REVISTA ARTICULOS GRUPO 09

Universidad Nacional de Colombia

2012

INDICE

ARTCULO

INTEGRANTES

TTULO

PG

1

G09N01

G09N10

2

G09N23

G09N26

G09N37

El Efecto Hall, ms que una teora: Una revolucin cientfica que cambi nuestra perspectiva.

Metrologa en Ingeniera Qumica: Aplicaciones, retos e importancia.

2

7

3

G09N30

G11N39G11N40

Metrologa Industrial

9

4

G09N05

Una mirada a la Nanometrologa

16

5

G09N09

G09N18

G09N35

G09N40

G10N01

G10N02

Sistema Internacional de Unidades (SI)

15

6

G09N24

Marco legal de la metrologa en Colombia

28

7

G09N13

G12N01

Instituto Nacional de Metrologa

35

8

G09N96

Anlisis del impacto de la metrologa en la economa y sistemas productivos

39

9

G09N21

G09nN2

El Papel de la Incertidumbre

44

10

G09N03

G09N29

G09N32

Sistema Internacional de unidades (SI) caractersticas, antecedentes y unidades basicas

49

11

G09N04

G09N17

G09N28

Conceptos de metrologa

53

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERAFUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETSMOPROFESOR JAIME VILLALOBOS Ph.D.STEPHANIE HERNANDEZ OSTOS. G09N23 CRISTIAN J. MEDINA MEDINA. G09N26JULIN USECHE CADENA. G09N37JUNIO 2012

ARTCULO METROLOGIA

EL EFECTO HALL, MS QUE UNA TEORA: UNA REVOLUCIN CIENTFICA QUE CAMBI NUESTRA PERSPECTIVA

16

A travs de los aos el hombre ha intentado buscar respuesta a todos aquellos fenmenos que rigen nuestro planeta y que estn presentes en nuestra cotidianidad. En esta bsqueda han surgido los ms grandiosos descubrimientos que han revolucionado nuestra forma de vivir y nos han ayudado a entender la forma en que funcionan muchas de las cosas que vemos.

Dentro de este mpetu por buscarle respuesta a tantos interrogantes, nacieron los grandes cientficos de nuestra historia, los cuales edificaron el mundo que hoy en da vemos y dejaron su legado a travs de tanto conocimiento entregado.

As pues, se encuentra dentro de estos grandiosos personajes Edwin Herbert Hall quien en 1880 estudio el comportamiento de una corriente, en una lamina de material conductor y bajo la influencia de un campo magntico perpendicular a la misma.

Mientras trabajaba en su tesis, Hall comenz a considerar un primer problema planteado por Maxwell acerca de la fuerza sobre un conductor que transporta una corriente en un campo magntico. Acta la fuerza sobre el conductor o sobre la corriente? Argument que si la corriente se vea afectada por el campo magntico entonces debera haber "un estado de tensin debido a la electricidad que pasaba hacia un lado del cable"(Hall, 1879).

En su experimento, Hall utiliz una lmina de oro fino y en el ao 1879 detect por primera vez, un potencial elctrico que actuaba perpendicularmente a la corriente y el campo magntico. Desde entonces este experimento es conocido como el Efecto Hall.

Siendo as, al aplicar un campo magntico a un material conductor o semiconductor, por donde circula una corriente elctrica, se comprueba que aparece una fuerza magntica en los portadores de carga que los reagrupa dentro del material, apareciendo as un campo elctrico perpendicular al campo magntico y al propio campo elctrico generado por la batera.

Este campo elctrico es el denominado campo Hall, y ligado a l aparece la tensin Hall, que se puede medir mediante el voltmetro.

Sobre cada electrn acta la fuerza de Lorentz debida a la presencia del campo magntico constante, uniforme y perpendicular a la direccin del flujo.

Dependiendo de si la lectura del voltmetro es positiva o negativa, y conociendo la direccin del campo magntico y del campo elctrico originado por la batera, podemos deducir si los portadores de carga de la barra de material desconocido son las cargaspositivas o las negativas.

QUE DESENCADENA?

(BA)Debido a la separacin de cargas aparece un campo elctricoEH, dirigido desdeAhaciaB. Este campo a su vez, ejercer una fuerza elctrica sobre los portadores de cargasFE de sentido opuesto a la fuerza magnticaFm. La separacin de cargas ir aumentando hasta que se alcanza la situacin estacionaria cuando la fuerza elctrica equilibra a la fuerza magntica.

Un siglo despus, el efecto hall tom de nuevo protagonismo gracias al inters por el transporte y flujo de electrones, que con el avance de la tecnologa a pasos agigantados, motiv a ms personas a su estudio.Cientficos sometieron ste fenmeno a condiciones diferentes a las normales, observando los sorprendentes efectos de este experimento.

Este fue el caso de Klaus von Klitzing, quin en 1980 al estar haciendo investigaciones sobre los fenmenos del transporte de electrones en transistores de efecto de campo sometidos a bajas temperaturas y campos magnticos intensos, descubri lo que hoy es conocido como Efecto Hall Cuntico.

EFECTO HALL CUNTICO

Antes del descubrimiento del efecto hall cuntico por parte de Klaus von Klitzing, varios laboratorios y grupos de investigacin principalmente del Japn y Alemania, ya se encontraban realizando investigaciones sobre los fenmenos del transporte a bajas temperaturas y campos magnticos intensos.

En el siguiente enunciado se encuentra el concepto claro del efecto hall cuntico:El efecto hall cuntico se puede apreciar cuando en un semiconductor, que contiene un gas bidimensional de electrones, es decir que su grosor en proporcin es significativamente mucho menor con respecto a sus dimensiones, se somete a una temperatura muy baja y campos magnticos muy fuertes

Los electrones que se encuentran en un gas bidimensional solo se pueden mover en un solo plano ya sea x-y, x-z, y-z; si a estos electrones no se les aplica o no son sometidos a un campo magnticos, estos se desplazaran libremente por dicho plano.

Si aplicramos un campo magntico en x sentido negativo, los electrones se acelerarn de manera positiva en x, pero debido a imperfecciones y a las vibraciones en los tomos este flujo de electrones no es estable y uniforme.

Ahora supongamos que no aplicamos un campo magntico paralelo a algn eje del plano, sino que lo aplicamos perpendicular a este; en este caso los electrones experimentan una fuerza que es la fuerza de Lorentz, la cual es perpendicular al flujo de electrones y perpendicular ala direccin del campo magntico. De esta forma es como se obtiene que los electrones tengan un movimiento rotacional en forma de circunferencia en el plano en que se encuentran, donde el radio de dicha circunferencia es inversamente proporcional a la magnitud del campo magntico al que estn siendo sometidos los electrones.

Ahora bien como se vena considerando unos electrones en el plano xy, a los que se les aplica un campo magntico en el plano z, ahora le aplicaremos un campo elctrico en direccin x, en este caso el flujo de electrones sera perpendicular, tanto para el campo magntico como para el campo elctrico. Mientras el campo elctrico acelera al electrn en la direccin x, la presencia del campo magntico hace que este cambie la direccin de su movimiento hacia el eje y, que sera algo como lo que se puede apreciar en la figura:

Figura 1. Sistema bidimensional de electrones ideal en presencia de un campo magntico fuerte y un campo elctrico perpendiculares entre s.

Lo que obtenemos es un flujo de electrones en direccin del eje y, lo que se conoce como corriente elctrica. El anlisis de la resistividad y la conductancia del semiconductor, debido a que se le est aplicando un campo magntico, se realiza por medio de tensores.

La tensin de Hall, al igual que en los laboratorios de circuitos, se mide en direccin perpendicular a la corriente; para esto existe una tcnica denominada Tcnica de Van der Pauw.

La Tcnica de Van der Pauw, fue propuesta por Leo J. van der Pauw en 1958 y es se utiliza para la determinacin de la resistividad y portador de carga de un semiconductor. Siendo as, lo que se busca es determinar la densidad de portadores de carga midiendo el voltaje Hall; para ello se hace fluir una corriente i, entre los contactos opuestos 1 y 3; y el voltaje hall (VH) es medido entre los contactos opuestos 2 y 4.

El descubrimiento del Efecto Hall cuntico ha permitido en los diversos Institutos Internacionales de Metrologa reproducir la unidad de resistencia elctrica, en trminos de dos constantes fsicas fundamentales que son la constante de plank (h), y la carga del electrn (e) .

Esta Resistencia elctrica, que es la resistencia de hall, fue expresada por von Klitzing de la siguiente manera:

Las aplicaciones del efecto Hall, son variadas; el efecto hall es utilizado en los Teslmetros, que son los medidores de campos magnticos, en los instrumentos musicales de carcter electrnico, como las organetas, o pianos elctricos los cuales utilizan sensores de efecto hall para evitar el desgaste que sufren los contactos tradicionales, en el codificador de los motores de lectura de los reproductores de CD-DVD-Blue-Ray, en el GPS, y existen un gran nmero de aplicaciones posibles.

Para concluir, son innumerables los avances cientficos y tecnolgicos que se han desencadenado gracias al descubrimiento del Efecto hall y el Efecto hall cuntico; su importante aplicacin en la ingeniera ha marcado un antes y un despus en la historia, y su relacin tan importante con la metrologa, lo hacen uno de los descubrimientos ms imprescindibles en la historia de la fsica, dndonos un nuevo patrn de resistencia, modificando y facilitando nuestro modo de vida, y quiz lo mas trascendente, motivando a las generaciones futuras a observar, cuestionarse, indagar, y reproducir conocimiento que de lugar a nuevos inventos que revolucionen nuestra forma de ver el mundo y vivir hoy en da.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Raymond A. Serway; Jerry S. Faughn. Fisica para ciencias e ingeniera.

Mc Graw Hill, sexta edicin, 2006

http://itzamna.bnct.ipn.mx:8080/dspace/bitstream/123456789/2484/1/TESIS-FLHM.18.pdf

http://es.scribd.com/doc/5019646/Efecto-Hall

Universidad Nacional de ColombiaFundamentos de Electricidad y Magnetismo Profesor: Jaime Villalobos Ph.D.Estudiantes: Julin Useche Cadena 245311Stephanie Hernndez ostos. 245325Cristian j. medina medina. JUNIO DE 2012

Artculo sobre MetrologaMetrologa en La Ingeniera Qumica: Aplicaciones, Retos e Importancia

En la ciencia e ingeniera, los objetos de inters tienen que ser caracterizados mediante mediciones y pruebas (testing). La medicin es el proceso de obtener experimentalmente valores de cantidad que pueden ser razonablemente atribuidos a una propiedad de un cuerpo o sustancia. La metrologa es la ciencia de la medida. El testing es el procedimiento tcnico que consiste en la determinacin de caractersticas de un objeto o proceso dado, en concordancia con un mtodo especfico.

