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Pascual Molina Lucero
1 CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA ÁREA DE METROLOGÍA MECÁNICA División de Metrología de Masa CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA PUBLICACIÓN TÉCNICA CNM-MMM-PT-003 EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) Héctor Nava Jaimes Félix Pezet Sandoval Jorge Mendoza Illescas Ignacio Hernández Gutiérrez Los Cués, Qro., México Mayo, 2001 NOTA: ESTE DOCUMENTO SE HA ELABORADO CON RECURSOS DEL GOBIERNO FEDERAL. SOLO SE PERMITE SU REPRODUCCIÓN SIN FINES DE LUCRO, Y HACIENDO REFERENCIA A ESTA FUENTE.
2 INDICE Prefacio... Prefacio a la Segunda Edición... Prefacio a la Tercera Edición... Capitulo I. El Tratado de la Convención del Metro y el Sistema Internacional de Unidades. Capitulo II. Unidades del SI y Prefijos... Capítulo III. La gramática del SI... Capítulo IV. Magnitudes y Unidades... Capitulo V. Correspondencia entre Unidades... Capítulo VI. Antecedentes de la Metrología Mexicana... Apéndices... Bibliografía b
3 PREFACIO La batalla más grande que la ciencia ha librado a través del siglo XVIII, ha sido haber vencido a la naturaleza, tomándole el SISTEMA DE PESAS Y MEDIDAS Napoleón Bonaparte Las miradas escrutadoras de los representantes del pueblo, se detuvieron varias veces en los cuadernos de quejas que la comuna les enviaba. Con aire de gravedad tomaban nota de las solicitudes sobre la unificación de las medidas en el reino. Estaban formando su programa de trabajo para asistir a la reunión de los Estados Generales convocada por Luis XVI, rey de Francia. El lugar, París; la época, finales del siglo XVIII. Los nubarrones provocados por los problemas sociales presagiaban una gran revolución popular, entre ellos se levantaba un clamor que de tanto repetirse se volvió común: el pueblo sojuzgado por la prepotencia y las injusticias que cometían los señores feudales exigía a su soberano que impusiera su autoridad para tener un solo rey, una sola ley y una sola medida, en todo su territorio. La revolución se desencadenó, y a su triunfo algunos de sus anhelos se fueron cumpliendo. No hubo transcurrido mucho tiempo cuando el químico francés, Henry Antoine de Lavoisier, entusiasmado, sin presagiar su trágico destino, escribía refiriéndose al sistema propuesto para la unificación de las medidas:... nada más grande ni más sublime ha salido de las manos del hombre que el Sistema Métrico Decimal. Lavoisier pagó con su vida el encargo de recaudador de impuestos que le había otorgado la realeza, pero este Sistema, símbolo del deseo unificador de las medidas en el que tanto trabajó, continuó existiendo, creció y proliferó entre las naciones del mundo. Sin embargo a la sombra de esta proliferación se creó un caos científico, los físicos, los mecánicos, los electricistas y aún los comerciantes establecieron sus propias formas métricas, e hicieron su aparición los sistemas CGS, MKS, MKSA y el MTS en sus variantes electrostático y electrodinámico, gravitacionales y absolutos, según el caso, hasta que en 1960 la XI Conferencia General de Pesas y Medidas, la misma que terminó con la hegemonía del patrón de longitud materializado de platino iridio para sustituirlo por la longitud de onda luminosa del kriptón 86, decidió también adoptar el uso universal de un solo sistema de unidades al que denominó Sistema Internacional de Unidades y sus siglas SI. c
4 Como todo sistema armónico y coherente, el SI tiene sus propias reglas cuya observancia es obligatoria a fin de preservar el espíritu de unificación universal que tantas vicisitudes y esfuerzos han costado a la humanidad, para tener un solo lenguaje que permita el buen entendimiento entre los hombres en materia de mediciones. Sirva este trabajo para contribuir a la difusión del Sistema Internacional de Unidades y ayudar a cumplir sus objetivos sobre todo entre los que estamos profesionalmente obligados a usarlo. Héctor Nava Jaimes 2
5 PREFACIO (a la segunda edición) La preferencia que ha tenido la primera edición del "Sistema Internacional de Unidades" (SI), cuyo tiraje se agotó rápidamente es un indicativo del interés por el conocimiento y aplicación de este sistema coherente, fundado en 7 unidades básicas, cuyo origen se encuentra en el antiguo sistema métrico que adoptó las dimensiones de la tierra como base natural del mismo. Queremos recordar a nuestros lectores que en nuestro país el Sistema Internacional de Unidades (SI) esta establecido mediante la norma oficial mexicana NOM- 008-SCFI-1993 con el nombre de Sistema General de Unidades de Medida y es el único legal y de uso obligatorio en México de acuerdo con lo dispuesto en el artículo 5 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. Abril, 1998 Las definiciones y la estructura del Sistema se han actualizado de conformidad con las necesidades de los distintos campos de la física y la ingeniería hasta llegar al estado actual que se muestra en esta edición del Sistema Internacional de Unidades (SI). Nos hemos esmerado para que en esta segunda edición se consideraran las observaciones que amablemente los lectores interesados nos hicieron; se rectificaron errores involuntarios y se adicionaron ejemplos principalmente para apoyar las definiciones y las reglas de la escritura de los nombres y símbolos del SI. Tenemos la firme convicción de que esta publicación contribuirá a la mejor realización de los programas de enseñanza de nuestras instituciones de educación, y al apoyo del uso del SI en el aseguramiento de las mediciones en la industria[1]. 3
7 PREFACIO (a la tercera edición) Cierto día comentando sobre el tema de las unidades de medida y de la incertidumbre de la medición Rigoberto García Cantú, maestro de la metrología e impulsor de esta ciencia en México desde los tiempos en que eran pocos los que tenían la iniciativa de señalar con frecuencia su importancia en el desarrollo industrial del país, mencionó lo que Roberto Grosseteste, maestro de Rogerio Bacon ( ) manifestó en el siglo XIII con relación al tema que se estaba comentando:...no existe medida perfecta de una magnitud continua, excepto cuando se hace por medio de magnitudes continuas indivisibles, por ejemplo, por medio de un punto y ninguna magnitud puede ser perfectamente medida a menos que se conozcan cuantos puntos individuales contiene y dado que estos son infinitos, su número no puede ser conocido por criatura alguna, excepto por Dios, quien dispone cada cosa en número, peso y medida.... Esto manifestaba Rigobertohace reflexionar desde otro punto de vista sobre el concepto de la incertidumbre de la medición y de la unidad de comparación que en aquel entonces se tenía, lo cual a pesar de ello, no fue impedimento para que su mismo discípulo, el franciscano Rogerio Bacon, influenciara con sus teorías para establecer la separación entre la teología y la ciencia. Actualmente Rigoberto García Cantú, no se encuentra entre nosotros pero el legado que dejó en aquellas personas que con él trataron es semilla que fructificará en el campo que fue su pasión: el de las mediciones. Esta tercera edición de El Sistema Internacional de Unidades (SI) se dedica a su memoria. Por otra parte comentamos a nuestros lectores que con el constante afán de mejorar nuestra publicación, esta edición se ha revisado y actualizado de acuerdo con la séptima edición 1998 de Le Système International d Unités publicada recientemente por el Bureau International des Poids et Mesures, organización intergubernamental de la Convención del Metro. En esta revisión resalta la aplicación del signo decimal. En 1997 el Comité Internacional de Pesas y Medidas aprobó el uso del punto como separador decimal en la escritura de los números que aparecen en los textos ingleses en la misma forma como se acepta las pequeñas variantes en la escritura de los nombres de las unidades en lengua inglesa ; sin embargo, en esta edición que se presenta a la consideración de ustedes seguimos apegándonos a nuestra normatividad nacional de utilizar la coma decimal de conformidad con lo establecida por la norma oficial mexicana NOM-008-SCFI-1993 publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de Deseamos que esta publicación sirva para cumplir con los objetivos de su consulta, esta será siempre nuestra finalidad. Octubre,
9 CAPITULO I EL TRATADO DE LA CONVENCIÓN DEL METRO Y EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 7
