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Definicion Metro Patron de Longitud Sistema Internacional de Medidas

Definición Metro Patrón de Longitud
Sistema Internacional de Medidas

UN POCO DE HISTORIA: Las unidades de medida son las cantidades que se toman como patrón para poder expresar la medida de una magnitud por comparación. Actualmente, para evitar incongruencias entre diferentes unidades de medida para una misma magnitud, se han definido unas unidades estándar para cada magnitud conocida, conocidas como Sistema Internacional de Unidades.

Una medida es el resultado de comparar el objeto medido con una cantidad que se toma como referencia: la unidad. Si decimos que una mesa mide 7 palmos, estamos indicando que hemos comparado la longitud de la mesa con la longitud de nuestro palmo.

Ciertamente, las primeras unidades de medida adoptadas por el ser humano hacían referencia a su propio cuerpo. De esta manera, aparecieron unidades de medida como el palmo, la pulgada, el pie, el codo, etc.

Sin embargo, estas unidades de medida no resultaban demasiado adecuadas porque dependían de la persona. Por ejemplo, un pie, dependiendo del lugar geográfico, ha tenido equivalencias que van desde los 0,259 hasta los 0,302 metros; una libra (unidad de masa) ha tenido equivalencias desde los 372 hasta los 579 gramos; y una pinta (unidad de capacidad) ha tenido equivalencias desde los 0,735 hasta los 0,808 litros.

Para resolver las diferencias entre las equivalencias de las diferentes unidades, a finales del siglo XIX  se creó la Sociedad Internacional de Pesas y Medidas, que tiene como principal objetivo asegurar la unificación internacional de las mediciones físicas.

A mediados del siglo XX, esta Sociedad estableció unos criterios exactos para la definición de un sistema práctico de unidades de medida que se conoce en la actualidad como el sistema métrico decimal.

Sin embargo, el sistema métrico decimal ya se había empezado a definir mucho tiempo antes, hacia finales del siglo XVIII, con la primera definición de metro como unidad de longitud (la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre), del kilogramo como unidad de masa (la cantidad de agua destilada a 4 °C contenida en un cubo de un decímetro de arista), y de la construcción de dos patrones de platino puro para el metro y el kilogramo en 1799.

Cien años más tarde, los patrones fueron construidos otra vez en platino iridiado para que resultaran resistentes a las flexiones.

En España, el sistema métrico decimal fue adoptado en 1892.

A excepción de EE.UU. y otros países de occidente con fuerte influencia anglosajona, como Jamaica, Puerto Rico, Panamá, y otros, que utilizan unidades no métricas, como la pulgada, la yarda y la milla, el resto del mundo trabaja casi exclusivamente con una unidad de longitud llamado metro y con sus múltiplos y submúltiplos; con una unidad de masa definida métrica mente a saber, el gramo y con sus múltiplos y submúltiplos; y con unidades de temperatura que siguen la escala Celsius (llamada antes la escala centígrada) en la cual el punto triple corresponde a 0° C y el punto de vapor a 100° C.

El metro a su vez se definió originariamente como 1/10.000.000 de la distancia en la superficie de la Tierra desde el ecuador al polo, y se midió como tal sobre una barra de platino-iridio conservada en la Oficina internacional de pesos y medidas, cerca de París.

Sistema Internacional de Medidas

Metro Patrón de Platino – Iridio

Cuando se dispuso de métodos de prueba más perfectos que demostraron que la barra estaba sujeta a cambios de longitud mínimos pero detectables, se redefinió el metro como 1.650.763,73 longitudes de onda en el vacío de la línea rojo-anaranjada del espectro del elemento criptón 86, que se supone invariable.

Las unidades para medir la masa y el volumen se relacionan con las unidades de longitud métricas. Así, el gramo se define como el equivalente al peso de un centímetro cúbico de agua en su máxima densidad; es decir, de agua en un recipiente de una centésima parte del metro en longitud, ancho y altura.