Para contextualizar el uso de la metrologa es necesario hablar de la metodologa que sta maneja. Dicha metodologa es universal y se aplica para cualquier campo en donde la metrologa sea til o necesaria.

(Esquematomado de Horst Czichos,TetsuyaSaito,Leslie E. Smith, Springer Handbook of Metrology and Testing, 2001. Pg. 4)Qu mejor manera de resumir la metrologa y a su compaera inseparable de trabajo La medicin comienza con la definicin de la magnitud, la cantidad que se intenta medir. La especificacin de una magnitud requiere conocimiento de la clase de cantidad y la descripcin de objeto que lleva consigo dicha cantidad. Cuando la magnitud es definida, sta debe ser relacionada a un estndar de medicin. El procedimiento de medicin es una descripcin detallada de una medicin de acuerdo a un principio de medicin y un mtodo de medicin especfico. Las caractersticas principales de un procedimiento de medida son:

El principio de medicin : El fenmeno que sirve como base de la medicin

Mtodo de medicin: Una descripcin genrica de una organizacin lgica de operaciones usadas en una medicin.

Sistema de medida: Un juego de uno o mas instrumentos de medida y otros dispositivos, incluyendo cualquier reactivo o suplemente, montado y adaptado para dar informacin que luego es usada para generar cantidades medidas.

Incertidumbre de la medida: un parmetro que caracteriza la dispersin de ciertos valores de cantidad

El valor de la cantidad medida debe estar relacionado a travs de una cadena de trazabilidad irrompible documentada que se ilustra en el siguiente esquema:

Metrologa Industrial

Manuel Parra1, Leonardo Santana2, Jorge Ruiz3

Facultad de Ingeniera, Universidad Nacional de Colombia

Bogot, Colombia

Resumen - Lametrologaes la ciencia e ingeniera de la medida, que tiene por objeto mejorar las tcnicas de medida y los patrones, para conseguir precisin y universalidad de estos aspectos; es tan antigua como la humanidad y se ha desarrollado en funcin de las necesidades de los amplios mbitos comunes de la sociedad. La obtencin y expresin del valor de las magnitudes, es fundamental para garantizar la trazabilidad de los procesos y la consecucin de la exactitud requerida en cada caso, con el menor valor de incertidumbre posible.

Tratndose de la base del conocimiento en campos tan importantes como la investigacin y el desarrollo, la fabricacin industrial, las telecomunicaciones, el comercio, la medicina, entre muchos ms; la metrologa es fundamental en el progreso de la humanidad dados los importantes avances en la capacidad de medicin que afecta en muchos de los aspectos de la vida, a pesar del poco conocimiento de la metrologa por parte de la comunidad pblica, ya que es ms comnmente manejado por la porcin de la sociedad industrializada.

Abstract - Metrology is the science and engineering of the measure, which aims to improve measurement techniques and patterns, for accuracy and universality of these aspects is as old as mankind and has been developed based on the needs of large common areas of society. The acquisition and expression of the value of quantities, it is essential to ensure traceability of the processes and achieve the accuracy required in each case, with the lowest possible uncertainty.

In the case of the knowledge base in such important fields as research and development, industrial manufacturing, telecommunications, commerce, medicine, among many others, metrology is critical in the progress of mankind given the significant advances in measurement capability that affects many aspects of life, despite little knowledge of metrology by the public community, as it is more commonly handled by the portion of the industrialized society.

Palabras Clave:metrologa, medicin, patrn, calidad, universalidad, tcnica, exactitud, investigacin, trazabilidad, gestin, confiabilidad, automatizacin.

I. INTRODUCCIN

No existe una definicin clara y completa de la metrologa, con la que al menos los metrlogos se encuentren satisfechos, fuera de la clsica que la define como "ciencia de la medida". Sin duda ello es debido a que, estando latente en prcticamente todas las facetas de la vida diaria, casi nadie es consciente de ello.

La metrologa comprende pues todos los aspectos, tanto tericos como prcticos, que se refieren a las mediciones, cualesquiera que sean sus incertidumbres, y en cualesquiera de los campos de la ciencia y de la tecnologa en que tengan lugar se cubren actividades como la definicin de las unidades de medida internacionalmente aceptadas, la realizacin de las unidades de medida por mtodos cientficos y el establecimiento de las cadenas de trazabilidad, para determinar y documentar el valor y la exactitud de una medicin.

1www.logismarket.es

La metrologa posee diversificacin en cuanto a los campos de aplicacin, a esta diversidad se atribuyen las clases de metrologa las cuales han sido aceptadas en todo el mundo a travs de la historia debido a la gran aplicabilidad, definindose cada clase como sigue:

A. Metrologa legal

Es el conjunto de procedimientos administrativos, tcnicos y legales constituidos por la autoridad conveniente, que comprende las actividades de control oficial a cargo del estado con el objetivo de detallar y certificar de forma reglamentaria la calidad y credibilidad de las mediciones utilizadas en controles nacionales, y as proteger al consumidor estableciendo un servicio de metrologa legal comprueba estos requisitos con el fin de garantizar medidas correctas en reas de inters pblico, como el comercio, la salud, el medio ambiente y la seguridad. El alcance de la metrologa legal depende de las reglamentaciones nacionales y esto puede variar de un pas a otro.

2http://metro-norma-raul.blogspot.com/

B. Metrologa cientfica

Tambin conocida como "metrologa general". Es la parte de la Metrologa que se ocupa a los problemas comunes a todas las cuestiones metrolgicas, independientemente de la magnitud de la medida. Se encarga de la investigacin de unidades de medicin, adems de la custodia, mantenimiento y trazabilidad de los patrones, instrumentos, mtodos y procedimientos; mediante un conjunto de acciones que apremian el desarrollo de patrones primarios de medicin para las unidades base y derivadas del sistema internacional de unidades, SI. Se ocupa de los problemas tericos y prcticos relacionados con las unidades de medida, como la estructura de un sistema de unidades o la conversin de las unidades de medida en frmulas.

3 http://tiyc.netau.net

Y finalmente la clase de metrologa objeto de estudio de este artculo:

La metrologa industrial: Comprende todas las actividades de un sistema de gestin de medidas que necesita la industria para cumplir con los objetivos de calidad y gerencia, como lo es la informacin sobre mediciones, las calibraciones, la trazabilidad, el servicio de calibracin, el aseguramiento de la calidad, entre otras.La metrologa industrial interviene en los procesos industriales, cobrando en ellos un importante papel en cualquier sistema de calidad aplicado a fabricacin.

4 http://www.udb.edu.sv

II. MARCO TERICO

La metrologa industrial es una disciplina centrada en las medidas aplicadas al control de calidad y universalidad de la produccin, utilizando calibracin y gestin de los equipos e instrumentos de medida, con verificacin nacional o internacional, segn los parmetros de trazabilidad.

Es por esto que se ha alcanzado un desarrollo tan importante que los equipos industriales son de suma importancia en la mayor parte de los procesos de transformacin con precisin; debiendo este desarrollo a la subcontratacin basada en especializacin de cada proceso productivo estandarizado, y a la capacidad industrial para implementar tcnicas que solucionan cada problema que se presenta.

5 http://www.empresayentorno.com

Actualmente, en las industrias ms desarrolladas se ha aumentado la complejidad de los procesos y operaciones tecnolgicas, y las exigencias de tolerancias e incertidumbres son muy estrictas, lo cual requiere importantes aportes metrolgicos en la investigacin y el desarrollo de patrones y mtodos de medicin con amplia trazabilidad en el sistema internacional, que favorezcan el rompimiento de barreras tecnolgicas existentes en la reproductividad y aceptacin de resultados en las aplicaciones industriales.

El desarrollo y mejoramiento de las capacidades de medida disponibles es fundamental en el fortalecimiento de los procesos tecnolgicos como elementos de diferenciacin en la economa. Los avances metrolgicos son esenciales para la innovacin industrial ya que se necesita contar con buenos fundamentos que sustenten las decisiones tecnolgicas y polticas de dicha innovacin. La competitividad industrial se soporta en la confianza de los resultados de la medicin, y la metrologa permite justamente asegurar la comparabilidad internacional de las mediciones y por tanto la intercambiabilidad de los productos a escala internacional.

6 http://josejottadominguez.blogspot.com

Por otra parte la globalizacin de los mercados y el desarrollo tanto social como tecnolgico hace que los fabricantes se interesen por la mejora y la actualizacin de sus sistemas de calidad, especialmente en nuestro pas con la adhesin al mercado europeo. Cualquier empresa que se dedique a la fabricacin de componentes, conjuntos o sistemas, precisa de una metrologa organizada, que permita conocer las incertidumbres de medida de los instrumentos y equipos de medida que intervienen en los procesos de control.

7 http://www.mdphoy.com

Universalmente la calibracin de un equipo de medida para procesos industriales consiste en comparar la salida del equipo frente a la salida de un patrn de exactitud, cuando la misma entrada es aplicada a ambos equipos, en lo que se conoce como trazabilidad. Todo procedimiento de calibracin se puede considerar como un proceso de medida del error que comete un equipo, y como cualquier proceso de medida tiene asociado una incertidumbre, en las calibraciones se deben tener en cuenta todas las fuentes significativas de incertidumbre asociadas al proceso de medida del error que se lleva a cabo. En el entorno industrial se acepta que una fuente de incertidumbre puede considerarse no significativa cuando su estimacin es inferior en valor absoluto a 4 veces la mayor de todas las fuentes estimadas.

8 http://www.logismarket.es

La buena calibracin conlleva a la confiabilidad de un equipo, la cual es la probabilidad de que funcione correctamente en un determinado tiempo dadas ciertas condiciones ambientales, y est relacionada con las nociones inicialmente mencionadas. Es muy importante tener una gran confiablidad en los instrumentos y equipos industriales, ya que la seguridad en los procesos es bastante exigente en ese aspecto, dependiendo del tipo de industria.

Los instrumentos y equipos a los que se han hecho mencin, cada da estn siendo optimizados con tecnologa que proporciona altas caractersticas metrolgicas tales como la exactitud, repetitividad, sensibilidad y ptimos intervalos de incertidumbre; de modo que permiten la automatizacin y robotizacin de distintos procesos industriales, por lo que la responsabilidad de estos aparatos de medicin es considerable en la complejidad productiva de calidad dentro de la cual son utilizados.