11 LA CONVENCIÓN DEL METRO Y LOS ORGANISMOS QUE LA INTEGRAN Después de la Revolución Francesa los estudios para determinar un sistema de unidades único y universal concluyeron con el establecimiento del Sistema Métrico Decimal. La adopción universal de este sistema se hizo con el Tratado del Metro o la Convención del Metro, que se firmó en Francia el 20 de mayo de 1875, y en el cual se establece la creación de una organización científica que tuviera, por una parte, una estructura permanente que permitiera a los países miembros tener una acción común sobre todas las cuestiones que se relacionen con las unidades de medida y que asegure la unificación mundial de las mediciones físicas. La estructura Los organismos que fueron creados para establecer dicha estructura son los siguientes [2,3]: La Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), que actualmente se reúne cada 4 años, integrada por los representantes de los Gobiernos de los países firmantes de la Convención del Metro. Bajo su autoridad se encuentra el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM), quien a su vez, supervisa las actividades de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) que es el laboratorio científico permanente. Los objetivos Cada Conferencia General recibe el informe del Comité Internacional sobre los trabajos desarrollados, discute y examina las disposiciones necesarias para asegurar la extensión y el mejoramiento del Sistema Internacional de Unidades, sanciona los resultados de las nuevas determinaciones metrológicas fundamentales, adopta las resoluciones científicas de carácter internacional en el campo de la metrología y las decisiones importantes que afecten a la organización y al desarrollo de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. El CIPM prepara el programa de trabajo de la Conferencia General, establece un informe anual a los Gobiernos de las Altas Partes Contratantes sobre la situación administrativa y financiera del BIPM. Sus reuniones y discusiones son el objeto de informes detallados que publica el BIPM. Los Comités Consultivos El CIPM, ha creado Comités Consultivos que reúnen a los expertos mundiales en cada campo particular de la metrología los que son consejeros sobre todas las cuestiones científicas y técnicas. Los Comités Consultivos estudian de manera profunda los progresos científicos y técnicos que puedan tener una influencia directa sobre la metrología, preparan recomendaciones que son discutidas por el CIPM, organiza comparaciones internacionales de patrones y aconseja 9
12 al CIPM sobre los trabajos científicos a efectuar en el BIPM. Estos Comités tienen relación con los grandes laboratorios de metrología. Los Comités Consultivos son actualmente diez y sus actividades son: - Comité Consultivo de Electricidad y Magnetismo (CCEM) nuevo nombre dado en 1997 al Comité Consultivo de Electricidad (CCE), creado en 1927: la realización práctica del volt, del ohm, del ampere y del watt del SI, patrones de referencia del volt y del ohm fundados sobre el efecto Josephson y el efecto Hall cuántico, patrones de capacidad y de paso de corriente continua a corriente alterna, patrones eléctricos en radiofrecuencias y en ondas milimétricas. - Comité Consultivo de Fotometría y Radiometría (CCPR) nuevo nombre dado en 1971 al Comité Consultivo de Fotometría (CCP), creado en 1933: escalas fotométricas y radiométricas, desarrollo de la radiometría absoluta, radiometría para las fibras ópticas. - Comité Consultivo de Termometría (CCT), creado en 1937: establecimiento y realización de la Escala Internacional de Temperatura de 1990 (EIT-90), diferencias entre T 90 y la temperatura termodinámica, extensión y mejoramiento de la EIT-90, puntos secundarios de referencia, tablas internacionales de referencia para los termopares y los termómetros de resistencia. - Comité Consultivo de las Longitudes (CCL) nuevo nombre dado en 1997 al Comité Consultivo para la Definición del Metro (CCDM), creado en 1952: definición y realización del metro, medidas prácticas de longitud y ángulo. - Comité Consultivo de Tiempo y Frecuencia (CCTF) nuevo nombre dado en 1997 al Comité Consultivo para la Definición del Segundo (CCDS) creado en 1956: definición y realización del segundo, establecimiento y difusión del tiempo atómico internacional (TAI) y del tiempo universal coordinado (UTC). - Comité Consultivo de las Radiaciones Ionizantes (CCRI) nuevo nombre dado en 1997 al Comité Consultivo para los Patrones de Medida de las Radiaciones Ionizantes (CCEMRI), creado en 1958: definiciones de las magnitudes y de las unidades, patrones de dosimetría para los rayos X y γy para los neutrones, medidas de radioactividad y Sistema Internacional de Referencia para la medida de los radionúclidos (SIR). - Comité Consultivo para la Masa y Magnitudes relacionadas (CCM), creado en 1980: comparaciones de patrones de masa con el prototipo internacional del kilogramo, problemas relativos a la definición de la unidad de masa, determinación de la constante de Avogadro, así como patrones de densidad, de presión y 10
13 de fuerza, dureza gastos de fluidos y la viscosidad (los tres últimos agregados en 1999) - Comité Consultivo para la Cantidad de Sustancia (CCQM), creado en 1993: métodos primarios para medir la cantidad de sustancia y comparaciones internacionales, establecimiento de la trazabilidad a nivel internacional entre laboratorios nacionales concernientes a la metrología química. - Comité Consultivo de Unidades (CCU), creado en 1964: evolución del Sistema Internacional de Unidades (SI), publicación de ediciones sucesivas de folletos sobre el SI. - Comité Consultivo de Acústica ultrasonidos y vibraciones (CCAUV), creado en
14 CONVENCIÓN DEL METRO Tratado entre países. Actualmente son 48 CGPM Representantes de los gobiernos Administración del BIPM Decisiones internacionales del SI LA CONVENCIÓN DEL METRO Y LOS ORGANISMOS QUE LA INTEGRAN CIPM BIPM Cuerpo directivo del BIPM 18 expertos en metrología de diferentes países Prepara e implementa las decisiones de la CGPM Laboratorio internacional Mantiene los patrones internacionales Calibra patrones de referencia Coordina intercomparaciones Publica la revista Metrología 10 Comités Consultivos 12 * al 31 de diciembre de 1997.
15 ANTECEDENTES DEL SI En 1790, a finales de la Revolución Francesa, le correspondió a la Academia de Ciencias de París hacer las proposiciones para crear un sistema de medidas que pudiera ordenar el caos que existía en aquel entonces por la gran variedad de medidas existentes en toda Francia [4]. La base del Sistema Estas proposiciones las hace la Academia a petición de la Asamblea Nacional Francesa, fundamentándose en un sistema decimal perdurable e indestructible tomando como base la unidad de longitud, el metro, del cual se deducirán las unidades de las magnitudes que fueron de uso común para la época: el área, el volumen y los pesos. Los científicos Excepcionales fueron los trabajos de los hombres de ciencia de aquel entonces para establecer el sistema, entre los que podemos citar [5].: Legendré, Lavoisier, Coulomb, Borda, Berthollet, Lagrange, Delambre, Lefëvre-Gineau, Haüy, Mechain, Van Swiden, para que junto con otros científicos llegaran al establecimiento del Sistema Métrico Decimal. La universalidad Al transcurrir los años, el Sistema Métrico Decimal se hizo universal después de la firma en 1875 por los países signatarios de la Convención del Metro y que instituyó en esa ocasión la Conferencia General de Pesas y Medidas, el Comité y la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. En 1960 la Conferencia denomina Sistema Internacional de Unidades (SI), a este Sistema. Las reuniones de la Conferencia La Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), máxima autoridad de la metrología científica es la que aprueba las nuevas definiciones del Sistema internacional de Unidades y recomienda a los países miembros de la Convención del Metro, que, en la medida de lo posible lo integren a sus legislaciones. Hasta 1995, la CGPM se ha reunido 20 veces. Los antecedentes de la formación del SI a través de las reuniones de la CGPM, son los siguientes: En el año de 1948, la novena Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) encomienda al Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM), mediante su resolución 6, el estudio completo de una reglamentación de las unidades de medida del sistema MKS y de una unidad eléctrica del sistema práctico absoluto, a fin de establecer un sistema de unidades de medida susceptible de ser adoptado por todos los países signatarios de la Convención del Metro. Esta misma Conferencia en su 13
