicostasia en el antiguo Egipto, según el Libro de los Muertos.

Figura 2. Reconstrucción de la pila de Carlomagno.
En la figura 1 se representa un fragmento del Libro de los Muertos que ilustra la psicostasia, acto que, en el antiguo Egipto, determinaba la vida eterna para el difunto o su condenación dependiendo del peso de su corazón, en el quelocalizaban las malas acciones. Para ello se empleaba una balanza de doble platillo, instrumento bien conocido por los egipcios y sumerios hace cuatro milenios.
La proliferación de los sistemas de unidades, que nacieron con un marcado carácter localista, provocó gran confusión cuando las primitivas sociedades mejoraron su nivel de comunicación y surgió la necesidad de intercambiar mercancías que...