9 http://www.directindustry.es

Para finalizar, la metrologa es parte fundamental de lo que en los pases industrializados se conoce como Infraestructura Nacional de la Calidad, compuesta por actividades de normalizacin, ensayos, certificacin y acreditacin, que a su vez son dependientes de las actividades metrolgicas que aseguran la exactitud de las mediciones que se efectan en los procesos, cuyos resultados son la evidencia para las certificaciones.

10 http://www.interempresas.net

Adems la componente metrolgica debe cuidarse de una forma muy especial ya que las mediciones constituyen la base de decisiones a adoptar en los planes de calidad. En tal sentido se puede observar una confluencia de criterios y planteamientos en diversos cuerpos normativos como en las normas ISO 9000 (66900 en UNE), y otras como la AQAP de la OTAN y las normas europeas EN de la serie 29000 y 45000.

III. CONCLUSIONES

Es importante para la industria tener un buen sistema de calibracin para sus equipos de medida.

La industria garantiza calidad de sus productos por medio de la Metrologa.

Con la entrada de varios tratados entre pases y la eminente globalizacin del mundo se hace necesario tener unos estndares en los productos, lo cual se logra con el uso de los mismos patrones para toda la industria.

La metrologa industrial constituye una herramienta fundamental para asegurar la calidad de los productos y procesos, a partir de la adecuada calibracin de los instrumentos y equipos involucrados en las operaciones de medicin; por esto mismo tambin es muy importante tener la suficiente capacitacin profesional de los aspectos metrolgicos y as lograr la confiabilidad de lo medido.

Los laboratorios de metrologa industrial estn diseados para apoyar tcnica y eficientemente las operaciones de las empresas, con el fin de mejorar la calidad de los productos y procesos presentes en el mercado, a travs de la calibracin, investigacin y control de los equipos y materiales utilizados en las operaciones productivas.

Las distintas infraestructuras tecnolgicas instaladas en todo el mundo, deben estar dispuestas con base en altos estndares y gran trazabilidad de acuerdo a los ms importantes laboratorios internacionales, con lo cual se garantiza la confiabilidad de las diversas mediciones segn el sistema internacional vigente.

REFERENCIAS

[1]. http://www.interempresas.net

[2]. http://www.e-medida.com/documentos/la-metrologia-motor-de-innovacion-tecnologica-y-desarrollo-industrial

[3]. http://www.calibracion.com.mx/

[4]. http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/medellin/q1060/lecciones/cap1/metrologia.htm

[5]. http://www.slideshare.net/florv/metrologia-4119158

[6]. http://www.sic.gov.co/en/web/guest/que-es-metrologia

[7]. http://www.empresayentorno.com/2011/12/metrologia-como-sustento-de-la-competitividad-y-el-comercio/

Sistema Internacional de Unidades (SI)

lvarez D. , Arvalo K .b, Bernal A .c, Cortes L .d, Surez C .f, Yepes J .g, Amaya J .h,

Facultad de Ingeniera, Universidad Nacional, Bogot, COL

Mircoles, 13 de juniodel 2012

ABSTRACTThe importance of Metrology and International System of Units was established in science, as a ground to understand the language between the disciplines. As result, main tools were searched which defined each one of the units in order to achieve its goal. So it would be present a brief report about the way of how the definition of each basic unit was developed and their relation within Metrology.

RESUMEN En este escrito se seala la importancia de la metrologa y del Sistema Internacional de Unidades (SI) en la ciencia como base para entender el lenguaje entre las disciplinas. Para resaltar dicha relevancia se buscaron las herramientas principales que definieron a cada una de las unidades para cumplir con el objetivo por el cual se construan. As, se presentar una breve resea de la forma en que se desarrollo la definicin para cada unidad bsica y su relacin con la metrologa.

Palabras Claves: metrologa, precisin, unidades bsicas,

INTRODUCCION

Desde el origen primitivo de las sociedades el hombre ha llevado a cabo relaciones de intercambio (comercio) con lo que surgi la necesidad de desarrollar un criterio para medir y pesar; esto a su vez produjo que a lo largo de la historia se hallan empleado diversos tipos de sistemas de unidades propuestas por cada cultura segn su condicin histrica, lo cual dio lugar a diferentes tipos de sistemas que a su vez se vean afectados por el devenir de cada pueblo. Por ello, se generarn grandes conflictos en la realizacin del intercambio comercial entre los pueblos, motivo por el cual surgi la necesidad de unificar y generalizar un sistema patrn de unidades que simplificara y facilitara este proceso.

As, el proceso de desarrollo de las unidades fundamentales esta ntimamente ligado con la evolucin y avances en la ciencias fsicas. El uso del Sistema Internacional de Unidades (SI), ayuda a la comunicacin entre cientficos y especialistas de mltiples disciplinas, especialmente de las ciencias puras. Por este motivo se desarrollar una breve resea que vincula su desarrollo desde su origen hasta la estandarizacin final de estos patrones en la actualidad.

ORIGEN

El origen del SI data de la undcima (XI) Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en Pars en 1960, la cual tom la resolucin de adoptar el llamado Sistema Prctico de Unidades o Sistema Internacional (SI) el cual distingue y establece, adems de las magnitudes bsicas y de las magnitudes derivadas, un tercer tipo formado por aquellas que an no estn incluidas en ninguno de los dos anteriores y que son denominadas magnitudes suplementarias. Todo esto se propuso con la intensin de poner fin al caos generado por la dispersin de diferentes sistemas.

Es importante mencionar tres de las ventajas que ofrece el Sistema Internacional de Unidades (SI) frente a otros sistemas de unidades:

Facilita las transacciones comerciales internacionales porque es utilizado en la mayor parte del mundo.

Es coherente y con respaldo cientfico.

Es de fcil uso.

A continuacin se presentan las unidades bsicas ya establecidas. De estas se pueden derivar otras que sirven en el fenmeno de la metrologa.

Tabla N 1

Unidades Bsicas (SI)

MAGNITUD

NOMBRE

SMBOLO

Equivalencia

Longitud

Metro

m

Unidad de longitud

Masa

Kilogramo

kg

Unidad de masa

Tiempo

Segundo

s

Unidad de tiempo

Intensidad de corriente elctrica

Ampere

A

Unidad de Intensidad de corriente elctrica

Temperatura termodinmica

Kelvin

K

Unidad de Temperatura termodinmica

Cantidad de sustancia

Mol

mol

Unidad de Cantidad de sustancia

Intensidad luminosa

Candela

cd

Unidad de Intensidad luminosa

Tomadode:http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm. Fecha de consulta: 4 de Mayo del 2012

REDEFINICIONES CONCEPTUALES (SI)

El Sistema Mtrico Decimal se estableci en Francia y surgi con el fin de resolver dos de las ms grandes discrepancias generadas por este: la primera referente a la variacin de unidades de una provincia a otra y la segunda, relacionada con las subdivisiones que se le otorgaban a estas medidas, generando conflicto en el clculo. Por lo anterior creci el afn por crear un sistema simple y nico de medidas que tuviera el mismo valor y exactitud en cualquier momento y en cualquier lugar del mundo. A continuacin se nombrarn algunos aspectos que hicieron relevantes tanto la definicin como al empleo de algunas medidas.

El Sistema Mtrico Decimal fue instaurado en 1795 en Francia y en 1849 en Espaa. En ste se defini como base "el metro" como unidad con mltiplos y submltiplos decimales, del cual tambin se deriv el metro cuadrado, el metro cbico, y el kilogramo, que era la masa de un decmetro cbico de agua.[footnoteRef:1] Unido a acontecimientos importantes de la poca se pudo definir al metro en principio como ladiezmillonsima parte de la longitud de un cuarto del meridiano terrestre. Sabiendo que el radio de la Tierra es 6.37106 m, 26.37106/(410106)=1.0006 m.[footnoteRef:2] [1: Mulero A., Suero M A., Vielba A., El sistema Internacional de unidades Revista Espaola de Fsica, Vol 16, n 5, 2002, pgs. 41-45.] [2: dem.]

Sin embargo, esto no contribuy a la solucin de los conflictos por la realizacin de medidas dado que esta primera definicin no otorgaba practicidad en el uso diario. Por esto se decidi fabricar la primera barra de platino que representaba la nueva unidad de medida, tanto para el metro como para el kilogramo y que fueron supervisados y custodiados por los Archives de France. Producto de este trabajo surgi la segunda definicin de metro en trminos de esta pieza de metal, pero rpidamente gener controversia ya que la estabilidad del metal no se garantizaba, debido a la variacin de las condiciones que poda tener este (cambio en su estructura).

Para el ao de 1960, la XI Confrence Gnrale des Poids et Mesures aboli la antigua definicin de metro sugiriendo que: El metro es la longitud igual a 1 650 763.73 longitudes de onda en el vaco de la radiacin correspondiente a la transicin entre los niveles 2p10 y 2d5 del tomo de kriptn 86.[footnoteRef:3] [3: Giacomo P., The new definition of the meterAm. J. Phys. 52 (7) 1984, pgs.607-613.]

Pero esta segunda definicin no permaneci por mucho tiempo, ya que se hicieron una serie de investigaciones referentes a la longitud de onda obtenida en ese ao (1960) y el nuevo valor para 1972, donde se evidenci que haban existido errores en la determinacin de la velocidad de la luz en el vaco, de manera la XVII Confrence Gnrale des Poids et Mesures del 20 de Octubre de 1983, aboli esta definicin de metro y promulg la siguiente: El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vaco por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.[footnoteRef:4] [4: dem. ]

Ahora, esta nueva definicin trae como pregunta la siguiente: no sera ms lgico definir 1/299 792 458 veces la velocidad de la luz como unidad bsica de la velocidad y considerar el metro como unidad derivada? Sin embargo, la eleccin de las magnitudes bsicas es una cuestin de conveniencia y de simplicidad en la definicin de las magnitudes derivadas.

Otra de las Unidades ms importantes que sufri variaciones en relacin a su definicin es el kilogramo, puesto que en el ao de 1889 se sugiri un modelo cilndrico de platino (90%) e iridio (10%) de 39 mm de altura, 39 mm de dimetro y densidad 21,5 g/cm3, pero de igual forma que el metro los factores ambientales han hecho que su estructura metlica sufra transiciones en sus medidas, motivo por el cual se estn desarrollando nuevos mtodos experimentales que permitan definir al kilogramo en funcin de constantes atmicas. Estos mtodos experimentales se han enfocado en la constante de Planck y en la masa atmica.

A partir de los mtodos experimentales anteriores se han desarrollado los siguientes proyectos de definicin del kilogramo:

1) Segn constante de Planck

La Bola de Cristal (Proyecto de Avogadro): orientado a definir al kilogramo como la masa de millones de tomos segn la relacin entre el volumen de la esfera y el volumen del tomo aproximacin de la esfera de silicio.