El sistema métrico, como la moneda de los EE.UU., es un sistema decimal; todas las unidades se relacionan entre sí por el factor 10. Los hombres han usado sus diez dedos para contar desde los albores de la Historia, por lo que la manipulación de las unidades de 10 constituye casi una segunda naturaleza.

Para pasar de una unidad métrica a otra basta con que uno sume prefijos fáciles de recordar y desplace el punto decimal. Por ejemplo, el prefijo «Centi» significa una centésima: C= 1/100=10-2=0,01. «Mili» significa una milésima; m=1/1.000=10-3=0,001. Un milímetro es 1/1.000 de metro y 1/10 de centímetro. «Kilo» significa un millar: K=1000=103. Mil gramos es un kilogramo, que equivale aproximadamente a 2,2 libras; mil gramos es también un litro en medida líquida de agua destilada.

Sigue una lista que da todos los prefijos aceptados y sus valores equivalentes en unidades no métricas; están indicados no sólo para pesos y medidas sino también para otras cantidades físicas.

El sistema no métrico y sus limitaciones derivan de hechos históricos que tuvieron lugar antes de que pudieran establecerse patrones uniformes de referencia.

El sistema métrico fue una de las muchas reformas aparecidas durante el periodo de la Revolución Francesa. Entre 1789 y 1799. Ningún otro aspecto de la ciencia aplicada afecta al curso de la actividad humana tan directa y universalmente. Antes del sistema métrico, existió en Francia una variedad de medidas de longitud, volumen o masa que eran arbitrarias en tamaño y variables de una ciudad a la vecina. La definición del metro reflejaba el gran interés de los científicos Franceses en la figura de la Tierra. Planimetrías hechas en Laponia por Pierre Louis Maupertuis en 1736 y en Francia por Nicolas Lacaille en 1740 habían refinado el valor del radio terrestre y establecido definitivamente que la forma de la tierra era achatada. Otros arcos de meridiano fueron medidos en Perú en 1735-1743 y en el Cabo de Buena Esperanza en 1751.

Por ejemplo, un gobernante medieval británico cambió la milla romana de 5.000 pies por 5.280 pies para que correspondiera a la longitud de ocho estadios. Otro rey británico proclamó que tres granos de cereal —trigo o cebada— puestos uno tras otro equivalían a una pulgada, que a su vez era una doceava parte de un pie humano.

De este modo quedó establecido un sistema complicado de unidades que no tienen relación entre sí.

Hay onzas troy y onzas avoirdupois y onzas líquidas. Un cuarto de agua tiene 57,75 pulgadas cúbicas, pero un cuarto de medida árida equivale a 67,20 pulgadas cúbicas.

La determinación del precio o del coste para unidades tan irregulares a base del sistema monetario decimal, constituye un proceso inevitablemente laborioso. La única razón para continuar usando el sistema no métrico es la inercia humana y la oposición al cambio.

EL METRO-PATRÓN EN LOS AÑOS 70: Pero a pesar de lo que se cree, el sistema métrico está ya tan bien establecido en los EE.UU., que su adopción no constituye la introducción de un sistema radicalmente nuevo, sino el reconocimiento de un sistema ; que ya se utiliza en muchos campos.

Por ejemplo, estamos acostumbrados a las películas de 8, 16 y 35 milímetros; los doctores recetan, los farmacéuticos proporcionan y los enfermeros administran las medicinas en centímetros cúbicos. El consumo de electricidad se mide en Watios y Kilowatios, y el cubicaje del motor de los automóviles se suele dar ya en centímetros cúbicos.

Los subcontratistas, abastecedores y fabricantes de máquinas herramientas, estimulados por la General Motors, la Ford, la IBM, la Honeywell y muchas otras grandes compañías que han anunciado su conversión ordenada al sistema métrico, trabajarán cada vez más con normas métricas.

