Unidades (1): Introducción y longitudes

La semana pasada, nuestro lector Sam comentaba la confusión que produce el uso de diferente unidades en la medición de la presión de sus neumáticos. Por desgracia, esto es algo bastante inevitable: El uso de diferentes sistemas de medición es algo comparable a los idiomas.

Cualquier lenguaje es igualmente válido para comunicarse. Pero, para ello, es necesario que las dos personas lo conozcan. De la misma forma, cualquier sistema de unidades es igualmente válido; pero si no conocemos la equivalencia entre unidades a que estamos acostumbrados, no nos dirá nada.

En esta serie de artículos vamos a intentar dar respuesta a este tipo de dudas. No sólo en el caso de la presión, sino en todas las unidades que pueden ser más o menos importantes en el mundo de la automoción. Empezaremos recordando qué es una unidad.

Cuando realizamos una medición, en el fondo lo que buscamos es un número que nos ayude a describir la realidad. Pero un número por si sólo no significa nada. Imaginad, por ejemplo, que entráis a una frutería y pedís al amable dependiente: «deme cinco, por favor». Sorprendido, preguntará «¿cinco qué?».

En las mediciones Físicas ocurre exactamente lo mismo. Un número por si sólo no tiene ningún significado, necesitamos una regla que nos permita asignar una cifra a cada resultado posible de una medición. Existen muchas formas de hacerlo, pero la más sencilla y útil es establecer una escala proporcional.

Proporcional significa que si la magnitud física que queremos medir se duplica, entonces el número asignado debe multiplicarse por dos. De esta forma, las mediciones son comparativas. Si el resultado de una medición es, por ejemplo 58, significa que la magnitud medida es cincuenta y ocho veces mayor que la magnitud que hemos definido con el valor de 1.

Por lo tanto, lo que necesitamos es simplemente quedar todos de acuerdo en que valor de la magnitud se le asigna el valor 1, nuestro patrón de medida. Es decir, la unidad de nuestra escala. No en vano, la palabra unidad viene de uno.

Es importante darse cuenta que disponemos de todo el libre albedrío del mundo para elegir nuestra unidad. Pero para que la elección del patrón de medida sea realmente útil, debe cumplir ciertas condiciones de calidad.

En definitiva, cada vez que queremos efectuar una medida, tenemos que comparar la magnitud deseada con el patrón unidad. Por lo tanto, es necesario que dicho patrón sea fácilmente accesible desde cualquier lugar del mundo. Además, no debe cambiar con el tiempo.

Por último, obviamente debe ser tan preciso como sea necesario para que no perjudique las mediciones. Obviamente, cada vez, a medida que avanza nuestro nivel tecnológico, los requerimientos son más importantes, por lo que las definiciones de las unidades se han tenido que ir revisando a lo largo del tiempo. Veamos un ejemplo real: el metro, que es la unidad de longitud del sistema internacional.

En 1791, la Academia Francesa de Ciencias definió el metro de forma que la distancia entre el ecuador y el polo norte terrestre sea de 10 millones de metros (10 mil kilómetros). Aunque romántica, esta es una definición bastante inadecuada. En primer lugar, no es nada fácil utilizarla: cada vez que queremos medir una distancia, tendríamos que comparar lo que queremos con el tamaño de la tierra. Obviamente, nadie hace eso. Lo que se hace es crear un patrón intermedio calibrado con el original. Por ejemplo, un metro de carpintero. Pero la creación de dichos patrones intermedios es muy complicada.

En segundo lugar, es una definición poco precisa. Como la Tierra no es perfectamente regular, la distancia entre el ecuador no es la misma en todas partes. Además, es difícil determinar la posición exacta del ecuador.

Por este motivo, en 1889, en la primera Conferencia General de Pesos y Medidas, se creó un nuevo prototipo para el metro. El nuevo patrón se construyó en una barra de aleación de platino e iridio donde se dibujaron dos marcas. La distancia que las separaba era, por definición, un metro. Ahora bien, la medida debía hacerse siempre a 0ºC, para evitar el efecto de la dilatación térmica. Por supuesto, este nuevo metro patrón se definió de forma que coincidiera tanto como fuera posible con el anterior.

Ésta es una definición algo mejor, por lo menos ya no necesitamos medir todo el planeta. Sin embargo, cuando queríamos calibrar nuestro aparato de medida tenemos que desplazarnos hasta donde estaba guardada la barra (que no se podía mover de su sitio, cualquier cambio en el ambiente podría afectarla). Con el tiempo, se buscó una definición que se pudiera utilizar en cualquier punto del mundo.

Dicho cambio llegó en 1960. Esta nueva definición es algo difícil de explicar, se basa en la longitud de onda de la luz emitida por el átomo de criptón 86. Concretamente, un metro equivale a 1 650 763,73 veces dicha longitud de onda. Lo importante es que, con esta definición, en cualquier lugar del mundo sólo era necesario tener un poco de criptón para obtener el patrón de longitudes.

De hecho, en 1983 hubo otro cambio. En este caso, se pretendía aumentar la precisión usando como base la velocidad de la luz. Se decidió que un metro era la distancia tal que, en un segundo, la luz recorre exactamente 299 792 458 metros. Con esta definición, la velocidad de la luz queda fijada y por lo tanto ya no es necesario medirla. En vez de ello, lo que hacemos es medir el metro para mejorar nuestro patrón de medida.

Por supuesto, cuando las distancias son muy grandes, preferimos hablar de kilómetros en vez de metros. Más que nada, por comodidad: preferimos decir 24km que 24 000m.

En el mundo anglosajón prefieren hablar de millas, unidad de distancia que proviene del imperio Romano. Originalmente era la distancia recorrida al dar mil pasos (considerando que un paso es la distancia avanzada por un sólo pie, lo que hoy en día tomaríamos como dos pasos). Antiguamente, el valor era algo diferente dependiendo del país. En la actualidad, el consenso internacional ha fijado que una milla (terrestre) equivale a 1609,344m.

El metro, con sus múltiplos y submúltiplos, es una de las unidades más importantes. Constantemente estamos hablando de la distancia entre dos lugares. En carretera, vemos metros y kilómetros en prácticamente todas las señales. Pero, como veis, su definición es más enrevesada de lo que parecía. En los siguientes artículos, veremos lo que hay detrás de muchas otras unidades que utilizamos a diario.

Fotos | aussiegall, YtseJam Photography, Ramón Cutanda

En Circula seguro | Unidades (1): Introducción y longitud
(2): Sistema internacional
(3): Velocidad y masa
(4): Aceleración y fuerza
(5): Presión y torque
(6): Volumen, energía y potencia
  • Sam

    Gracias 🙂