Acumulacin de Oro: referido a la acumulacin de iones, que intenta definir el kilogramo en funcin de la masa del ion del istopo 197 del oro.

2) Segn la masa atmica

Levitacin Magntica: pretende definir el kilogramo en funcin de la constante de Planck, ya que sta se puede relacionar con la energa elctrica y con la energa mecnica (E = m*g*h) a partir de materiales superconductores dentro de un campo magntico (masa superconductora levitante), de manera que se pueda relacionar la masa con la energa elctrica.

Balanza del Watt: este mtodo intenta mover una masa con un campo magntico que se genera a partir de una corriente elctrica a travs de una fuerza, que se ejerce por un anillo conductor sobre un imn.

Sin embargo con la evolucin tecnolgica y el desarrollo experimental, se dio parte al resto de las unidades bsica, a continuacin se presentaran de forma muy sinttica el proceso de definicin para cada una de las unidades.

Mol: el desarrollo de esta unidad va ligado al descubrimiento de las leyes fundamentales de la Qumica, donde se utilizo gran tomo y gran molcula, para especificar cantidades de elementos y compuestos qumicos, que se relacionaban con los pesos atmicos y los pesos moleculares; Esto condujo a un acuerdo entre la Unin Internacional de Fsica Pura y Aplicada (IUPAP)y la Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC) consistente en manejar una escala unificada para relacionar el peso atmico del istopo del carbono con una masa nmero 12 (12C), llamado correctamente la masa atmica relativa Ar(12C). [footnoteRef:5] [5: Tomado de http://physics.nist.gov/cuu/Units/mole.html,, Fecha de consulta: 4 de Mayo del 2012]

De manera que la cantidad para especificar la cantidad de elementos o compuestos qumicos ahora es llamada (cantidad de sustancia). Esta cantidad es definida por ser proporcional al nmero de entidades elementales especficas en una muestra, siendo la constante de proporcionalidad una constante universal que es la misma para todas las muestras por tanto el mol es definido por medio de la especificacin de la masa del carbono 12, que constituye un mol de carbono 12 tomos donde este figura como 0,012 kg[footnoteRef:6]. [6: dem.]

De acuerdo con el desarrollo anterior mol en 1967, fue definida en torno a la cantidad de sustancia, sin dejar a un lado que tambin determina la constante universal que tiene que ver con la relacin entre el numero y la cantidad de sustancia para cualquier muestra (Numero de Avogadro), adems de esto es necesario que se especifiquen las formas elementales en las que se pueden encontrar; tomos, molculas, iones, electrones, entre otros tipos de partculas.

Kelvin: esta unidad termodinmica fue definida en 1848 a partir de la escala de grados Celsius, donde se establecio el punto cero en el cero absoluto (273,15 C) con respecto al agua; esto corresponde a una fraccin de 1/273,16 partes de la temperatura del punto triple del agua.

Esta unidad se encontr a partir del examen del coeficiente de dilatacin de los gases.ya que los gases tienen el mismo coeficiente, a presin y a volumen constante, motivo por el cual el desarrollo de esta unidad na ligado a la definicion de este coeficiente que dice que el volumen de un gas debe de ser el volumen de partida, ms el volumen de la dilatacin por efecto del calor y que este coeficiente debe ser el mismo en una nueva temperatura y la temperatura del cero absoluto[footnoteRef:7]. Por esto se puede relacionar temperatura y energia en un sistema termodinamico ya que la energa contenida por las partculas es proporcional a la temperatura absoluta, siendo la constante de proporcionalidad la constante de Boltzmann. Por eso es posible determinar la temperatura de unas partculas con una determinada energa, o calcular la energa de unas partculas a una determinada temperatura[footnoteRef:8]. [7: Tomado de http://physics.nist.gov/Pubs/SP330/sp330.pdfFecha de consulta: 4 de Mayo del 2012] [8: dem. ]

Segundo: Inicialmente fue definida con respecto al da solar medio que equivale a una fraccin de 1/86400. Sin embargo algunas irregularidades en la rotacin de la tierra hicieron de esta definicin poco satisfactoria. De manera que para redefinir esta unidad con mas precisin la 11 CGPM (1960, Resolucin 9, CR, 86) adopt una definicina partir del ao trpico de 1900. Para entonces algunos experimentos previos hechos con un patrn atmico, mostro que la transicin entre dos niveles de energa de un tomo, podra serms precisa.

De forma que el 13 deCGPM (1967/68, Resolucin 1, CR, 103 y Metrologa, 1968, 4, 43) se sustituy la anterior definicin por: el segundo es la duracin de 9 192 631 770 perodos de la radiacincorrespondiente a la transicin entre los dos niveles del estado fundamental del tomo de cesio 133.[footnoteRef:9] [9: dem]

Corriente Elctrica (Ampere) Esta unidad fue intraducida por el Congreso Elctrico Internacional en 1893, a partir de definiciones del "amperio internacional" y "ohm internacional", que se utilizaran para cuantificar la corriente elctrica y la resistencia, por consiguiente en 1946 el CIPM dio lugar al amperio como la unidad de corriente elctrica, que se defini como El amperio es la corriente constante que, si se mantiene en dos conductores rectos y paralelos de longitud infinita, y de seccin circular despreciable, colocados a una distancia de un metro entre ellos en el vaco, se producira una fuerza conductora igual a .

Intensidad Lumnica (candela) esta definicin surgi con base a las llamas o incandescencias del filamento que se utilizaban antes de 1948, luego fueron sustituidos por la "nueva vela"basado en la luminiscencia de un radiador de Planck (un cuerpo negro) a la temperatura de congelacin del platino. Esta modificacin haba sido preparada por la Comisin Internacional de Alumbrado (CIE) y por el CIPM antes de 1937, donde se le asigno el nuevo nombre internacional de candela fue en 1967 en el 13 CGPM (Resolucin 5, CR, 104); pero en 1979, debido a las dificultades en la realizacin de un radiador de Planck a altatemperaturas, la CGPM 16a (1979, Resolucin 3, CR, 100 yMetrologa, 1980, 16, 56) adopt una nueva definicin de candela:donde es la intensidad luminosa, en una direccin dada, de una fuenteque emite una radiacin monocromtica de frecuencia yque tiene una intensidad radiante en esa direccin de 1/683 wattios por estereorradin.[footnoteRef:10] [10: dem]

Relacin metrologa vs Sistema internacional de unidades (SI)

La relacin que existe entre la metrologa y el sistema internacional de unidades es que a travs de la Metrologa podemos saber en qu consiste y cmo se usa un sistema de unidades de medida, la cantidad de masa o volumen de un producto determinado, la distribucin de valores de temperatura de diversos hornos de produccin, cules son los instrumentos apropiados para tal o cual medicin y cul es el procedimiento adecuado para efectuar un tipo de medicin determinado.

La importancia de la Metrologa radica en que tanto empresarios como consumidores necesitan saber con suficiente exactitud cul es el contenido exacto de un determinado producto. En este sentido, las empresas deben contar con buenos instrumentos de medicin (balanzas, termmetros, reglas, pesas, etc.) para obtener medidas confiables y garantizar los resultados en el proceso de fabricacin de un producto.

Conclusiones

Ver la importancia de definir las unidades bsicas en trminos de constantes naturales, como la velocidad de la luz o la constante de Planck, para evitar conflictos y desfases causados por el deterioro de los materiales con los cuales estn construidos los patrones como es el caso del kilogramo, y as tener un patrn que va a ser igual aqu en Colombia o en cualquier lugar del mundo, incluso podemos decir que en cualquier parte del sistema solar.

La calidad de los productos que ofrece una empresa cualquier depende principalmente de las mediciones confiables y de la certeza de que estos productos reflejan. Esta confiabilidad es suministrada por equipos de medicin. He aqu la importancia de la metrologa, garantizar esta confiabilidad.

Es necesario haber implementado patrones universales de medicin que aseguren y garanticen la exactitud y precisin, de manera que favorezca la comunicacin (medidas) a nivel mundial en las industrias.

Hacer un manejo ptimo de la metrologa a partir de su importancia para el desarrollo de la tecnologa y sus medios, de manera que haya satisfaccin del cliente, y la confianza de los instrumentos calibrados.

Bibliografa

Mulero A., Suero M A., Vielba A., El sistema Internacional de unidades Revista Espaola de Fsica, Vol. 16, n 5, 2002, pgs. 41-45.

Giacomo P., The new definition of the meter Am. J. Phys. 52 (7) 1984, pgs. 607-613.

Tomado de http://physics.nist.gov/cuu/Units/mole.html,, Fecha de consulta: 4 de Mayo del 2012.

Tomado de http://physics.nist.gov/Pubs/SP330/sp330.pdf Fecha de consulta: 4 de Mayo del 2012.

UNA MIRADA A LA NANO-METROLOGIA

Rafael Augusto Avella Pea

Universidad Nacional De Colombia

raavellap@unal.edu.co

Resumen En este artculo de revisin daremos unos breves conceptos acerca de lo que es la nano-metrologa, sus aplicaciones, descubrimientos, historia, futuro, entre otras cosas interesantes de esta materia.

Palabras claves - Metrologa, Nano-metrologa, Nano-Tecnologa.

Abstract - In this review article will give some brief concepts about what the nano-metrology is, applications, discoveries, history, future, among other interesting things about this matter.

Keywords - Metrology, nano-metrology, nano-technology.

I. INTRODUCCIN

La nano-metrologa es la ciencia encargada de las mediciones a escalas de 10^-9 unidades (1nm=10^-9 en el S.I); a lo largo del tiempo ha sido enfocada como tecnologa de precisin pero en los ltimos aos su uso se ha extendido a campos como la medicina, la electrnica, la biotecnologa, fsica, etc. permitiendo, por ejemplo, mediciones de secuencias de ADN, anlisis de interacciones entre molculas y mediciones de distancias en cristales y patrones (optoelectrnica). Es vital para la utilizacin y diseo de nano-materiales de manera viable y eficiente as como su desarrollo en aplicaciones tales como estndares de calibracin, catalizadores, molculas en sistemas biolgicos, interacciones de diversos materiales con el medio externo, entre otros.

La nano-metrologa juega un papel muy importante en la produccin de nano-materiales y dispositivos nano-mtricos al permitir la determinacin de dimensiones crticas, fuerzas, masas, propiedades pticas, magnticas y elctricas, entre otros, con incertidumbres inferiores a 1 nanmetro.