Es probable que continúen produciendo en dimensiones no métricas, también, durante un cierto tiempo, para satisfacer el mercado de los recambios.

Pero este mercado irá desapareciendo y llegará un momento en que la producción estará calibrada exclusivamente con normas métricas. No hay duda que la metrificación se extenderá por todo el país —tanto si el Congreso se decide en relación a las propuestas de conversión de medidas presentadas, como si no—.

El precio que pagamos por el sistema doble es demasiado elevado. Se ha calculado que los EE.UU. pierden anualmente entre 10.000 y 25.000 millones de dólares porque los clientes extranjeros se niegan a comprar bienes sin dimensiones métricas o por los gastos de trabajo, costes, almacenamiento, inventarios, etcétera, derivados de la existencia de dos líneas de producción: la no métrica para el mercado interior y la métrica para el mercado de exportación.

Es inevitable que se produzcan algunas molestias en el período de transición; pero como ha demostrado la experiencia británica, una planificación adecuada puede eliminar, o por lo menos mitigar, los efectos perturbadores del cambio.

Se tendrán que imprimir señalizaciones e indicadores con escalas en términos métricos y no métricos. Como les sucede a los turistas en un país extranjero que no están acostumbrados a las unidades monetarias locales, las personas no iniciadas se referirán al principio con frecuencia a las tablas de conversión para poder traducir en los acostumbrados términos no métricos.

Algunos estados, especialmente Florida y California, tienen previstos programas para la formación de profesores y la revisión de los libros de textos para que las nuevas generaciones de niños aprendan el sistema métrico en la escuela primaria.

Los norteamericanos que han crecido dentro del sistema no métrico, tendrán que acostumbrarse a las distancias y velocidades medidas en kilómetros o en kilómetros por hora en lugar de millas, a comprar gasolina por litros en lugar de galones, y a comprar por kilos en lugar de libras.

La revista Newsweek. escribió: «Es difícil conjeturar la desorientación que experimenta una persona cuando cambian las dimensiones de su vida. ¿Se sentirá temporalmente rebajada una mujer cuyas caderas crezcan de 36 a 91, y se sentirá engañado el automovilista al tener que llenar su depósito con 80 litros de gasolina?.

Quienes han estudiado la cuestión en otros países, dicen que los niños se acostumbran inmediatamente, porque un sistema basado universalmente en múltiplos de 10 es mucho más fácil y más rápido de aprender. Pero es probable que las personas mayores se vean muy afectadas por la desorientación que reinará en sus dimensiones familiares.

Cuando la temperatura del cuerpo es de 37,C° (centígrados), ¿hay que preocuparse o no? Basta multiplicar por 9, dividir por 5, sumar 32 y lo sabrán». Cuando el coste del cambio es demasiado elevado, o si afecta sólo a materiales triviales, probablemente sobrevivirán las antiguas unidades. Por ejemplo, se cree que la medición de fincas continuará siendo no métrica, porque sería prohibitivamente caro y de infinitas complicaciones redactar de nuevo los viejos documentos o desplazar los límites de las fincas para que correspondan a las dimensiones métricas, y no es probable que el tornillo de pulgada pase a ser el tornillo de 2,54 cm.

DEFINICIÓN DEL  METRO como Patrón de longitud:
El primer patrón de longitud verdaderamente internacional fue una barra de aleación de platino-iridio que se llamó el metro patrón que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas cerca de París, Francia. Se definió como un metro la distancia entre dos rayas delgadas trazadas en unos botones de oro cerca de los extremos de la barra (cuando la barra estaba a la temperatura de 0.00°C y apoyada mecánicamente en determinada forma).

Históricamente, se trató de que el metro fuera una fracción conveniente (un diezmillonésimo) de la distancia del polo al ecuador a lo largo de la línea del meridiano que pasa por París. Sin embargo, mediciones precisas efectuadas después de que se hizo la barra del metro patrón pusieron de manifiesto que difiere ligeramente (aproximadamente 0.023% ) del valor que se había pensado.