16 resolución 7, fija los principios generales para los símbolos de las unidades y proporciona una lista de nombres especiales para ellas. En 1954, la décima Conferencia General de Pesas y Medidas, en su resolución 6 adopta las unidades de base de este sistema práctico de unidades en la forma siguiente: de longitud, metro; de masa, kilogramo; de tiempo, segundo; de intensidad de corriente eléctrica, ampere; de temperatura termodinámica, kelvin; de intensidad luminosa, candela. En 1956, reunido el Comité Internacional de Pesas y Medidas, emite su recomendación número 3 por la que establece el nombre de Sistema Internacional de Unidades, para las unidades de base adoptadas por la décima CGPM. Posteriormente, en 1960 la décima primera CGPM en su resolución 12 fija los símbolos de las unidades de base, adopta definitivamente el nombre de Sistema Internacional de Unidades SI; designa los múltiplos y submúltiplos y define las unidades suplementarias y derivadas. La decimacuarta CGPM efectuada en 1971, mediante su resolución 3 decide incorporar a las unidades de base del SI, la mol como unidad de cantidad de sustancia. Con esta son 7 las unidades de base que integran el Sistema Internacional de Unidades. En 1980, en ocasión de la reunión del CIPM se hace la observación de que el estado ambiguo de las unidades suplementarias compromete la coherencia interna del SI y decide recomendar (resolución número 1) que se interprete a las unidades suplementarias como unidades derivadas adimensionales. Finalmente, la vigésima Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en 1995 decide aprobar lo expresado por el CIPM, en el sentido de que las unidades suplementarias del SI, nombradas radián y esterradián, se consideren como unidades derivadas adimensionales y recomienda consecuentemente, eliminar esta clase de unidades suplementarias como una de las que integran el Sistema Internacional. Como resultado de esta resolución que fue aprobada, el SI queda conformada únicamente con dos clases de unidades: las de base y las derivadas. El perfeccionamiento del SI Ha transcurrido cerca de medio siglo desde que empezó a integrarse el Sistema Internacional de Unidades, cerca de 50 años en los cuales se ha logrado simplificar su estructura sin dejar de cubrir todo el campo del conocimiento humano como se establece mas adelante. 14
17 La incorporación de nuevas unidades, de sus definiciones, del cambio de ellas motivado por el avance científico y tecnológico, ha sido únicamente después de laboriosas investigaciones y de interesantes debates efectuados en cada uno de los organismos citados que regulan la metrología científica; este sistema por lo tanto, no es estático sino que se adapta para responder a las exigencias de un mundo cuyas necesidades en materia de mediciones crecen inexorablemente. 15
18 LAS DECISIONES RELEVANTES DE LA CONFERENCIA GENERAL DE PESAS Y MEDIDAS QUE HAN CONTRIBUIDO AL PERFECCIONAMIENTO DEL SI Encomienda al CIPM un estudio para reglamentar las unidades de medida. Define el ampere. Adopta el sistema de 6 unidades de base. Elige el punto triple del agua. Adopta el nombre de Sistema Internacional de Unidades y las siglas SI. Redefine el metro y el segundo. Fija reglas para los prefijos. Decide sobre el litro y el decímetro cúbico. Se introduce el prefijo femto y atto. 9a. CGPM, 1948 Define el segundo en función del átomo de cesio 133. Redefine la candela. Adiciona unidades derivadas. El ºK se reemplaza por K. 10a. CGPM, 1954 Define la unidad de temperatura termodinámica. 11a. CGPM, a. CGPM, 1964 Define e incorpora la mol como séptima unidad de base. Introduce el pascal y el siemens. 13a. CGPM, a. CGPM, 1971 Establece el Tiempo Universal Coordinado como escala de tiempo 15a. CGPM, 1975 (UTC). Introduce el becquerel y el gray.se adicionan los prefijos exa y peta. 16a. CGPM, a. CGPM, 1983 Redefine la candela. Introduce el sievert. Se establecen los símbolos l y L para el litro. 19a. CGPM, a. CGPM, 1995 Redefine el metro en función de la velocidad de la luz. 21a. CGPM, 1999 Introduce los prefijos Z, Y, z, y. Elimina la clase de unidades suplementarias dentro del contexto del SI. Establece el katal como unidad SI derivada 16
19 CAPITULO II UNIDADES DEL SI Y PREFIJOS 17
21 UNIDADES DEL SI El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el sistema coherente de unidades adoptado y recomendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas [5,6,7,8,9]. Hasta antes de octubre de 1995, el Sistema Internacional de Unidades estaba integrado por tres clases de unidades: Unidades SI de base, Unidades SI suplementarias y Unidades SI derivadas. La XX Conferencia General de Pesas y Medidas, reunida en esa fecha, decidió que las unidades suplementarias (radián y esterradián) formaran parte de las unidades derivadas adimensionales. Con esta decisión las clases de unidades que forman el SI se redujo a unidades SI de base o fundamentales y unidades SI derivadas. Clases de Unidades que integran el SI Unidades SI de base o fundamentales Unidades SI derivadas 19
22 UNIDADES SI DE BASE Son 7 unidades sobre las que se fundamenta el sistema y de cuya combinación se obtienen todas las unidades derivadas. La magnitud correspondiente, el nombre de la unidad y su símbolo se indican en la Tabla 1. Magnitud Unidad Símbolo longitud metro m masa kilogramo kg tiempo segundo s corriente eléctrica ampere A temperatura termodinámica kelvin K intensidad luminosa candela cd cantidad de sustancia mol mol Tabla 1. Magnitudes, nombres y símbolos de las unidades SI de base 20
23 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE metro: Unidad de longitud En su inicio en 1793, sirvió como base la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, en 1889 (1ª CGPM) se materializó en una regla de platino iridio, en 1960 (11ª CGPM) se reprodujo con la longitud de onda del kriptón 86 y finalmente en 1983 (17ª CGPM) se igualó el recorrido de la luz en una fracción de tiempo. Actualmente la unidad de longitud se realiza y se disemina por medio de láseres estabilizados, lámparas espectrales y patrones materializados de acuerdo a su definición. Es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de 1/ de segundo, (17ª CGPM, 1983). Realización en el CENAM de la definición del metro mediante un Láser He-Ne estabilizado con una celda interna de yodo a una longitud de onda de ,22 fm [10]. 21
24 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE Unidad de masa Partiendo de la grave de Lavoisier en 1793, la unidad de masa era el peso de un decímetro cúbico de agua a la temperatura de fusión del hielo y, después se consideró a la temperatura de su máxima densidad. Actualmente la unidad de masa está representada por un cilindro de platino iridio de diámetro y altura iguales (39 mm). El mundo científico hace esfuerzos para redefinir la unidad de masa en términos de constantes universales ya que el kilogramo es la única unidad de todas las unidades de base del SI que se realiza por medio de un patrón materializado, esto, desde los tiempos de la fundación del Sistema Métrico. kilogramo: Es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo, (1ª y 3ª CGPM, 1889 y 1901) Patrón Nacional de Masa prototipo No. 21, conservado en el CENAM. 22
25 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE segundo: Unidad de tiempo Es la duración de períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 (13ª CGPM, 1967). La escala de tiempo de los astrónomos fundamentada en las leyes de la gravitación universal servía para definir el segundo hasta 1967, actualmente esta unidad se define en la escala de tiempo de los físicos a partir de la frecuencia de una cierta transición hiperfina del átomo de cesio 133. El patrón atómico de cesio constituye a la vez la referencia de tiempo y frecuencia. Laboratorio de relojes atómicos del CENAM, donde se mantienen en operación los Patrones Nacionales de Tiempo y Frecuencia. 23
26 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE Unidad de corriente eléctrica La realización práctica de esta definición se logra con el uso de balanzas de corriente o electrodinamómetros, sin embargo como la medición de la fuerza ejercida mutuamente por una corriente que circula en ellos es difícil, la incertidumbre asociada a este método es alta. En la práctica la unidad de corriente eléctrica se realiza a partir de patrones materializados de tensión y resistencia. ampere: Es la intensidad de una corriente constante que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí, en el vacío, producirá entre ellos una fuerza igual a 2x10-7 newton por metro de longitud (9ª CGPM, 1948). Los grandes laboratorios utilizan como patrón de tensión una red de uniones Josephson y como patrón de resistencia el efecto Hall cuántico. Laboratorio de patrón de tensión del CENAM, donde se mantiene en operación el efecto Josephson. 24
27 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE Unidad de temperatura termodinámica En 1954, la 10a. CGPM modificó la base termodinámica de la escala de temperatura, en vez de hacerla sobre dos puntos fijos, el punto de congelación y el punto de ebullición del agua, se hizo sobre un solo punto fijo fundamental, el punto triple del agua al cual se le atribuye el valor de 1/273,16 K. Las medidas prácticas de temperaturas se efectúan en las denominadas escalas internacionales que en su turno fueron conocidas como EIT-27, EIT-48, EIPT-68 y finalmente la EIT-90, escala internacional de temperatura de 1990, basada en un número definido de puntos fijos y en instrumentos de interpolación calibrados en dichos puntos. Es de uso común expresar una temperatura termodinámica (T) en función de su diferencia por relación a la temperatura de referencia To = 273,15 K, punto de congelación del agua. Esta diferencia de temperatura es llamada temperatura Celsius (t) y se define por la ecuación t = T-To. La unidad de temperatura Celsius es el grado Celsius ( C) igual a la unidad kelvin por definición. Un intervalo o una diferencia de temperatura puede expresarse tanto en kelvin como en grado Celsius (13ª CGPM, Resolución 3). El kelvin y el grado Celsius son unidades de la Escala Internacional de temperatura de 1990 (EIT-90) adoptado por el Comité Internacional en 1989 en su recomendación 5. kelvin: Es la fracción de 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (13ª CGPM, 1967). Celda del punto triple del agua, estas celdas se construyen y mantienen en el laboratorio de termometría del CENAM y definen al kelvin. 25