Como ciencia de medicin, la metrologa es uno de los principales retos de las nano-ciencias ya que por medio de sta se logra expresar de manera numrica cierta cualidad a investigar. Diversas industrias requieren de una instrumentacin exacta, fiable y accesible que se pueda adaptar a las normas internacionalmente aceptadas para realizar mtodos de prueba y muestreo, mediciones, regulaciones, etc. La medicin y la caracterizacin son necesarias en la fase superior de cualquier proceso; en la nano-tecnologa se requiere de probar materiales y fenmenos sin errores de medicin. En cuanto a los ensayos mecnicos, stos requieren de mtodos novedosos para medir con xito muestras de tamaos muy variables y determinar sus propiedades.

Hoy en da existen nuevos requisitos tecnolgicos para caracterizar los nano-materiales debido a las nuevas propiedades manifestadas a dimensiones tan pequeas (volumen, rea de superficie, topografa, adsorcin, porosidad, fuerza, etc.). Cualquier nano sistema basado en dispositivos elctricos, pticos, magnticos, mecnicos, qumicos o biolgicos requiere de medios metrolgicos para caracterizar parmetros especficos, as mismo, requieren un control dimensional exacto para garantizar su correcta fabricacin y funcionalidad.

La determinacin cuantitativa de propiedades de micro y nano-estructuras es esencial y se considera un requisito previo para el aseguramiento de la calidad y el control de procesos industriales. La medicin cuantitativa presupone contar con instrumentos de medida exactos y fiables, trazados a patrones de nivel metrolgico superior, junto con patrones de calibracin y procedimientos de medida ampliamente aceptados a nivel internacional.

II. Nano-metrologia y nano-tecnologia en el tiempo.

El desarrollo de la ciencia y la tecnologa est conectado inseparablemente con los sistemas de medida, mtodos e instrumentos, as, con la llegada de la nano-ciencia moderna en los aos 40 cuando Von Neumann estudi la posibilidad de crear sistemas que se auto reproducen, seguido de Feynman hablando en una conferencia sobre el desarrollo de la fsica del futuro en 1959, como lo dira l mismo

"A mi modo de ver, los principios de la Fsica no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas tomo por tomo". Los desarrollos en tecnologa de medida y manipulacin de elementos en pequeas escalas no se encontraban tan lejos en el tiempo como se presuman, ya que en menos de medio siglo, las ramas que se haban aproximado a importantes estudios sobre objetos en pequeas escalas se encontraran, para dar inicio a una nueva disciplina, la nano-tecnologa y con ella, la nano-metrologa como base indispensable.

Las ramas de la qumica, biologa y la fsica de estado slido fueron las primeras involucradas en este proceso de creacin, con bases nano cientficas que remontan hasta hace ms de 2400 aos con el trabajo de Demcrito y su nombramiento del tomo y otras ms relativamente cercanas como el trabajo de determinacin del dimetro de la molcula de azcar hecho por Einstein como tesis doctoral (1905)., a partir de este trabajo, una carrera de desarrollos en mediciones, descubrimientos e invenciones basadas en muy pequeas escalas dio inicio, como se ve en la escala cronolgica adjunta.

Durante los ltimos 40 aos, han surgido desarrollos representativos en la comunidad internacional y los que no lo han hecho, han hecho precedente en otros proyectos que se encuentran en movimiento hora mismo.

III. Avances en Nano-metrologa

Entre los aportes ms importantes de la metrologa se encuentran el desarrollo del Microscopio de efecto de tnel STM (ScanningTunnelingMicroscope) hecho por Bining y Rohrer en 1981 (Nobel 1986 por esta misma causa). Este microscopio funciona con principios de fsica cuntica, su funcionamiento se basa en capturar a los electrones que se escapan al efecto de tnel, generando as una imagen de la estructura atmica de la materia en alta resolucin.

Adems de realizar imgenes, mediante el aprovechamiento del efecto mismo, se pueden manipular tomos, de esta manera, la IBM hiz en 1989 un arreglo de tomos de xenn con las siglas IBM en una placa de nquel

Figura 1. Imagen Tomada en el microscopio STM del arreglo hecho por la IBM con tomos de xenn en una placa de nquel.[5]

Aqu se pueden observar otra serie de imgenes tomadas por este microscopio en arreglos hechos artsticamente.

Figura 2. Otra imagen de un atomo de xenn sobre niquel, el arreglo de protuberancias magenta, son las copas de los tomos de niquel, estas imgenes son superpuestas una tomada con el atomo de niquel y otra sin l, esto se hace para hacer notar que el atomo de niquel se une justamente en una de las copas de los atomos de niquel.

Figura 3. Este es el resultado de una muestra imperfecta, las impurezas en el medio de cobre, los tomos impuros generan las formas onduladas en la perfecta forma geomtrica del cobre al afectar los electrones en estado de valencia.

Figura 4. Imagen de un extracto de cobre de una piedra de jardn japonesa, se pueden ver las ondulaciones en la forma geomtrica del extracto de cobre, hechas por afecciones de impurezas en los electrones de valencia

Figura 5. El descubrimiento de la abilidad del STM de variar imgenes en la distribucin de densidad de electrones de valencia, inspir a crear el arreglo de 48 tomos de hierro en formal de corral de un anillo circular.

Figura 6. Una vista de la creacin del anterior corral circular.[6]

Otro desarrollo relevante de la nano-metrologia, es el microscopio AFM (AtomicForceMicroscope) que funciona al detectar fuerzas del orden de los piconewtons mediante un sistema fsico ptico que registra topografas mediante una sonda de punta fina.

Figura 7. Sonda de un microscopio AFM.[7]

De estos dos desarrollos, cientos de potentes aplicaciones son ahora implementadas, mayormente en campos de la ciencia, como lo son la caracterizacin de polmeros, imgenes de fase en base del mtodo de tapping realizado con el AFM, tcnicas de modulacin de fuerza, entre otros, mayormente estas aplicaciones sirven para realizar un trabajo mas concreto y concianzudo sobre la nanotecnologa ya que permite ver de primera mano qu es lo que se est realizando, ya sea montando una estructura de nanotubos de carbono, o analizando reacciones de materiales a ciertos polmeros.

IV. CONCLUSIONES

La nanometrologia es un importante campo de trabajo, desarrollo y estudio, que an se encuentra en escritura constante, de la mano de la nano-ciencia y la nanotecnologa, siendo una de las ms grandes minas de desarrollo intelectual de la era moderna.

V. REFERENCIAS

[1]www.revista-nanociencia.ece.buap.mx/4nr3/95AZehe.pdf

[2] http://www.nanoforum.org

[3]www.phantomsnet.net/Resources/files/Nanometrologia_alta.pdf[4] http://www.co-nanomet.eu/content/Co-nanomet%20protected%20documents/training%20and%20resources/library/Metrology%20and%20Standardisation%202008.pdf

[5] http://foros.astroseti.org/viewtopic.php?t=5933

[6] http://www.almaden.ibm.com/vis/stm/gallery.html

[7] http://nanotec-blog.blogspot.com/2012/04/mejoran-el-afm.html

[8]http://es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_de_fuerza_at%C3%B3mica

[9] http://www.slideshare.net/jorlusal/nanotecnologia-presentation-862491

CRONOLOGIA NANOTECNOLOGIA-METROLOGIA (1900-2006)

Marco Legal Histrico de la Metrologa en Colombia.

Sebastin Camilo Hincapi Castaeda[footnoteRef:11] [11: Schincapiec@unal.edu.co; Cd. 244731 / G09N24Sebastin.]

Universidad Nacional de Colombia Sede Bogot D.C

Revisado por:

PhD Jaime Villalobos.

Fundamentos de electricidad y magnetismo.

RESUMEN

Se define metrologa como la ciencia de las mediciones y sus aplicaciones, tambin se aplica para el sistema de unidades, podemos tambin clasificar la metrologa en tres ramas: metrologa cientfica, metrologa industrial y metrologa legal que ser el tema a desarrollar en este artculo. Desde los principios de la humanidad se ha hecho indispensable la accin de medir las cosas para poder describirlas es as como se generan los patrones de medida y sus correspondientes unidades, a partir de all se genera una necesidad de corroborar los patrones y las medidas para que sean confiables es as como nace la metrologa y como cada pas se inmuta y se hace necesaria regular por ley esta ciencia.

ABSTRACT

Metrology is defined as the science of measurement and its applications, it also applies to the unit system, and we can also classify the metrology into three kinds: scientific metrology, industrial metrology and legal metrology that will be the theme to be developed in this article. Since the beginning of humanity the act of measuring things has become indispensable in order to describe the environment and its phenomena, it generates the measurement standards and their corresponding units, since there is a requirement to corroborate the patterns and steps. This is how metrology was created, and how step by step every country in the world makes necessary to regulate this science by the law.

1. Introduccin

Desde los principios de la humanidad se ha hecho indispensable la accin de medir las cosas para poder describirlas es as como se generan los patrones de medida, desde los principios de las civilizaciones vemos como los egipcios usaban las partes del cuerpo de esta manera se aplicaba como unidad superior el uso del codo, que a su vez se divida en palmos y en dedos, de esta manera llegamos a la edad media en donde la medida de referencia era el pie de rey, sin embargo al morir un rey la medida deba cambiar ajustndose a lo que media el pie del nuevo rey, a medida que la humanidad avanzo en todo sentido y comenzaron a presentarse desarrollos cientficos y tecnolgicos de mayor precisin y a una escala menor se hizo necesario la unificacin de medidas a nivel mundial y tambin la fijacin de medidas base con patrones y unidades bsicas.

En 1791 Durante la revolucin francesa y toda su relacin con la defensa del desarrollo de la razn pura se decidi adoptar una medida de longitud como el metro que proviene del griego medida, mientras tanto varios cientficos de la poca desarrollaban sus propias medidas o unidades personales, en 1799 se le hace entrega al gobierno de Francia los patrones de metro y kilogramo elaborados en aleaciones de Iridio y Platino, presenciado por el gobierno francs y varios gobiernos amigos junto con los cientficos importantes de la poca, poco a poco se fue extendiendo por varios pases de Europa, pero con la inminente llegada de la revolucin industrial se hace necesario precisar estas medidas para la fabricacin confiable de piezas y maquinas, es as como el 20 de Mayo de 1875 se realiza la convencin del metro o el tratado del metro en donde se eligen tres organizaciones que iban a velar por la preservacin y la estandarizacin de las unidades del sistema mtrico, estas fueron la conferencia general de pesos y medidas (CGPM), la oficina internacional de pesos y medidas el (BIPM), y el comit internacional de pesos y medidas (CIPM).