Como el metro patrón no era muy accesible, se hicieron copias maestras exactas de él y se mandaron a los laboratorios de normas en todo el mundo civilizado. Estos patrones secundarios se usaron para comparar otras barras de medir todavía más accesibles. En esta forma, hasta época reciente, toda regla, micrómetro o calibrador de vernier, derivaba su autoridad legal del metro patrón a través de una cadena complicada de comparaciones usando microscopios y máquinas trazadoras.

Lo mismo se puede decir de la yarda que se utiliza en los países de habla inglesa. Desde 1959, por convenio internacional, se define una yarda como sigue:

1 yarda = 0.9144 m, exactamente,

lo cual es equivalente a

1 plg = 2.54 cm, exactamente.


Se presentan diversas objeciones al metro patrón como patrón fundamental de longitud: Es posible su destrucción, por ejemplo, por incendio o por guerra; no se puede reproducir exactamente; no es muy accesible.

Lo más importante de todo es que la exactitud con que se pueden efectuar las intercomparaciones de longitud necesarias por la técnica de comparar rayas finas, empleando un microscopio, ya no es lo suficientemente grande para cumplir con los requisitos modernos de la ciencia y de la tecnología.

La máxima precisión que se puede obtener con el metro patrón como término de comparación es aproximadamente de una parte en 107; un error de esta categoría en la calibración del orificio de un giroscopio de guía podría hacer que un tiro espacial dirigido a la Luna se desviara aproximadamente dos mil kilómetros.

El primero que sugirió (en 1864) que se usara la longitud de onda de la luz como patrón de longitud fue Hippolyte Louis Fizeau (1819-1896). Posteriormente el desarrollo del interferómetro  proveyó a los hombres de ciencia de un dispositivo óptico de precisión con el cual se pueden usar las ondas luminosas como término de comparación. Las ondas luminosas tienen una longitud de onda de aproximadamente 5 X 10-5 m. y las mediciones de longitud de barras de unos cuantos centímetros de largo se pueden hacer con una aproximación de una fracción muy pequeña de longitud de onda.

Un método fundado en el uso de longitudes de onda se presta a obtener una precisión de una parte en 109 al ínter comparar longitudes. Cuando se suscitó la necesidad de obtener este grado de precisión en la comparación de longitudes, se hicieron esfuerzos para determinar la mejor fuente luminosa.

En 1961 se adoptó por convenio internacional un patrón atómico de longitud. Se escogió la longitud de onda, en el vacío, de una cierta radiación anaranjada (identificada por la notación espectroscópica 2p10 — 5d5) emitida por los átomos de un cierto isótopo del kriptón (Kr86) en una descarga eléctrica. Específicamente, un metro se define actualmente como equivalente a 1650.763.73 longitudes de onda de esa luz. Se llegó a este número de longitudes de onda midiendo cuidadosamente la longitud del metro patrón en función de esas ondas luminosas.

Esta comparación se efectuó de tal manera que el nuevo patrón, basado en la longitud de onda de la luz, se ajustara hasta donde fuera posible al antiguo patrón definido mediante la barra del metro patrón.

La elección de un patrón atómico ofrece otras ventajas además de la mayor precisión en la medición de longitudes. Los átomos que generan la luz se encuentran en todas partes y todos los átomos de una especie dada son idénticos y emiten luz de la misma longitud de onda. Por consiguiente, un patrón atómico de esta naturaleza es accesible y es invariable.

La longitud de onda que se escogió es precisamente característica del kriptón-86 y está definida con una gran precisión. Este isótopo se puede obtener con gran pureza, con relativa facilidad y hasta cierto punto a bajo costo.

Ver: Historia del Sistema Metrico Decimal y Sus Unidades

Fuente Consultada:
Almanaque Insólito Tomo 2 Irwing Wallace-David Wallechinsky
Fisica I – Resnik-Halliday Parte I