28 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE Unidad de intensidad luminosa La realización de la candela puede hacerse midiendo la energía de una fuente a través de un filtro V (λ) que simula la respuesta del sistema visual humano en función de la longitud de onda. La transferencia de la unidad se realiza a partir de lámparas patrón y fotodiodos, mediante métodos de comparación. La unidad de intensidad luminosa primeramente fue establecida utilizando patrones de flama o de filamento incandescente. Fueron reemplazadas por la bujía nueva fundada sobre la luminancia del radiador de Planck (cuerpo negro) a la temperatura de congelación del platino. La 9 ª CGPM adopta un nuevo nombre internacional la candela, símbolo cd. En 1979 en razón de las dificultades experimentales para la realización de un radiador de Planck a temperaturas elevadas y a las posibilidades ofrecidas por la radiometría (medida de la potencia de la radiación óptica) la 16 ª CGPM adopta una nueva definición de la candela que actualmente se encuentra vigente. candela: Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540x10 12 hertz y cuya intensidad energética en esa dirección es 1/683 watt por esterradián (16ª CGPM, 1979). Laboratorio de fotometría del CENAM, donde se realiza y se mantienen en operación los Patrones Nacionales de Intensidad Luminosa. 26
29 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE Unidad de cantidad de sustancia Incorporada en 1971 como la séptima unidad de base del SI para formar la estructura metrológica del campo de la físico-química, la mol no se refiere a una masa sino a un número de partículas. Mencionar un número determinado de moles sin indicar cuales son las partículas es tan incierto como mencionar un número de metros sin señalar a que dimensión del objeto se refiere. mol: Es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como existen átomos en 0,012 kg de carbono 12 (14ª CGPM, 1971). La definición de mol establecida por la 14 ª CGPM en 1971 se refiere a los átomos de carbono 12 no ligados, que se encuentran en reposo y en su estado fundamental. Imagen de partículas de dióxido de silicio obtenidas con microscopía de barrido de electrones del CENAM. Suponiendo que cada partícula esférica como las mostradas es equivalente a una molécula de SiO 2, entonces 6, x de tales partículas, formarían una mol de SiO 2 con una masa de 60,083 g ± 0,0004 g. 27
30 EJEMPLOS DE UNIDADES SI DERIVADAS EXPRESADAS EN TÉRMINOS DE LAS UNIDADES BASE Magnitud Unidad SI Nombre Símbolo superficie metro cuadrado m 2 volumen metro cúbico m 3 velocidad metro por segundo m/s aceleración metro por segundo al cuadrado m/s 2 número de ondas metro a la menos uno m -1 Estas unidades se forman por combinaciones simples de las unidades del SI de base de acuerdo con las leyes de la física. masa volúmica, densidad volumen específico densidad de corriente kilogramo por metro cúbico metro cúbico por kilogramo ampere por metro cuadrado kg/m 3 m 3 /kg A/m 2 campo magnético ampere por metro A/m concentración (de cantidad de sustancia) luminancia Índice de refracción mol por metro cúbico mol/m 3 candela por metro cuadrado cd/m 2 (el número) uno 1 Tabla 2. Ejemplo de unidades SI expresadas en términos de las unidades base. 28
31 Magnitud Nombre de la unidad SI derivada Símbolo Expresión en unidades SI de base Expresión en otras unidades SI ángulo plano radián rad m m -1 =1 UNIDADES SI DERIVADAS QUE TIENEN NOMBRE Y SÍMBOLO ESPECIAL Para facilitar la expresión de unidades derivadas formadas de combinaciones de unidades de base, se le ha dado a un cierto número de ellas un nombre y un símbolo especial. Estas se indican en la Tabla 3, y ellas mismas pueden ser utilizadas para expresar otras unidades como se muestra en la tabla 4. ángulo sólido esterradián sr m 2 m -2 =1 frecuencia hertz Hz s -1 fuerza newton N m kg s -2 presión, esfuerzo pascal Pa m -1 kg s -2 N/m² trabajo,energía, cantidad de calor joule J m² kg s -2 N m potencia, flujo energético watt W m² kg s -3 carga eléctrica, cantidad de electricidad coulomb C s A diferencia de potencial, tensión eléctrica, fuerza electromotriz, potencial eléctrico volt V m² kg s -3 A -1 W/A capacitancia eléctrica farad F m -2 kg -1 s 4 A 2 C/V resistencia eléctrica ohm Ω m 2 kg s -3 A -2 V/A conductancia eléctrica siemens S m -2 kg -1 s 3 A 2 A/V flujo de inducción magnético weber Wb m 2 kg s -2 A -1 V.s inducción magnética tesla T kg s -2 A -1 Wb/m² inductancia henry H m 2 kg s -2 A -2 Wb/A flujo luminoso lumen lm m 2 m -2 cd=cd cd sr iluminancia lux lx m 2 m 4 cd=m -2 cd lm/m² actividad de un radionúclido becquerel Bq s -1 dosis absorbida, energía másica, kerma gray Gy m 2 s -2 J/kg temperatura Celsius grado Celsius ºC K Dosis equivalente,equivalente de dosis ambiental, equivalente de dosis direccional, equivalente de dosis individual, dosis equivalente en un órgano sievert Sv m 2 s -2 J/kg actividad catalítica katal kat mol/s Tabla 3. Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales. 29
32 UNIDADES SI DERIVADAS CON NOMBRES ESPECIALES Magnitud derivada Nombre Unidad SI derivada Símbolo Expresión en unidades SI de base viscosidad dinámica pascal segundo Pa s m -1 kg s -1 momento de una fuerza newton metro N m m 2 kg s -2 tensión superficial newton por metro N/m kg s -2 velocidad angular radián por segundo rad/s m m -1 s -1 = s -1 aceleración angular radián por segundo cuadrado rad/s 2 m m -1 s -2 = s -2 Ejemplos de unidades SI derivadas cuyos nombres y símbolos incluyen unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales. flujo térmico superficial luminosidad energética watt por metro cuadrado w/m 2 kg s -3 capacidad térmica entropía joule por kelvin J/K m 2 kg s -2 K -1 capacidad térmica másica, entropía másica joule por kilogramo kelvin J/(kg K) m 2 s -2 K -1 energía másica joule por kilogramo J/kg m 2 s -2 conductividad térmica watt por metro kelvin W/(m K) m kg s -3 K -1 energía volúmica joule por metro cúbico J/m 3 m -1 kg s -2 campo eléctrico volt por metro V/m m kg s -3 A -1 carga eléctrica volúmica coulomb por metro cúbico C/m 3 m -3 s A desplazamiento eléctrico coulomb por metro cuadrado C/m 2 m -2 s A permitividad farad por metro F/m m -3 kg -1 s 4 A 2 permeabilidad henry por metro H/m m kg s -2 A -2 energía molar joule por mol J/mol m 2 kg s -2 mol -1 entropía molar, capacidad térmica molar joule por mol kelvin J/(mol K) m 2 kg s -2 K -1 mol -1 exposición (rayos c y g) coulomb por kilogramo C/kg kg -1 s A gasto de dosis absorbida gray por segundo Gy/s m 2 s -3 intensidad energética watt por esterradián W/sr m 4 m -2 kg s -3 =m 2 kg s -3 luminancia energética watt por metro cuadrado esterradián W/(m 2 sr) m 2 m -2 kg s -3 =kg s -3 Tabla 4. Ejemplo de unidades SI derivadas con nombres especiales. 30
33 UNIDADES QUE NO PERTENECEN AL SI, PERO QUE SE ACEPTAN PARA UTILIZARSE CON EL MISMO Este tipo de unidades no pertenece al Sistema Internacional de Unidades, pero por su uso extendido se considera que es preferible mantenerlas. En la tabla siguiente se indican sus equivalencias con las unidades del SI. Nombre Símbolo Valor en unidades SI minuto hora día grado minuto segundo min h d 1 min = 60 s 1 h = 60 min = s 1 d = 24 h = s 1 =(π/180) rad 1 =(1/60) = (π/10 800) rad 1 =(1/60) = (π/ ) rad litro L,l 1 L= 1 dm³ =10 - ³ m³ tonelada t 1 t=10³ kg neper Np 1 Np=1 bel B 1 B=(1/2) ln 10 (Np) Tabla 5. Unidades que no pertenecen al SI, pero que se aceptan para utilizarse con el mismo 31
34 UNIDADES QUE NO SON DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES, QUE SE ACEPTAN PARA UTILIZARSE CON EL SI Y CUYO VALOR SE OBTIENE EXPERIMENTALMENTE Nombre Símbolo Valor en unidades SI electronvolt ev 1 ev= 1, (49) 10 - unidad de masa atómica unificada unidad astronómica 19 J u 1 u = 1, (10) kg ua 1 ua=1, (30) m Tabla 6. Unidades que no son del sistema internacional de unidades, que se aceptan para utilizarse con el SI y cuyo valor se obtiene experimentalmente UNIDADES QUE NO SON DEL SI QUE PUEDEN UTILIZARSE CON EL SISTEMA INTERNACIONAL Estas unidades que no son del SI se utilizan para responder a necesidades específicas en el campo comercial o jurídico o por interés particular científico. Las equivalencias de estas unidades con las unidades del SI deben ser mencionadas en todos los documentos donde se utilicen. Es preferible evitar emplearlas. Magnitud Símbolo Valor en unidades SI milla marina nudo 1 milla marina= m 1 milla marina por hora = (1 852/3 600) m/s area a 1 a=1 dam 2 =10 2 m 2 hectárea ha 1 ha=1 hm 2 =10 4 m 2 bar bar 1 bar = 0, 1 Mpa=100 kpa = 1000 hpa=10 5 Pa ánstrom Å 1 Å=0,1 nm=10-10 m barn b 1 b=100 fm 2 = m 2 Tabla 7. Unidades que no son del SI, pero que pueden utilizarse con el. 32