La conferencia general de pesos y medidas es la oficina encargada de tomar decisiones en el aspecto de metrologa y lo relacionado con el sistema internacional de medidas, la primera conferencia tuvo lugar en 1889 en donde se definieron los patrones bsicos de medida y de esta manera se renen progresivamente para estudiar y modificar los patrones. (1)

A partir de la organizacin de estas tres oficinas y del constante avance cientfico y tecnolgico cada nacin se interesa ms en el tema de la metrologa y de la calidad de sus productos es as como hoy en da cerca del 95% de los pases del

Figura 1. Pases que adoptaron el sistema mtrico como oficial por fecha.(2)

mundo hacen parte del tratado del metro como se puede ver en la figura1.

De esta manera nacen organizaciones empeadas en internacionalizar y regular las normas a novel mundial y as poder estandarizar los procesos y productos de cada pas y es as como nace la ISO.

2. ISO

La ISO o la organizacin internacional de normalizacin fue creada el 23 de febrero de 1947, es la organizacin que se encarga de promover el desarrollo de normas internacionales.

Su funcin principal es la de buscar la estandarizacin de normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel internacional.

La ISO se compone por una red de institutos que acoge cada pas y hoy en da cuenta con cerca de 163 pases inscritos, cada pas cuenta con una secretaria central enGinebraque coordina el sistema.

El uso y aplicacin de las normas desarrolladas por ISO es voluntario, comprendiendo que ISO es un organismo no gubernamental y no depende de ningn otro organismo. (3)

3. Marco legal de la metrologa en Colombia.

3.1. Antes del TLC:

Podemos ver como el gobierno hacia referencia y se preocupaba por la metrologa legal antes de el planteamiento del TLC, sin embargo siempre era buscar una forma de organizar el sistema sin embargo no se buscaba competitividad y no se hacan avances significativos comenzamos enmarcando la primera de las leyes gubernamentales.

Ley 33 de 1905: Art. 1 Desde la vigencia de esta Ley es obligatorio en todos los asuntos oficiales y comerciales y en todos los actos y contratos que tengan lugar en el territorio de la Repblica, el uso de las pesas y medidas del sistema mtrico decimal francs,

"Art. 4 Se prohbe el uso pblico de cualesquiera pesas y medidas distintas de las autorizadas en la presente Ley. Prohbase igualmente el uso de ciertas pesas y medidas de varios servicios con diferentes bases de peso o de medida, tales como las romanas bsculas.

Art.5 Las corporaciones municipales harn poner un sello a las pesas y medidas que deban usar los particulares, para reconocer su legitimidad, Las mismas Corporaciones podrn hacer construir pesas y medidas para que sirvan de patrones de las que se permiten. (4)

Ley 155 de 1959 por la cual se dictan algunas disposiciones sobre prcticas comerciales restrictivas, enuncia en uno de sus artculos Art 3. El Gobierno intervendr en la fijacin de normas sobre pesas y medidas (5)

Decreto 767 de 1964, el Gobierno reconoci al Instituto Colombiano de Normas Tcnicas Icontec como su organismo asesor y coordinador en el campo de la normalizacin. (6)

Decreto 1731 de 1967 Por el cual se dictan normas sobre pesas y medidas, enuncia ARTICULO 1o.Adoptase como sistema obligatorio de pesas y medidas en el territorio de la Repblica, el sistema Mtrico Decimal denomina Sistema Internacional de Unidades.

ARTICULO 2o.De conformidad con el Decreto 767 de 1964, el Ministerio de Fomento oficializar con carcter obligatorio, las normas tcnicas Icontec del sistema adoptado, previa recomendacin de la Comisin nacional de Normas Tcnicas.

ARTICULO 3o.Declrense patrones oficiales de longitud, masa y volumen los siguientes que posee el Laboratorio de Metrologa de Propiedad del Consejo de Metrologa. Metro patrn. Metro de acero inoxidable, segn la certificacin que posee el Consejo de Metrologa, expedida por el National Bureau of Standard de Washington. Kilogramo patrn, Kilogramo niquelado, el cual ha sido comparado con el kilogramo internacional, segn la certificacin que posee el Comet, expedida por el National Bureau of Standards de Washington. Litro patrn, Capacidad del baln de vidrio pirex segn certificacin que posee el Consejo de Metrologa, expedido por el National Bureau of Standards de Washington. (6)

Decreto 3464 de 1980 que dice artculo 1 del Decreto 3464 de 1980 adopt el sistema internacional de Unidades-SI. Adoptando las unidades mostradas en la tabla 1. (7)

Tabla1. Unidades adoptadas.

Decreto 2152 de 1992: Por el cual se reestructura el Ministerio de Desarrollo Econmico, en este se le atribuyen algunas funciones relacionadas con la metrologa. ARTICULO 22. DE LAS FUNCIONES DE LA DIVISION DE NORMALIZACION Y CALIDAD DE LA DIRECCION DE COMERCIO Y MERCADOS. Corresponde a esta Divisin las siguientes funciones:

1. Proponer la adopcin de nuevos sistemas de normalizacin, certificacin y metrologa;

2. Servir como organismo asesor y secretarial del Consejo Nacional de Normas y Calidades;

3. Asesorar a la Direccin de Comercio y Mercados en la recomendacin de convenios y reconocimientos internacionales en materia de normalizacin, sistemas de certificacin y metrologa;(8)

Decreto 2153 de 1992: Por el cual se reestructura la Superintendencia de Industria y Comercio y se dictan otras disposiciones ARTICULO 2o. FUNCIONES. La Superintendencia de Industria y Comercio ejercer las siguientes funciones:

13. Establecer, coordinar dirigir y vigilar los programas nacionales de control industrial de calidad, y organizar los laboratorios de control de calidad y metrologa que considere indispensables para el adecuado cumplimiento de sus funciones. Establecer las normas necesarias para la implantacin del sistema internacional de unidades en los sectores de la industria y el comercio.

ARTICULO 20. FUNCIONES DE LA DIVISION DE METROLOGIA. Son Funciones de la Divisin de Metrologa:

1. Prestar los servicios a la industria en lo referente a metrologa dimensional, pesas y medidas, en las condiciones que establezca el gobierno.

2. Custodiar y conservar los patrones nacionales, as como promover los sistemas de medicin equivalente.

3. Realizar la comparacin de patrones nacionales segn la convencin internacional del metro, lo cual debe ser debidamente certificado para garantizar la autenticidad de las mediciones.

4. Establecer y mantener la jerarqua de los patrones y el sistema de patronamiento.

5. Mantener, coordinar y dar la hora legal a la Repblica.

6. Las dems que se le signen de acuerdo con la naturaleza de la dependencia. (9)

Decreto 2269 de 1993: Por el cual se organiza el sistema nacional de normalizacin, certificacin y metrologa. ARTICULO 1o. El Sistema Nacional de Normalizacin, Certificacin y Metrologa tiene como objetivos fundamentales promover en los mercados la seguridad, la calidad y la competitividad del sector productivo o Importador de bienes y servicios y proteger los intereses de los consumidores.

ARTICULO 2o. . Para los efectos de la aplicacin einterpretacin de este Decreto se entiende por:

a) Normalizacin. Actividad que establece, en relacin con problemas actuales o potenciales, soluciones para aplicaciones repetitivas y comunes, con el objeto de lograr un grado ptimo de orden en un contexto dado. En particular consiste en la elaboracin, la adopcin y la publicacin de las normas tcnicas;

q) Patrn. Medida materializada, aparato de medicin sistema de medicin destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o varios valores conocidos de una magnitud para trasmitirlos por comparacin a otros instrumentos de medicin;

r) Patrn Nacional. El patrn reconocido por decisin oficial nacional para obtener, fijar o contratar el valor de otros patrones de la misma magnitud, que sirve de base para la fijacin de los valores de todos los patrones de la magnitud dada;

t) Verificacin Metrolgica. Conjunto de operaciones efectuadas por un organismo legalmente autorizado con el fin de comprobar y afirmar que un Instrumento de medicin satisface enteramente las exigencias de los reglamentos de verificacin; ARTICULO 6o. El Consejo Nacional de Normas y Calidades podr conferir carcter oficial obligatorio a una norma tcnica colombiana, total o parcialmente cuando as lo considere por contemplar aspectos relacionados con:

a) El Sistema Internacional de Unidades SI;

b) La metrologa;(10)

Decreto 300 de 1995: por el cual se establece el procedimiento para verificar el cumplimiento de las normas tcnicas colombianas oficiales obligatorias y los reglamentos tcnicos en los productos importados. ARTCULO 1. Para obtener el registro o licencia de importacin de los productos que estn sometidos al cumplimiento de normas tcnicas colombianas oficiales obligatorias o reglamentos tcnicos, el interesado deber presentar ante el Instituto Colombiano de Comercio Exterior, Incomex, conjuntamente con la solicitud correspondiente, el certificado de conformidad con norma tcnica colombiana oficial obligatoria o reglamento tcnico respectivo, expedido por la Superintendencia de Industria y Comercio o los organismos de certificacin debidamente acreditados o reconocidos de acuerdo con las normas vigentes sobre la materia. (11)

Decreto 1112 de 1996: por el cual se crea el Sistema Nacional de Informacin sobre Medidas de Normalizacin y Procedimientos de Evaluacin de la Conformidad, se dictan normas para armonizar la expedicin de reglamentos tcnicos y se cumplen algunos compromisos internacionales adquiridos por Colombia. ARTICULO 1o. OBJETO. Sistema Nacional de Informacin sobre Medidas de normalizacin y Evaluacin de la Conformidad. Crase el Sistema Nacional de Informacin sobre Medidas de Normalizacin y Evaluacin de la Conformidad, que en adelante se denominar "el Sistema", con el fin de centralizar la informacin sobre Normas Tcnicas, Reglamentos Tcnicos y Procedimientos de Evaluacin de la Conformidad. ARTICULO 2o. CONFORMACION. El Sistema estar conformado por la informacin sobre Normas Tcnicas, Reglamentos Tcnicos y Procedimientos de Evaluacin de la Conformidad, suministrada por el Consejo Nacional de Normas y Calidades, el Organismo Nacional de Normalizacin y las entidades que estn facultadas para la expedicin de reglamentos tcnicos y por los Organos competentes de los Acuerdos Comerciales Internacionales de que sea parte el pas. (12)

3.2. Despus del TLC.

Con la llegada de la propuesta de TLC con lo Estados Unidos de Amrica la preocupacin del gobierno cambio a desarrollar un organismo de control de medidas y metrologa, con base en la organizacin que se venia llevando a cabo en el pas el gobierno bajo la propuesta del TLC se empeo en realizar ahora avances significativos en trminos de competitividad y desarrollo industrial para estar bien parados ante la apertura comercial es as como se expiden los siguientes decretos en pro de los objetivos ya anteriormente enunciados.

