Aplicaciones de la Metrología
APLICACIONES
Una pregunta que puede plantearse es ¿para qué se mide? Sin entrar en detalle y sin pretender ser exhaustivos, veamos algunas respuestas restringidas a los aspectos básicos.Como es de esperar, en las distintas aplicaciones se realizan distintas acciones que demandan niveles de confiabilidad que en metrología se identifican como “incertidumbre”, que no es sino el intervalo desconfianza de los resultados de las mediciones.
Longitud
A la medición de la longitud, determinación de distancia, se le utiliza en mediciones dimensionales tales como: áreas, volúmenes, capacidades, rapidez y velocidad, redondez. La longitud está incluso presente en la definición de las unidades llamadas no dimensionales (radián y estereorradián) para medir Ángulos. En general podríamos decir que es de uso en toda determinación de la forma de un objeto.Muchos campos de la actividad humana requieren Mediciones dimensionales: la geodesia, los catastros que determinan la propiedad y uso de la tierra, la construcción y mantenimiento de caminos, carreteras, calles y avenidas, la construcción de vivienda, la industria manufacturera de todo tipo, las Máquinas herramienta, los odómetros para determinar cobros de renta de vehículos, muchos aspectos comerciales.
Quizás donde se ve con mayor impacto la importancia de buenas mediciones de longitud es en la industria manufacturera. Las Industrias del vestuario, de muebles, automotriz, de accesorios, de aparatos electrodomésticos, de instrumentos científicos y médicos, de equipos electrónicos y muchos más, demandan piezas que se ensamblen adecuadamente unas con otras, así como mediciones exactas en los productos finales que se ponen a disposición de los consumidores.
Masa
La actividad de conocer cuantitativamente la masa está presente en todas las actividades humanas. Es por ello que el uso de patrones e instrumentos para determinar la masa es amplio y sin mostrar una ejemplificación extensa citamos los campos: industrial- administración (compras, bodegas, etc.), procesos (ejecución y control), ventas (pedidos y despachos); laboratorios (investigación y control); comercial (en todas las transacciones); científico (aun en el quehacer teórico). Las cantidades de masa a determinar van desde la del electrón hasta la del universo, pasando por la de los mosquitos, hamburguesas, seres humanos, vehículos, etc. normalmente todo lo que se produce, vende o intercambia se relaciona directa o indirectamente con la masa, por lo tanto puede considerarse que la aplicación de la metrología en su aspecto masa, en sus distintos niveles, es omnipresente en el quehacer cotidiano.
Temperatura
La sensación de calor o frío es una de las más comunes en los seres vivientes y el concepto de temperatura y su medición está presente en innumerables actividades del ser humano.Puesto que nuestro primer contacto con la medición de temperatura de tipo científico suele ser el termómetro casero, vienen de inmediato a la mente las aplicaciones de tipo médico y en particular la determinación de la temperatura corporal de los enfermos con la importancia que puede tener para la evolución de ciertas dolencias. Pero también se requiere medir temperatura en forma adecuada para la fabricación de medicamentos, el uso de técnicas de diagnóstico, los análisis clínicos, la esterilización de material clínico y hospitalario.
Los alimentos, tanto en su preparación como en las técnicas de su conservación, requieren mediciones de temperatura y, si éstas pueden ser empíricas a nivel casero, a nivel industrial se requiere exactitud en las mediciones. La tintorería, la fabricación de cerámica de todo tipo, la aplicación de esmaltes y pinturas en aparatos electrodomésticos y en vehículos, la generación de energía, el transporte refrigerado, el aire acondicionado y tantas más actividades humanas, requieren mediciones adecuadas de temperatura.
Tiempo
¡La medición del tiempo es útil no solamente para asegurar la puntualidad o para determinar el ganador de una prueba de atletismo! Además de las aplicaciones obvias del diario vivir (levantarse a determinada hora; autobuses, trenes y aviones cumpliendo en tiempo sus itinerarios, control de las horas de trabajo para cálculo de remuneración, control del tiempo en las telecomunicaciones, etc.), muchos procesos industriales, muchas técnicas médicas dependen de una medición exacta del tiempo. Otras aplicaciones usuales son por ejemplo los taxímetros (basados sólo en tiempo o combinación de tiempo y recorrido), los relojes registradores (timekeepers), los velocímetros. La sincronización de actividades tales como las operaciones bursátiles y las militares, los lanzamientos y acoplamientos de naves espaciales, etc. demanda la medida exacta del tiempo.
En general podemos hablar de relojes y de cronómetros (tipo I con circuitos electrónicos digitales y tipo II de mecanismos análogos mecánicos o de motor sincrónico) y de otros medidores de intervalos de tiempo, como los empleados en el estacionamientos de vehículos, el lavado automático de vehículos, los parquímetros, o en el control de tiempo de aparatos electrodomésticos tales como máquinas lavadoras, máquinas secadoras, hornos de microondas.