35 UNIDADES DERIVADAS DEL SISTEMA CGS CON NOMBRE ESPECIAL Nombre Símbolo Valor en unidades SI erg erg 1 erg = 10-7 J dyne dyn 1 dyn = 10-5 N En algunos campos especializados de la investigación científica, en particular en física, pueden existir algunas veces motivos serios que justifiquen el empleo de otros sistemas o de otras unidades, y aunque no se recomienda su uso, es importante que los símbolos empleados para representar las unidades que no son del Sistema Internacional estén conforme a las recomendaciones internacionales en vigor. poise P 1 P = 1 dyn s/cm 2 = 0,1 Pa.s stokes St 1 St = 1 cm 2 /s = 10-4 m 2 /s gauss G 1 G corresponde a 10-4 T oersted Oe 1 Oe corresponde a (1000/4π) A/m maxwell Mx 1 Mx corresponde a 10-8 Wb stilb sb 1 sb = 1 cd/cm 2 = 10 4 cd/m 2 phot ph 1 ph = 10 4 lx gal Gal 1Gal= 1 cm/s 2 =10-2 m/s 2 Tabla 8. Unidades del sistema CGS con nombre especial que es preferible evitar emplearlas 33
36 OTROS EJEMPLOS DE UNIDADES FUERA DEL SI La tabla 8a contiene unidades que aparecen todavía en libros de texto que no han sido actualizados y se recomienda que en caso de ser usadas en documentos técnicos se especifique su relación con las unidades del SI. Nombre Símbolo Valor en unidades SI Curie Ci 1Ci=3, Bq röntgen R 1R=2, C/kg rad rad 1rad=1cGy=10-2 Gy rem rem 1 rem = 1cSv = 10-2 Sv unidad X 1 unidad X 1, nm gamma γ 1 γ=1nt= 10-9 T jansky Jy 1 Jy=10-26 W m - 2 Hz -1 fermi quilate métrico 1 fermi=1 fm=10-15 m 1 quilate métrico = 200 mg= kg torr Torr 1 Torr=( /760) Pa atmósfera normal atm 1atm= Pa caloría cal tiene varios valores (ver capítulo V correspondencia entre unidades ) micrón µ 1 µ=1 µm=10-6 m kilogramo fuerza kgf 1 kgf=9, N stere st 1 st=1 m 3 Tabla 8a. Otros ejemplos de unidades fuera del SI 34
37 PREFIJOS DEL SI En la actualidad existen 20 prefijos, debido al gran número de ellos se dificulta su utilización; en un tiempo estuvieron sujetos a desaparecer para substituirlos por potencias positivas y negativas de base 10. Los prefijos no contribuyen a la coherencia del SI pero se ha visto la necesidad de su empleo para facilitar la expresión de cantidades muy diferentes. Nombre Símbolo Valor yotta Y = zetta Z = exa E = peta P = tera T = giga G 10 9 = mega M 10 6 = kilo k 10 3 = hecto h 10 2 = 100 deca da 10 1 = 10 deci d 10-1 = 0,1 centi c 10-2 = 0,01 mili m 10-3 = 0,001 micro µ 10-6 = 0, nano n 10-9 = 0, pico p = 0, femto f = 0, atto a = 0, zepto z = 0, yocto y = 0, Tabla 9. Prefijos del SI 35
38 PREFIJOS DEL SI Nombre Símbolo Valor Origen Significado Año de adopción por la CGPM yotta Y griego ocho 1991 zetta Z griego siete 1991 exa E griego seis 1975 peta P griego cinco 1975 tera T griego monstruoso, prodigioso 1960 giga G 10 9 griego gigante 1960 mega M 10 6 griego grande 1960 kilo k 10 3 griego mil 1960 hecto h 10 2 griego cien 1960 deca da 10 1 griego diez 1960 deci d 10-1 latino décimo 1960 centi c 10-2 latino centésimo 1960 mili m 10-3 latino milésimo 1960 micro µ 10-6 griego pequeño 1960 nano n 10-9 latino pequeño 1960 pico p italiano pequeño 1960 femto f danés quince 1964 atto a danés diez y ocho 1964 zepto Z griego siete 1991 yocto y griego ocho 1991 Tabla 9a. Prefijos, su origen y significado 36
39 CAPITULO III LA GRAMÁTICA DEL SI 37
41 REGLAS DE ESCRITURA DE LOS SÍMBOLOS DE LAS UNIDADES Y LOS PREFIJOS La conformación de un lenguaje contiene reglas para su escritura que evitan confusiones y facilitan la comunicación. Lo mismo sucede en el lenguaje de las medidas. El Sistema Internacional de Unidades (SI) tiene sus propias reglas de escritura que permiten una comunicación unívoca. Por ejemplo, abreviar indiscriminadamente o escribir con mayúscula el nombre de las unidades es muy común en el medio y son faltas que podrían causar ambigüedad. En este capítulo se presentan las reglas que apoyan el uso del Sistema Internacional (SI), en documentos escritos. El cuidado que se ponga en aplicar estas reglas ayuda a incrementar la credibilidad y seriedad en la presentación de resultados en los ambientes técnico y científico. 39
42 No. Descripción Escribir No escribir 1 El uso de unidades que no pertenecen al SI debe limitarse a aquellas que han sido aprobadas por la Conferencia General de Pesas y Medidas. 2 Los símbolos de las unidades deben escribirse en caracteres romanos rectos, no en caracteres oblicuos ni con letras cursivas. m Pa m Pa 3 El símbolo de las unidades debe escribirse con minúscula a excepción hecha de las que se derivan de nombres propios. No utilizar abreviaturas. 4 En los símbolos, la substitución de una minúscula por una mayúscula no debe hacerse ya que puede cambiar el significado. 5 En la expresión de una magnitud, los símbolos de las unidades se escriben después del valor numérico completo, dejando un espacio entre el valor numérico y el símbolo. Solamente en el caso del uso de los símbolos del grado, minuto y segundo de ángulo plano, no se dejará espacio entre estos símbolos y el valor numérico. 6 Contrariamente a lo que se hace para las abreviaciones de las palabras, los símbolos de las unidades se escriben sin punto final y no deben pluralizarse para no utilizar la letra s que por otra parte representa al segundo. En el primer caso existe una excepción: se pondrá punto si el símbolo finaliza una frase o una oración. metro m Mtr segundo s Seg ampere A Amp. pascal Pa pa 5 km para indicar 5 kilómetros 5 Km porque significa 5 kelvin metro 253 m 5 ºC 5º 50 mm 50 kg 253m 5ºC 5 º 50 mm. 50 kgs 7 Cuando la escritura del símbolo de una unidad no pareciese correcta, no debe substituirse este símbolo por sus abreviaciones aún si estas pareciesen lógicas. Se debe recordar la escritura correcta del símbolo o escribir con todas las letras el nombre de la unidad o del múltiplo a que se refiera. segundo o s ampere o A kilogramo o kg litros por minuto o L/min s -1 o min -1 km/h seg. Amp. Kgr LPM RPS ó RPM KPH Tabla 10. Reglas de escritura de los símbolos de las unidades y los prefijos 40
43 No. Descripción Escribir No escribir 8 Cuando haya confusión con el símbolo l de litro y la cifra 1, se puede escribir el símbolo L, aceptada para representar a esta unidad por la Conferencia General de Pesas y Medidas. 9 Las unidades no se deben representar por sus símbolos cuando se escribe con letras su valor numérico. 10 Las unidades de las magnitudes derivadas deben elegirse tomando en consideración principalmente las unidades de las magnitudes componentes de su definición. 11 No deben agregarse letras al símbolo de las unidades como medio de información sobre la naturaleza de la magnitud considerada. Las expresiones MWe para megawatts eléctrico,vac para volts corriente alterna y kjt para kilojoules térmico deben evitarse. Por esta razón no deben hacerse construcciones SI equivalentes al de las abreviaciones psia y psig para distinguir entre presión absoluta y presión manométrica; en este caso, la palabra presión es la que debe ser calificada apropiadamente. 12 El signo de multiplicación para indicar el producto de dos o mas unidades debe ser de preferencia un punto. Este punto puede suprimirse cuando la falta de separación de los símbolos de las unidades que intervengan en el producto no se preste a confusión 13 Cuando se escribe el producto de los símbolos éste se expresa nombrando simplemente a estos símbolos. 14 Cuando una magnitud es el producto de varias magnitudes y entre estas no existe ningún cociente, el símbolo de la unidad de esta magnitud se forma por el producto del símbolo de las unidades componentes. 11 L 11 l cincuenta kilómetros momento de una fuerza: newton metro energía cinética: joule presión manométrica de10 kpa presión absoluta de 10 kpa tensión en corriente alterna: 120 V N m, N m, para designar: newton metro o m N, para designar: metro newton m.s se dice metro segundo kg.m se dice kilogramo metro viscosidad dinámica (η): Pa s momento magnético (m): A m 2 Tabla 10 (Cont.). Reglas de escritura de los símbolos de las unidades y los prefijos cincuenta km momento de una fuerza: newton metro=joule energía cinética: newton metro 10 kpa man. 10 kpa abs. 120 Vac mn que se confunde con milinewton metro por segundo kilogramo por metro Pa-s A-m 2 41
44 No. Descripción Escribir No escribir 15 Para no repetir el símbolo de una unidad que interviene muchas veces en 1 dm dm dm un producto, se utiliza el exponente conveniente. En el caso de un múltiplo o de un submúltiplo, el exponente se aplica también al prefijo. 1 dm 3 1 dm 3 = (0,1 m) 3 = 0,001 m 3 1 dm 3 = 0,1 m 3 16 Para expresar el cociente de dos símbolos, puede usarse entre ellos una línea inclinada o una línea horizontal o bien afectar al símbolo del denominador con un exponente negativo, en cuyo caso la expresión se convierte en un producto 17 Cuando una magnitud es el cociente de otras, se expresa el nombre de la unidad de esa magnitud intercalando la palabra por entre el nombre de la unidad del dividendo y el nombre de la unidad del divisor. 18 En la expresión de un cociente no debe ser usada mas de una línea inclinada. m/s m.s -1 m s km/h o kilómetro por hora m/s 2 J/mol K kilómetro entre hora m/s/s J/mol/K 19 Cuando se trata del símbolo de una magnitud que sea el cociente de dos unidades, solamente se debe utilizar un prefijo y este debe ser colocado en el numerador. Es preferible en forma general, no usar múltiplos o submúltiplos en el denominador 20 En las expresiones complicadas debe utilizarse paréntesis o exponentes negativos. 21 Los nombres completos de las unidades y los símbolos de ellos no deben usarse combinados en una sola expresión. 22 Si el nombre de una unidad figura muchas veces en el denominador como factor de un producto, se puede en lugar de repetirlo, emplear según el caso, uno de los adjetivos cuadrado, cubo, etc. kv/m J/kg J/(mol.K) o bien J.mol -1.K -1 m/s aceleración: metro por segundo cuadrado kv/mm J/g J/mol K J/mol/K metro/s Tabla 10 (Cont.). Reglas de escritura de los símbolos de las unidades y los prefijos 42