Decreto 2828 de 2006: por el cual se organiza el Sistema Administrativo Nacional de Competitividad y se dictan otras disposiciones.Artculo 2. Definicin. El Sistema Administrativo Nacional de Competitividad es el conjunto de orientaciones, normas, actividades, recursos, programas e instituciones pblicas y privadas que prevn y promueven la puesta en marcha de una poltica de productividad y competitividad.Artculo. 8.Funciones. La Comisin Nacional de Competitividad ejercer las siguientes funciones: 3. Proponer un modelo de gestin que incluya la asignacin de responsabilidades; sistemas de medicin y seguimiento de indicadores de productividad y competitividad; revisin peridica de las metas definidas por el Conpes, rendicin de cuentas y divulgacin ante la sociedad civil de los resultados de su gestin. (13)

Decreto 3257 de 2008: por el cual se modifica parcialmente el Decreto 2269 de 1993 y se dictan otras disposiciones. Artculo 1. En lo sucesivo el Sistema Nacional de Normalizacin, Certificacin y Metrologa SNNCM se denominar Subsistema Nacional de la Calidad SNCA, el cual ser un subsistema del Sistema Administrativo Nacional de Competitividad SNC, creado mediante el Decreto 2828 de 2006. Artculo 2. Composicin. Del Subsistema Nacional de la Calidad harn parte las instituciones pblicas y privadas que realizan actividades de cualquier orden relacionadas con normalizacin tcnica, elaboracin y expedicin de reglamentos tcnicos, acreditacin, designacin, evaluacin de la conformidad y metrologa.(14)

Decreto 3523 de 2009: Artculo .1. Funciones Generales. La Superintendencia de Industria y Comercio ejercer las siguientes funciones: 26.Establecer y organizar los laboratorios de control de calidad y metrologa que considere indispensables para el adecuado cumplimiento de sus funciones. 27. Operar como laboratorio primario de la red de metrologa cuando resulte procedente. 28. lntegrar con otros laboratorios primarios y con los laboratorios acreditados, cadenas de calibracin de acuerdo con los niveles de exactitud que se les haya asignado. 29. lmpartir las instrucciones necesarias para la adecuada implantacin y aplicacin del sistema internacional de unidades en los sectores de la industria y el comercio. 30.0ficializar los patrones nacionales de medida. 31. Ejercer el control de pesas y medidas directamente o en coordinacin con las autoridades del orden territorial.(15)

Decreto 4175 de 2011: Por el cual se escinden unas funciones de la Superintendencia de Industria, y Comercio, se crea el Instituto Nacional de Metrologa y se establece su objetivo y estructura. Artculo 1. Escisin de las funciones de metrologa cientfica e industrial. Escndanse de la Superintendencia de Industria y Comercio, las funciones establecidas en los numerales 26, 27, 28, Y29 del articulo 1 del Decreto 3523 de 2009, modificado por el articulo 1 del Decreto 1687 de 2010, relacionadas con la metrologa cientfica e industrial. Articulo 2. Creacin Instituto Nacional de Metrologa -INM. Para cumplir las funciones escindidas, crase una Unidad Administrativa Especial de carcter tcnico, cientfico y de investigacin, denominada Instituto Nacional de Metrologa -INM, con personera jurdica, patrimonio propio y autonoma administrativa y presupuestal, adscrita al Ministerio de Comercio, Industria y Turismo. Artculo 5. Objetivo. El Instituto Nacional de Metrologa -INM, tiene por objetivo la coordinacin nacional de la metrologa cientfica e industrial, y la ejecucin de actividades que permitan la innovacin y soporten el desarrollo econmico, cientfico y tecnolgico del pas, mediante la investigacin, la prestacin de servicios metrolgicos, el apoyo a las actividades de control metrolgico y la diseminacin de mediciones trazables al Sistema Internacional de unidades (SI). Artculo 6. Funciones Generales. El Instituto Nacional de Metrologa -INM cumplir las siguientes funciones generales: 1. Participar en la formulacin de las polticas en materia metrolgica y ser el articulador y ejecutor de la metrologa cientfica e industrial del pas. 2. Desarrollar las actividades de metrologa cientfica e industrial para el adelanto de la innovacin y el desarrollo econmico, cientfico y tecnolgico del pas, en coordinacin con otras entidades y organismos. 3. Asegurar la trazabilidad internacional de los patrones nacionales de medida y representar los intereses del pas en los foros nacionales e internacionales de metrologa cientfica e industrial. (16)

28 de Febrero de 2012 Entrada en vigencia del Instituto Nacional de Metrologa (INM). (17)

4. Instituto Nacional de Metrologa (INM)

El 2 de Noviembre de 2011 mediante el Decreto 4175 se le da estructura legal y se crea institucionalmente el INM, y el 28 de febrero se inaugura de manera fsica con sede ubicado en el Centro Administrativa Nacional (CAN), La creacin del INM se realiza en pro de la bsqueda de las metas del Plan nacional de Desarrollo del gobierno vigente y con el fin de mejorar la metrologa legal, cientfica e industrial en Colombia y de este modo mejorar la competitividad y poder posicionar los productos nacionales a nivel internacionales enmarcados en la apertura econmica y los tratados de libre comercio. (17)

La creacin y puesta en marcha de el INM se da en un marco de problemticas acogidas en lo que se busca en el desarrollo del plan de gobierno prosperidad para todos, y en el desarrollo de las locomotoras como eje transversal y fundamental para el desarrollo, crecimiento, productividad y competitividad de los productos y empresas nacionales. Se enmarca a nivel estatal en donde se expone porque el estado debera ser el responsable y quien asuma el tema y desarrollo de la metrologa, como soporte de esta tesis se consultan varios estudios de los que se sacan dos razones fundamentales e indiscutibles que apoyan la intervencin y la importancia de que la parte metrolgica este a cargo del estado, la primera de ellas enuncia que si el estado es quien toma esta rea podr supervisar las actividades en materia de calidad y de esta manera corregir algunos fenmenos degenerativos de mercado como lo son las externalidades negativas, los posibles monopolios y las asimetras de informacin, por otro lado tambin se enuncia que el trabajo y desarrollo metrolgico a cargo del estado ofrece oportunidades para la inversin estratgica de nuevas industrias. Todo esto es soportado por tres hechos que no pueden ser pasados por alto, tomados de estudios realizados en regiones con gran desarrollo en el rea de la metrologa, el primero de ellos indica que para los pases de la Unin Europea por cada 1% del PIB que se invierte en metrologa se produce entre el 2 y el 7 % del PIB. Por otro lado un estudio del NIST indica que porcada dlar que invierte Estados Unidos de Amrica en metrologa este recibe en promedio 44 dlares, y por ultimo pero no menos importante, en Mxico desde la aplicacin de la metrologa a la industria petrolera se ha ahorrado cerca de 144 millones de pesos mexicanos por el concepto de perdidas.

Desde este punto es indispensable la aplicacin y la intervencin del estado en el desarrollo de polticas para la metrologa, es por eso que se habla de la metrologa como habilitadora de las locomotoras, argumentando que la produccin enmarcada en trminos metrolgicos y de calidad genera productos con un alto valor agregado.

Esto le da el puntapi inicial al gobierno para la creacin del INM, adems de ciertos factores nacionales que hacan necesaria esta accin, como lo son: la usencia de una nica autoridad metrolgica en el pas, la falta de recursos y personal en el rea y el dbil ejercicio de la metrologa legal en el territorio. Es por eso que se crea el INM que busca acabar con estas problemticas y adems satisfacer unos requerimientos bsicos como establecer y conservar los patrones nacionales y poder establecer una red de laboratorios estndar a nivel nacional. (18)

5. Referencias.

(1). http://es.wikipedia.org/wiki/Conferencia_General_de_Pesos_y_Medidas

(2). http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/eb/SI-metrication-world.png?uselang=es

(3). http://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_de_Normalizaci%C3%B3n

(4). http://www.minhacienda.gov.co/portal/page/portal/44560F7442B36789E040007F01001A3C

(5). http://www.elabedul.net/Documentos/Leyes/1959/Ley_155_de_1959.pdf

(6). http://www.sic.gov.co/siyc/memoria/decreto/1967/decreto_1731_1967.html

(7). http://www.sic.gov.co/es/web/guest/sistema-internacional-de-unidades

(8). http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/decretoslinea/1992/diciembre/30/dec2152301992.pdf

(9). http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/decretoslinea/1992/diciembre/30/dec2153301992.pdf

(10).http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/decretoslinea/1993/noviembre/16/dec2269161993.pdf

(11). http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/decretoslinea/1995/febrero/10/dec0300101995.doc

(12). http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/decretoslinea/1996/junio/24/dec1112241996.pdf

(13). http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=21074

(14). http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=32356

(15). http://www.dnp.gov.co/LinkClick.aspx?fileticket=HogmODkgfSk%3D&tabid=405

(16). http://portal.dafp.gov.co/form/formularios.retrive_publicaciones?no=1133

(17)http://www.sic.gov.co/es/web/guest/entra-en-funcionamiento-el-instituto-nacional-de-metrologia

(18)http://www.dnp.gov.co/PORTALWEB/LinkClick.aspx?fileticket=yxjzbe96PEY%3D&tabid=1274

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGA

Laura Castao Garrido

Sandra AlpalaCuaspa

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

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Resumen

En la actualidad toda nacin necesita de un ente que se encargue de manejar la metrologa cientfica, industrial y legal con el fin de garantizar la calidad de los productos que se fabrican o comercializan en el pas; y no solo productos, la metrologa tambin influye en muchos servicios que se prestan a la comunidad como tambin en laboratorios de investigacin que dependen de instrumentos calibrados; para ello en Colombia se crea el Instituto Nacional de Metrologa (INM) que cumple estas funciones contribuyendo al desarrollo econmico del pas.

Palabras Claves: Instituto Nacional de Metrologa, INM, Metrologa

Abstract

Now a days every nation needs an entity who handle the scientific, industrial and legal metrology with the propose to guaranty the quality of the products made and commercialized in the country; not only products, metrology also has influence in many of the services provided to the community; investigations laboratories that depend on calibrated instruments are involved with metrology ; for this reason Colombia creates the National Institute of Metrology (INM) which fulfills the previous functions contributing to the economic development of the country.

Key words: National Institute of Metrology, INM, Metrology

INTRODUCCIN

Lametrologaes la ciencia de la medida; acta tanto en los mbitos cientfico, industrial y legal, como en cualquier otro demandado por la sociedad. Su objetivo fundamental es la obtencin y expresin del valor de las magnitudes, garantizando la trazabilidad de los procesos y la consecucin de la exactitud requerida en cada caso; empleando para ello instrumentos mtodos y medios apropiados.