Electricidad y magnetismo
En el siglo pasado se realizaron innumerables trabajos que abrieron la puerta del desarrollo moderno; se construyeron motores movidos por electricidad, con los cuales la industria, el transporte y toda actividad que requiere algún tipo de movimiento se vio favorecida. Con la manufactura de las bombillas incandescentes, la iluminación artificial cambió la forma de todas las actividades nocturnas. Enumerar las aplicaciones actuales de la electricidad adecuadamente suministrada y utilizada significaría listar todas las actividades del hombre, para las cuales es controlada (medida) y para ello es necesario disponer de aparatos o sistemas confiables y de exactitud conocida.
En las comunicaciones el uso de la electricidad es fundamental tanto en telefonía, radio, televisión, como en operación de satélites. Pero, más que la existencia misma del recurso electricidad y magnetismo, es la confiabilidad del manejo o empleo de este recurso lo que la metrología garantiza con sus patrones y procedimientos.
En el diseño es donde se afrontan los innumerables problemas de confiabilidad y por supuesto que el disponer de sistemas que aseguren el comportamiento adecuado de los equipos, dentro de ciertos límites, hace posible diseñar, planificar y realizar proyectos complejos Por otra parte, en toda la electrónica subyace el uso de medidas confiables (exactas para los profanos), confiabilidad y reproducibilidad debidas, en gran parte, a los avances en metrología.
Fotometría y radiometría
El hombre ha desarrollado muchos aparatos y artefactos que le permiten contar con luz independientemente de las condiciones naturales y que, aún más, permiten intensidades que difícilmente se encuentran en la naturaleza.
Todos estos aparatos demandan técnicas confiables de medición para garantizar que efectivamente se está logrando la intensidad o iluminación deseadas. Pero, además, las técnicas de análisis físico y químico a menudo exigen mediciones muy exactas de la magnitud de luz o de radiación. Los fotómetros de absorción, de ennegrecimiento, fotoeléctricos, espectrofotómetros y medidores de radiación, etc. dependen para su exactitud de calibraciones cuidadosas, basadas en los patrones aceptados.
En la actualidad se emplean técnicas de terapia fotodinámica para el tratamiento de ciertas enfermedades, aplicaciones industriales de la luz ultravioleta, el empleo de las propiedades germicidas de ciertas radiaciones, el uso de determinadas longitudes de onda en el crecimiento de plantas, etc. que, también, demandan mediciones confiables.
Acústica y vibración
Las mediciones exactas en acústica son de importancia para aspectos tales como el diseño de auditorios y teatros, las telecomunicaciones, la radio, la fabricación de instrumentos musicales, la producción de aparatos de reproducción y transmisión de sonido (incluyendo fonógrafos, micrófonos y amplificadores), la eliminación de sonidos molestos o peligrosos (en oficinas, áreas de producción, transporte terrestre y aéreo), el diseño de artefactos de advertencia como las sirenas de ambulancias y bomberos y ciertos indicadores a nivel industrial, el sonar, las exploraciones petroleras, la fabricación y calibración de aparatos para sordera, las microondas, la sismografía, los ecocardiogramas, el ultrasonido en química, en medicina con fines de diagnóstico y de tratamiento, en aplicaciones industriales tales como soldadura.
Radiación ionizante
Las aplicaciones médicas de la radiación ionizante son probablemente las más conocidas bajo la forma de los rayos X para diagnóstico y del uso de los isótopos radioactivos en radioterapia y como trazadores en investigación médica y bioquímica.
Entre las aplicaciones industriales se pueden mencionar la activación de vitaminas, la síntesis (por ejemplo la de bromuro de etilo), la polimerización (poliestireno o polietileno), la vulcanización del hule, la polimerización de monómero de metil-metacrilato, los acabados textiles para lograr tejidos y prendas de planchado permanente, el procesamiento de alimentos (cocción, secado, pasteurización, etc.), la preservación y esterilización de alimentos, el control de la germinación y de las infestaciones por insectos en granos almacenados, el “curado” o endurecimiento de acabados tales como pinturas y tintas, la metalurgia, la geoquímica, la arqueología (C14), las mediciones de grosor, la generación de energía eléctrica.
Química
En las actividades científicas y en las técnicas es importante conocer las bases para calcular qué y cuánto de una o varias substancias debe utilizarse. El caso obvio es el del laboratorio, clínico o industrial, pero también son importantes los procesos industriales de todo tipo, unos porque manejan volúmenes muy grandes y pequeñas variaciones pueden significar toneladas perdidas y otros porque utilizan cantidades muy pequeñas y variaciones ínfimas pueden ser cruciales.
Es decir que el uso de patrones y materiales de referencia constituye la base del trabajo (el éxito de producción), y la garantía de la calidad. Por ejemplo, en la producción y comercialización de los medicamentos existe un campo muy importante para empleo de la metrología.