45 No. Descripción Escribir No escribir 23 En la escritura de los múltiplos y submúltiplos de las unidades, el nombre del prefijo no debe estar separado del nombre de la unidad. microfarad 24 Debe evitarse el uso de unidades de diferentes sistemas. kilogramo por metro cúbico. 25 Celsius es el único nombre de unidad que se escribe siempre con mayúscula, los demas siempre deben escribirse con minúscula, exceptuando cuando sea principio de una frase. 26 El plural de los nombres de las unidades se forma siguiendo las reglas para la escritura del lenguaje. 27 Sin embargo, se recomienda los plurales irregulares para los siguientes casos. El newton es la unidad SI de fuerza. El grado Celsius es una unidad de temperatura. Pascal es el nombre dado a la unidad SI de presión 10 newtons 50 gramos Singular lux hertz siemens Plural lux hertz siemens micro farad kilogramo por galón el Newton es la unidad SI de fuerza El grado celsius es la unidad de temperatura 10 N s ó 10 Newton 50 gramo luxes hertzes 28 Para escribir un producto con el nombre completo de las unidades que intervienen, debe dejarse un espacio o un guión entre el nombre de ellas. newton metro o newtonmetro exceptuando: watthora watt-hora 29 Los prefijos deberán ser usados con las unidades SI para indicar orden de magnitud ya que proporcionan convenientes substitutos de las potencias de Se recomienda el uso de prefijos escalonados de mil en mil. micro (µ), mili (m) kilo (k), mega (M) 18,4 Gm m preferir 0,1 kg a 1hg Tabla 10 (Cont.). Reglas de escritura de los símbolos de las unidades y los prefijos 43
46 No. Descripción Escribir No escribir 31 Los prefijos hecto, deca, deci y centi se recomiendan únicamente en las magnitudes de longitud, área y volumen. Sin embargo, excepciones de ello pueden considerarse en ciertos campos de aplicación como el de la industria de la construcción, el de la madera, etc. dam 2, dl, cm 3 dak, cs, ccd 32 No deben usarse prefijos repetidos en una sola expresión. PF Gg µµf Mkg 33 Los prefijos que se utilicen para formar los múltiplos y submúltiplos de las unidades, deben ser antepuestos a las unidades básicas o derivadas del SI. Exceptuando la unidad básica, el kilogramo que ya contiene en si un prefijo; en este caso el prefijo requerido debe ser antepuesto al gramo. 34 El símbolo del prefijo no debe estar separado del símbolo de la unidad ni por un espacio, ni por cualquier signo tipográfico. 35 En las expresiones de magnitudes de la misma naturaleza, los prefijos no deben ser mezclados a menos que el valor numérico de las magnitudes justifique una diferencia. 36 Solamente en los casos siguientes se admite la contracción del nombre del prefijo al anteponerse al nombre de la unidad Mg ( megagramo) µs (microsegundo) mk (milikelvin) Cm 15 mm de longitud x 10 mm de altura 5 mm de diámetro por 10 m de longitud megohm kilohm hectárea c m o c.m 5 mm de longitud x 0,01m de altura 5mm de diámetro x mm de longitud. megaohm kiloohm hectaárea 37 Los prefijos giga (10 9 ) y tera (10 12 ) deben ser usados cuando se preste a confusión el término billón que en unos países representa un millar de millones y en otros un millón de millones, por tanto el término billón así como trillón, etc. no se recomienda en la literatura técnica. 1 teraohm 1 billón de ohm Tabla 10 (Cont.). Reglas de escritura de los símbolos de las unidades y los prefijos 44
47 No. Descripción Escribir No escribir 38 Los valores numéricos serán expresados, cuando así correspondan, en decimales y nunca en fracciones. El decimal será precedido de un cero cuando el número sea menor que la unidad. 39 Se recomienda generalmente que los prefijos sean seleccionados de tal manera que los valores numéricos que le antecedan se sitúen entre 0,1 y ,75 m 0,5 kg 9 Gg 1,23 na 1 3/4 m 1/2 kg kg 0, µa 40 Otras recomendaciones cuyas reglas especificas no se indican pero que es conveniente observar 20 mm x 30 mm x 40 mm 200 nm a 300 nm 0 V a 50 V (35,4 ± 0,1) m 35,4 m ± 0,1 m incertidumbre relativa: Ur = 3 x cm 3 ΤΩ ΜΩ 20 x 30 x 40 mm 200 a 300 nm 0-50 V 35,4 ± 0,1 m 35,4 m ± 0,1 Ur = 3 ppm 25 cc Tohm Mohm Tabla 10 (Concluye). Reglas de escritura de los símbolos de las unidades y los prefijos 45
48 REGLAS ADICIONALES DE ESCRITURA Regla Enunciado Ejemplo Signo decimal El signo decimal debe ser una coma sobre la línea (,). Si la magnitud de un número es menor que la unidad, el signo decimal debe ser precedido por un cero * 70,250 0,468 Números Los números deben ser impresos generalmente en tipo romano (recto); para facilitar la lectura con varios dígitos, estos deben ser separados en grupos, preferentemente de tres, contando del signo decimal a la derecha y a la izquierda. Los grupos deben ser separados por un pequeño espacio, nunca por una coma, un punto u otro medio. 943, ,539 0,542 Tabla 11a. Reglas para la escritura del signo decimal y los números Reglas Fecha Ejemplos Se utilizan dos o cuatro caracteres para el año, dos para el mes y dos para el día, en ese orden 9 de julio de de noviembre de de enero de ó ó Tabla 11b. Reglas para la escritura de fechas por medio de dígitos *NOTA: La Norma Oficial Mexicana NOM-008-SCFI-1993 establece como separador decimal la coma. La Norma Internacional ISO-31 parte 0:1992 reconoce que en el idioma inglés se usa frecuentemente el punto pero de conformidad con la decisión del Consejo de la ISO, se acepta exclusivamente la coma como separador decimal en todos los documentos ISO. El BIPM en su publicación Le Système International d Unites 7ª edición 1998 en la parte correspondiente a su prefacio manifiesta que por decisión del CIPM aprobada en 1997 se acepta el punto decimal pero únicamente en los textos en idioma ingles. Debido a esto la tendencia en los círculos técnicos y científicos en México, de usar el punto como separador decimal, requiere previamente el cambio de la NOM-008-SCFI-1993 que por otra parte, debe ser congruente con la normatividad que establecen los organismos internacionales. 46
49 Reglas Ejemplo correcto Ejemplo incorrecto Se debe utilizar el sistema de 24 horas con dos dígitos para la hora, dos dígitos para los minutos y dos dígitos para los segundos. En los intermedios se indica el símbolo de la unidad 20 h h h 40 min 30 8 PM 9:30 hrs 12 h Tabla 11c. Reglas para expresar el horario del día Correcto Incorrecto watt vatio ampere amperio volt voltio Ohm ohmio vóltmetro Voltímetro ampérmetro amperímetro Tabla 11d. Castellanizar los nombres propios de las unidades es contrario al carácter universal del SI 47
50 Se recomienda tensión eléctrica, diferencia de potencial, fuerza electromotriz, potencial eléctrico corriente eléctrica frecuencia distancia en kilómetros potencia, flujo energético No se recomienda voltaje amperaje ciclaje kilometraje wattaje Tabla 11e. Evitar confundir magnitudes con unidades mal expresadas alcance Se recomienda patrón, nivel, modelo. prototipo, usual, común, norma, referencia, primario, normalizado verificar, inspeccionar Interruptor cuadrante, escala calibre, calibrador indicador electrónico, pantalla No se recomienda rango estándar checar switch dial gauge display Tabla 11f. Utilización de términos no adecuados o incorrectamente traducidos 48
51 CAPITULO IV MAGNITUDES Y UNIDADES 49
53 MAGNITUDES Y UNIDADES El SI cubre todo el campo del conocimiento del hombre. En esta sección se mencionan las magnitudes, las unidades, así como sus correspondientes símbolos en 10 ramas de la física. En las tablas que se describen a continuación los números de la columna de la izquierda corresponden con los de la Norma Internacional ISO 31[11] en la que se basa este capítulo. = kg 0 i m 0 i s 0 = 1 en las tablas se identifica como unidad de las magnitudes adimensionales el nombre genérico 1 y como su símbolo 1. Las unidades subrayadas con línea punteada no son del SI, pero se toleran para utilizarse con dicho sistema. Las magnitudes adimensionales son magnitudes que cuando se expresan como el producto de factores que representan una potencia de las magnitudes de base, estos factores tienen todos sus exponentes reducidos a cero; es decir, son magnitudes formadas por el cociente de magnitudes de la misma naturaleza. Por ejemplo: eficiencia = = energía estado 1 energía estado 2 kg i m 2 i s -2 kg i m 2 i s -2 51