Para lo cual se necesita de una organizacin que lleve a cabo estas funciones, en Colombia se ha creado el Instituto Nacional de Metrologa INM que tiene como objetivo en estos momentos dar a conocer la metrologa en Colombia, que los graduados y estudiantes de pregrado sepan la importancia que tiene la metrologa en sus carreras.

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGA

El INM es un organismo tcnico con autonoma administrativa y financiera que se encarga de la metrologa cientfica e industrial dirigida a garantizar la trazabilidad de las mediciones, el cumplimiento de los estndares internacionales y de ofrecer la capacidad tcnica de verificacin de la calidad de los productos que se fabrican o se comercializan en el pas.

El INM inicio su actividad como ente independiente el primero de marzo del 2012 ya que antes hacia parte de la Superintendencia de Industria y Comercio como la divisin de metrologa.

Desde que exista la divisin de metrologa en la SIC el PTB Instituto de Metrologa de Alemania haba fomentado el Sistema Nacional de la calidad en Colombia a travs de asesoras, capacitaciones y equipos. Por lo que muchos miembros de la divisin de metrologa realizaban capacitacin en metrologa en Alemania con el PTB lo que disminuyo con la cada del muro de Berln; ya que de ellos se derivo la unin de las dos Alemanias y la mas desarrollada en metrologa decidi ayudar a la que estaba menos desarrollada, por lo que tuvo que disminuir los convenios que tenia con los pases de Sur Amrica. Pero ahora el INM tiene un convenio con el KRISS Instituto de Metrologa de Korea; por medio del cual miembros del INM pueden realizar capacitaciones en metrologa en Korea.

ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL

Direccin General: Hernn Daro lzate es ingeniero electrnico, con grado cientfico de Master of Science in Engineerring (TVER-Rusia).Es experto en metrologa, sistemas de calidad, informtica y tiene experiencia en acreditacin de laboratorios de calibracin.

Sub-direccin de Metrologa Fsica: Ing. Gerardo Porras Rueda

Sub-direccin de Metrologa Qumica y Biomedicina: Ing. Luis Alfredo Chavarro Medina

Sub-direccin de Metrologa de Innovacin y servicios tecnolgicos: Ing. Carlos Eduardo Porras Porras

LABORATORIOS

El INM cuenta con los laboratorios de:

Masa y Balanzas

Potencia y Energa

Volumetra: Grandes Volmenes y Volumetra de Vidrio

Longitudes

Manometra Y Presin

Mediciones Industriales

Temperatura y Humedad

Tiempo y Frecuencia

Taller de Electrnica

Densidad

Partorcional

Corriente continua e instrumentacin Elctrica

Fuerza

Varios laboratorios cuentan con la acreditacin internacional del Organismo de Acreditacin Nacional Alemn Der Deutsche Kalibrierdienst (DKD)

Una caracterstica especial que tienen los laboratorios es que estos carecen de ventanas para no afectar la incertidumbre de medicin y asi mantener la calidad de los patrones a condiciones de temperatura de 20C y humedad relativa de 50%.

SERVICIOS

El INM presta el servicio de calibracin de instrumento teniendo en cuenta un patrn de mayor jerarqua lo que se conoce como trazabilidad

Otros de sus servicios prestados son las certificaciones del cumplimiento de las normas ISO y capacitaciones en metrologa bsica.

Despus de realizar capacitacin en metrologa bsica se puede realizar capacitaciones en temperatura, fuerza, presin, volumetra de vidrio, entre otros.

CONCLUSIN

El propsito del INM es dar a conocer sobre la metrologa y manejar el vocabulario de metrologa, por lo que cualquier persona puederealizar una capacitacin en metrologa bsica.

Anlisis del impacto de la metrologa en la economa y sistemas productivos

Avendao, Julin Camilo. *jucavendanoga@unal.edu.co Universidad Nacional de Colombia.

Resumen.

La metrologa es una ciencia que se ve envuelta en todos los fenmenos y acontecimientos de nuestro diario vivir. Desde una simple medida de tiempo o temperatura, hasta los procesos industriales ms tecnificados tienen que ver de una u otra manera con la metrologa. Esta es, precisamente la ciencia que se ocupa tanto de las medidas, de los sistemas e instrumentos de medida, en aras de garantizar la exactitud y la trazabilidad de cualquier proceso. A continuacin veremos qu papel desempea la metrologa tanto en el estudio, como en el ejercicio de la economa desde empresas hasta pases.

Abstract.

Metrology is a science which is involved in all our daily live events and phenomena. From a simple measure of time or temperature, to industrial processes have something to do with the metrology in one or another way. This is, actually the science which takes care about measures as long as systems and instruments of measure, in an effort to guarantee the accuracy and traceability of any process. Below, we are going to see the role of the metrology in the study and exercise of economics, from enterprises to even countries.

Palabras Clave: Medidas, economa, rentabilidad, beneficios econmicos, calidad, confianza.

Introduccin

Tal vez todos en algn momento nos hemos preguntado: Qu es la metrologa?, Para qu sirve? Y aunque la respuesta no resulte evidente podemos aproximarnos mediante sencillos ejemplos. Por qu sabemos que una libra equivale a 453.6 g? o que una hora son 60 minutos?. Estos son patrones que han sido establecidos tras series de medidas sucesivas, con el fin de facilitar medidas de otras magnitudes o anlisis a mayor escala. Y es aqu justamente donde entra la metrologa, debemos tener en cuenta que cada una de estas medidas tiene una incertidumbre o un error, el cual puede deberse a distintas fuentes (de mtodo, humano, etc.) las cuales si se estiman, al tener una serie de mediciones o repeticiones permitirn aproximar ms el resultado bien sea a lo esperado o al valor real. Aqu tambin resulta importante conocer dos conceptos frecuentes en lo que a medidas se refiere, repetibilidad y reproducibilidad. El primero de estos hace referencia a las variaciones que pueda tener un valor obtenido tras una serie de medidas hechas con el mismo instrumento, y por el mismo operario de manera sucesiva. Por otro lado, la reproducibilidad se refiere a las variaciones en el valor obtenidas por distintos operarios o evaluadores usando el mismo instrumento[footnoteRef:12].La precisin y la exactitud, son trminos que vale la pena hacer hincapi en su significado e importancia, dado que en muchos casos se confunde su significado o se dificulta su diferenciacin. Una medida se considera exacta cuando los valores obtenidos se acercan bastante al valor real o parmetro, en cambio una medida es precisa cuando todos los valores se acercan a un valor arbitrario. Estos conceptos son particularmente importantes en el estudio de la calidad o cuando se pretende estudiar una caracterstica especifica de algn producto, lo que nos lleva a la siguiente parte del anlisis. [12: Incertidumbre de la medicin: Teora y prctica L&S consultores 2001. ]

Qu relacin tiene a metrologa y la produccin?

Todos los procesos productivos basan su operacin en la calidad. Aunque tiene variados significados y perspectivas, en general la calidad es la propiedad que le confiere a un bien la capacidad de satisfacer una necesidad[footnoteRef:13]. Esta, va estrechamente relacionada con el bienestar tanto de los productores como de los consumidores finales. Se necesitan establecer polticas para medicin de la calidad del producto final de acuerdo a los parmetros establecidos inicialmente; por otra parte y por poner un caso ms especifico, para analizar las preferencias de los consumidores potenciales se requiera hacer encuestas o estudios de mercado, todas estas implican la toma de medidas y por ende la metrologa. [13: http://www.lapetus.uchile.cl/lapetus/archivos/1303357825QueesCalidad.pdf]

Tratar de maximizar el beneficio (objetivo de cualquier empresa competitiva), implica tratar de reducir los errores y las prdidas en la mayor medida posible; obtener un error es casi inevitable, pero ms importante que esto es poderlo dimensionar de tal modo que nuestros resultados sean los ms ptimos, as que si podemos estimar las posibles fuentes de error en mediciones de calidad o durante la produccin los resultados seran eventualmente mejores.

Metrologa y Calidad.

Cuando se hace un buen uso de la metrologa, y no solamente en produccin, se adquiere cierto grado de confianza sobre lo que se est analizando. Ya sea un estudio de mercado, o el reporte de efectividad de un nuevo medicamento, es necesario hacer anlisis que implican la toma de medidas sucesivas y que estas presenten algn tipo de patrn por llamarlo de alguna forma.

Dado que todas las empresas y mercados tienen unos estndares de calidad establecidos, bien sea por sus polticas empresariales o mercantiles, o por la normatividad impuesta legalmente, el uso adecuado de la metrologa permite a las empresas alcanzar de alguna manera este objetivo, y garantizar a sus consumidores o mnimo de calidad y confiablidad con la adquisicin de este bien o servicio.

Que beneficios tiene sobre el bienestar?

Cuando un consumidor se siente confiado con respecto a un producto que est adquiriendo es como si tuviese un incentivo para hacerlo. Cuando existen incentivos para adquirir un bien, la demanda de este aumenta. [footnoteRef:14] El bienestar de los consumidores tambin lo hace dado que est adquiriendo un bien que le genera confianza. Dado que la demanda es uno de los componentes del PIB, un aumento en la primera se traducir en un aumento en el segundo; de igual manera el beneficio de los empresarios o productores tambin aumenta debido a que estn en capacidad de ofrecer mayor cantidad de su bien pues los consumidores estn demandando ms de l. [14: Krugman, Fundamentos de Economa, revertr 2008]

Esto en trminos de produccin y mercado, si miramos en cuando lo que se refiere al control de calidad, medicin de la incertidumbre, etc; se reporta que esto le cuesta a un pas industrializado entre el 1 y 2% de su PIB, pero as mismo reporta unos beneficios de entre 1 y 7%[footnoteRef:15]. De manera pues que un porcentaje considerable del PIB dependen de la metrologa. Muchas empresas se ven motivadas a mejorar su calidad, de hecho muchos pases ofrecen incentivos a la productividad y a la calidad, as que podemos ver de qu manera se aplica la metrologa a la economa. Veamos brevemente en que otros aspectos se refleja y que otros beneficios tiene. [15: La metrologa, motor de innovacin tecnolgica y desarrollo industrial, Del campo, Robles. Articulo.]

Otros anlisis que implican mediciones (y por ende metrologa) son los que se refieren a informes estadsticos ya sean de ndole social o econmica. Mencionemos algunos:

1. El ndice de pobreza: es el porcentaje de familias que se encuentran bajo un nivel de ingresos determinado.

2. El ndice de precios al consumidor: es el indicador del costo total de los bienes adquiridos por un consumidor.

3. La tasa de inflacin: es