54 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad 1-1 ángulo α,β, γ, θ, ϕ radián grado minuto segundo Símbolo internacional de la unidad 1-2 ángulo sólido Ω esterradián sr longitud ancho altura espesor radio diámetro longitud de trayectoria distancia coordenadas cartesianas radio de curvatura l, L b h d, δ r, R d, D s d, r x, y, z ρ metro m 1-4 curvatura κ metro a la menos uno m área A, (S) metro cuadrado m volumen V metro cúbico litro 1-7 tiempo t segundo intervalo de tiempo, minuto duración hora día 1-8 velocidad angular ω radián por segundo rad/s 1-9 aceleración angular α radián por segundo al cuadrado rad/s velocidad v, c, u, w metro por segundo m/s aceleración aceleración de caida libre aceleración debida a la gravedad a g Tabla 12a. Magnitudes y unidades de espacio y tiempo rad º m 3 l, L s min h metro por segundo al cuadrado m/s 2 52
55 Símbolo internacional de la unidad Τ segundo s No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad 2-1 período, tiempo periódico 2-2 constante de tiempo de una magnitud que varía exponencialmente frecuencia frecuencia de rotación 2-4 frecuencia angular pulsatancia τ segundo s f, ν n hertz segundo a la menos uno Hz s -1 ω radián por segundo rad/s segundo a la menos uno s longitud de onda λ metro m 2-6 número de onda σ metro a la menos uno m número de onda angular k radián por metro rad/m velocidad de fase velocidad de grupo c, ν c ϕ, ν ϕ c g, ν g metro a la menos uno metro por segundo 2-9 magnitud del nivel de un campo L F neper bel Np B 2-10 magnitud del nivel de potencia L p neper bel Np B 2-11 coeficiente de amortiguamiento δ segundo a la menos uno neper por segundo s -1 Np/s 2-12 decremento logarítmico Λ neper Np coeficiente de atenuación coeficiente de fase coeficiente de propagación α β γ metro a la menos uno m -1 Tabla 12b. Magnitudes y unidades de fenómenos periódicos y conexos m -1 m/s 53
56 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad 3-1 masa m kilogramo tonelada 3-2 masa volúmica, ρ kilogramo por metro cúbico densidad tonelada por metro cúbico kilogramo por litro 3-3 masa volúmica relativa, densidad relativa Símbolo internacional de la unidad kg t kg/m 3 t/m 3 kg/l d uno volumen másico, volumen específico v metro cúbico por kilogramo m 3 /kg 3-5 densidad lineal, masa lineal ρ l kilogramo por metro kg/m 3-6 densidad de superficie ρ Α,(ρ s ) kilogramo por metro cuadrado kg/m momento de inercia I, J kilogramo metro cuadrado kg m momentum p kilogramo metro por segundo kg m/s fuerza peso F F g, (G), (P), (W) newton 3-10 impulso I newton segundo N s 3-11 momento de momentum, L kilogramo metro cuadrado por segundo kg m 2 /s momentum angular momento de una fuerza Μ newton metro N m momento de un par par torsional Μ Μ, Τ 3-13 impulso angular Η newton metro segundo N m s 3-14 constante gravitacional G, (f) newton metro cuadrado por kilogramo cuadrado N m 2 /kg presión esfuerzo normal esfuerzo cortante p σ τ pascal Tabla 12c. Magnitudes y unidades de mecánica N Pa 54
57 Símbolo internacional de la unidad uno 1 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad deformación lineal deformación angular deformación de volumen 3-17 coeficiente de Poisson número de Poisson módulo de elasticidad módulo de corte, módulo de rigidez módulo de compresión ε, e γ ϕ µ, ν uno 1 K 3-19 compresibilidad κ pascal a la menos uno Pa momento segundo de área (momento segundo I a, (I) metro a la cuarta potencia m axial de área) momento segundo polar de área I ρ 3-21 módulo de sección Z, W metro cúbico m factor de fricción dinámica µ, (f) uno factor de fricción estática µ s,(f s ) 3-23 viscosidad, η, (µ) pascal segundo Pa s (viscosidad dinámica) 3-24 viscosidad cinemática ν metro cuadrado por segundo m 2 /s 3-25 tensión superficial γ, σ newton por metro N/m energía E joule J trabajo W, (A) energía potencial E p, V, Φ energía cinética E k, T 3-27 potencia P watt W 3-28 eficiencia η uno gasto masa q m kilogramo por segundo kg/s 3-30 gasto volumétrico q v metro cúbico por segundo m 3 /s E G pascal Tabla 12c. Magnitudes y unidades de mecánica (Concluye) Pa 55
58 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 4-1 temperatura termodinámica Τ, (Θ) kelvin K 4-2 temperatura Celsius τ, ϕ grado Celsius ºC coeficiente de expansión lineal coeficiente de expansión cúbica coeficiente de presión relativa α l α v, α, (γ) α p kelvin a la menos uno K coeficiente de presión β pascal por kelvin Pa/K compresibilidad isotérmica κ T pascal a la menos uno Pa compresibilidad isentrópica κ S 4-6 calor, Q joule J cantidad de calor 4-7 relación de flujo de calor Φ watt W 4-8 relación de flujo de calor por área, q, ϕ watt por metro cuadrado W/m 2 densidad de flujo de calor 4-9 conductividad térmica λ, (κ) watt por metro kelvin W/(m K) coeficiente de transferencia de calor coeficiente de transferencia de calor de la superficie Κ, (k) h, (α) watt por metro cuadrado kelvin W/(m 2 K) 4-11 aislamiento térmico M metro cuadrado kelvin por m 2 K/W coeficiente de aislamiento térmico watt 4-12 resistencia térmica R kelvin por watt K/W 4-13 conductancia térmica G watt por kelvin W/K 4-14 difusividad térmica a metro cuadrado por m 2 /s segundo 4-15 capacidad calorífica C joule por kelvin J/K Tabla 12d. Magnitudes y unidades de calor 56
59 Símbolo internacional de la unidad joule por kilogramo kelvin J/(kg K) No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad capacidad calorífica másica capacidad calorífica específica c capacidad calorífica másica a presión constante capacidad calorífica específica a presión constante capacidad calorífica másica a volumen constante capacidad calorífica específica a volumen constante c p c v capacidad calorífica másica a saturación c sat capacidad calorífica específica a saturación relación de capacidades caloríficas másicas γ uno 1 relación de capacidades caloríficas específicas exponente isentrópico κ 4-18 entropía S joule por kelvin J/K 4-19 entropía másica s joule por kilogramo kelvin J/(kg K) entropía específica energía E joule J energía termodinámica U entalpía H energía libre Helmholtz A, F función Helmhotz energía libre Gibbs G función Gibbs Tabla 12d. Magnitudes y unidades de calor (Continúa) 57
60 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad energía másica energía específica energía termodinámica másica energía termodinámica específica entalpía másica entalpía específica energía libre másica Helmholtz energía libre específica Helmholtz, función específica Helmholtz energía libre másica Gibbs energía libre específica Gibbs función específica Gibbs e u h a,f g joule por kilogramo Símbolo internacional de la unidad J/kg 4-22 función Massieu J joule por kelvin J/K 4-23 función Planck Y joule por kelvin J/K Tabla 12d. Magnitudes y unidades de calor (Concluye) 58
61 No Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 5-1 corriente eléctrica Ι ampere A 5-2 carga eléctrica, Q coulomb C cantidad de electricidad 5-3 carga volúmica, ρ, (η) coulomb por metro cúbico C/m 3 densidad de carga 5-4 densidad de carga de la superficie σ coulomb por metro cuadrado C/m intensidad de campo eléctrico Ε volt por metro V/m potencial eléctrico, diferencia de potencial, tensión fuerza electromotriz V, ϕ U, (V) E 5-7 densidad de flujo eléctrico D coulomb por metro cuadrado C/m flujo eléctrico ψ coulomb C 5-9 capacitancia C farad F permitividad constante eléctrica, permitividad del vacío ε ε 0 volt farad por metro 5-11 permitividad relativa ε r uno susceptibilidad eléctrica χ, χ e uno polarización eléctrica P coulomb por metro cuadrado C/m momento dipolo eléctrico p, (p e ) coulomb metro C m 5-15 densidad de corriente eléctrica J, (S) ampere por metro cuadrado A/m corriente eléctrica lineal, A, (α) ampere por metro A/m densidad lineal de corriente eléctrica 5-17 intensidad de campo magnético Η ampere por metro A/m diferencia de potencial magnético U m, (U) ampere A fuerza magnetomotriz F, F m corriente totalizada Θ Tabla 12e. Magnitudes y unidades de electricidad y magnetismo V F/m 59
62 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 5-19 densidad de flujo magnético, inducción magnética B tesla T 5-20 flujo magnético Φ weber Wb 5-21 potencial del vector magnético A weber por metro Wb/m autoinductancia L henry H inductancia mutua M, L mn coeficiente de acoplamiento coeficiente de dispersión k, (κ) σ uno permeabilidad constante magnética, permeabilidad del vacío µ µ 0 henry por metro 5-25 permeabilidad relativa µ r uno susceptibilidad magnética κ, (χ m ) uno momento magnético, m ampere metro cuadrado A m 2 momento electromagnético 5-28 magnetización M, (H i ) ampere por metro A/m 5-29 polarización magnética J, (B i ) tesla T 5-30 energía electromagnética volúmica, densidad de w joule por metro cúbico J/m 3 energía electromagnética 5-31 vector de Poynting S watt por metro cuadrado W/m velocidad de fase de ondas electromagnéticas c metro por segundo m/s velocidad de ondas electromagnéticas en el vacío c, c resistencia (a la corriente directa) R ohm Ω 5-34 conductancia (para corriente directa) G siemens S 5-35 potencia (para corriente eléctrica) P watt W 5-36 resistividad ρ ohm metro Ω m 5-37 conductividad γ, σ siemens por metro S/m Tabla 12e. Magnitudes y unidades de electricidad y magnetismo (Continúa) H/m 60
63 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 5-38 reluctancia R, R mn henry a la menos uno H permeancia Λ, (P) henry H número de vueltas en un devanado N uno número de fases m frecuencia frecuencia de rotación f, v n hertz segundo a la menos uno Hz s frecuencia angular, pulsatancia ω radián por segundo segundo a la menos uno rad/s s diferencia de fase ϕ radián rad impedancia, (impedancia compleja) módulo de impedancia, (impedancia) resistencia ( a la corriente alterna) reactancia Z Z R X ohm Ω admitancia, (admitancia compleja) módulo de admitancia, (admitancia) conductancia (para corriente alterna) susceptancia Y Y G Siemens B 5-46 factor de calidad Q Uno factor de pérdida d Uno ángulo de pérdida δ radián rad 5-49 potencia activa P watt W potencia aparente S, (P s ) volt ampere V A potencia reactiva Q,, P Q 5-51 factor de potencia λ Uno energía activa W, (W p ) joule J watthora W h Tabla 12e. Magnitudes y unidades de electricidad y magnetismo (Concluye) S 61
64 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 6-1 frecuencia f, v hertz Hz 6-2 frecuencia angular ω radián por segundo segundo a la menos uno rad/s s longitud de onda λ metro m 6-4 número de onda σ metro a la menos uno m número de onda angular k radián por metro metro a la menos uno 6-6 velocidad de ondas electromagnéticas en el vacío c, c 0 metro por segundo m/s 6-7 energía radiante Q, W, (U), (Q e ) joule J 6-8 densidad de energía radiante w, (u) joule por metro cúbico J/m concentración espectral de densidad de energía radiante (en términos de longitud de onda), densidad de energía radiante espectral (en términos de longitud de onda) w λ joule por metro a la cuarta potencia 6-10 potencia radiante, flujo de energía radiante P, (Φ),(Φ e ) watt W 6-11 fluencia de energía radiante Ψ joule por metro cuadrado J/m relación de fluencia de energía radiante ϕ, ψ watt por metro cuadrado W/m intensidad radiante I, (I e ) watt por esterradián W/sr 6-14 radiancia L, (L e ) watt por esterradián metro W/(sr m 2 ) cuadrado 6-15 excitancia radiante M, (M e ) watt por metro cuadrado W/m irradiancia E, (E e ) watt por metro cuadrado W/m exposición radiante H, (H e ) joule por metro cuadrado J/m constante de Stefan- Boltzman σ watt por metro cuadrado W/(m 2 K 4 ) kelvin a la cuarta potencia 6-19 primera constante de radiación c 1 watt metro cuadrado W m 2 Tabla 12f. Magnitudes y unidades de luz y radiaciones electromagnéticas relacionadas rad/m m -1 J/m 4 62
65 Símbolo No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad internacional de la unidad 6-20 segunda constante de radiación c 2 metro kelvin m. K emisividad emisividad espectral, emisividad a una longitud de onda especificada emisividad espectral direccional ε ε (λ) uno ε (λ, θ, ϕ) 6-22 número del fotón N p, Q p, Q uno flujo de fotones Φ p, Φ segundo a la menos uno s intensidad del fotón I p, I segundo recíproco por s -1 /sr esterradián 6-25 radiancia del fotón, L p, L segundo a la menos uno por luminancia del fotón esterradián metro cuadrado 6-26 excitancia del fotón M p, M segundo a la menos uno por s -1 /m 2 metro cuadrado 6-27 irradiancia del fotón E p, E segundo recíproco por metro s -1 /m 2 cuadrado 6-28 exposición del fotón H p, H metro cuadrado recíproco m intensidad luminosa I, (I v ) candela cd 6-30 flujo luminoso Φ, (Φ v ) lumen lm s -1 /(sr. m 2 ) 6-31 cantidad de luz Q, (Q v ) lumen segundo lumen hora lm. s lm. h 6-32 luminancia L, (L v ) candela por metro cuadrado cd/m excitancia luminosa M, (M v ) lumen por metro cuadrado lm/m iluminancia E, (E v ) lux lx 6-35 exposición de luz H lux segundo lx. s eficacia luminosa eficacia luminosa espectral, eficacia luminosa a una longitud de onda especificada eficacia luminosa espectral máxima K K(λ) (m) lux hora lumen por watt Tabla 12f. Magnitudes y unidades de luz y radiaciones electromagnéticas relacionadas (Continúa) lx. h lm/w 63
66 No. Magnitud Símbolo eficiencia luminosa eficiencia luminosa espectral, eficiencia luminosa a una longitud de onda especificada V V(λ) Nombre de la Símbolo internacional unidad de la unidad uno funciones colorimétricas IEC (λ) (λ) (λ) uno coordenadas tricromáticas x, y, z uno factor de absorción espectral, α(λ) uno 1 absorbancia espectral factor de reflexión espectral, reflectancia espectral ρ(λ) factor de transmisión espectral, τ(λ) transmitancia espectral β(λ) factor de radiancia espectral 6-41 densidad óptica D(λ) uno µ, µ l coeficiente de atenuación lineal, coeficiente de extinción lineal metro a la menos uno coeficiente de absorción lineal a 6-43 coeficiente de absorción molar κ metro cuadrado por m 2 /mol mol 6-44 índice de refracción n uno 1 metro m distancia del objeto distancia de la imagen distancia focal 6-46 vergencia, potencia del lente p p f 1/f metro a la menos uno Tabla 12f. Magnitudes y unidades de luz y radiaciones electromagnéticas relacionadas (Concluye) m -1 m -1 64
67 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 7-1 período, T segundo s tiempo periódico 7-2 frecuencia f, v hertz Hz 7-3 intervalo de frecuencia octava 7-4 frecuencia angular, pulsatancia ω radián por segundo segundo a la menos uno rad/s s longitud de onda λ metro m 7-6 repetencia, σ metro a la menos uno m -1 número de onda 7-7 repetencia angular, número de onda angular k radián por metro metro a la menos uno rad/m m masa volúmica, ρ kilogramo por metro cúbico kg/m 3 densidad presión estática p s pascal Pa presión del sonido (instantánea) p, p a 7-10 desplazamiento (instantáneo) de una partícula ζ, (x) metro m sonora 7-11 velocidad (instantánea) de una partícula sonora) u, v metro por segundo m/s 7-12 aceleración (instantánea) de una partícula sonora) a metro por segundo al cuadrado m/s gasto volumétrico (instantáneo) q, U, (q v ) metro cúbico por segundo m 3 /s velocidad del sonido, c, (c a ) metro por segundo m/s (velocidad de fase) velocidad de grupo c g 7-15 densidad de energía del sonido, energía volúmica del sonido w,(w a ),(e) joule por metro cúbico J/m potencia sonora P, P a watt W 7-17 intensidad del sonido I, J watt por metro cuadrado W/m 2 Tabla 12g. Magnitudes y unidades acústicas 65
68 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad 7-18 impedancia acústica Z a pascal segundo por metro cúbico Símbolo internacional de la unidad Pa s/m impedancia mecánica Z m newton segundo por metro N s/m densidad de superficie de la Z s pascal segundo por metro Pa s /m impedancia mecánica impedancia característica de un medio Z c 7-21 nivel de presión sonora L p bel B 7-22 nivel de potencia sonora L w bel B 7-23 coeficiente de amortiguamiento δ segundo a la menos uno s -1 neper por segundo Np/s 7-24 constante de tiempo, τ segundo s tiempo de relajación 7-25 decremento logarítmico Λ neper Np coeficiente de atenuación coeficiente de fase coeficiente de propagación α β γ metro a la menos uno m factor de disipación, disipancia factor de reflección, reflectancia factor de transmisión, transmitancia factor de absorción, absorbancia δ, ψ r, (ρ) uno τ α, α a 7-28 índice de reducción del sonido R bel B 7-29 área de absorción equivalente de una A metro cuadrado m 2 superficie u objeto 7-30 tiempo de reverberación T segundo s 7-31 nivel de sonoridad L N fono 7-32 sonoridad N sono Tabla 12g. Magnitudes y unidades acústicas (Concluye) 66
69 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad masa atómica relativa A r uno masa molecular relativa M r 8-2 número de moléculas u otras N uno 1 entidades elementales 8-3 cantidad de sustancia n, (v) mol mol 8-4 constante de Avogadro L, N A mol a la menos uno mol masa molar Μ kilogramo por mol kg/mol 8-6 volumen molar V m metro cúbico por mol m 3 /mol 8-7 energía termodinámica molar U m joule por mol J/mol 8-8 capacidad calorífica molar C m joule por mol kelvin J/(mol K) 8-9 entropía molar S m joule por mol kelvin J/(mol K) densidad numérica de moléculas n metro a la menos tres m (o partículas) concentración molecular de B C B masa volúmica, ρ kilogramo por metro kg/m 3 cúbico densidad kilogramo por litro kg/l concentración másica de B ρ B 8-12 fracción masa de B w B uno concentración de B, c B mol por metro cúbico mol/m 3 concentración de cantidad de mol por litro mol/l substancia de B fracción molar de B x B, (y B ) uno relación molar de soluto B r B 8-15 fracción volumen de B ϕ Β uno molalidad del soluto B b B, m B mol por kilogramo mol/kg 8-17 potencial químico de B µ B joule por mol J/mol 8-18 actividad absoluta de B λ B Uno 1 Tabla 12h. Magnitudes y unidades de fisicoquímica y física molecular 67
70 No. Magnitud Símbolo Nombre de la Símbolo internacional unidad de la unidad 8-19 presión parcial de B (en una mezcla gaseosa) p B pascal Pa 8-20 fugacidad de B (en una mezcla gaseosa) p B, (f B ) pascal Pa 8-21 actividad absoluta normal de B (en una mezcla λ θ B uno 1 gaseosa) coeficiente de actividad de B (en una mezcla f B uno sólida o líquida) actividad absoluta normal de B (en una mezcla sólida o líquida) λ θ B 8-23 actividad del soluto B, a B, a m,b uno 1 actividad relativa del soluto B (especialmente en una solución diluida líquida) coeficiente de actividad del soluto B γ B uno 1 (especialmente en una solución diluida líquida) actividad absoluta normal del soluto B (especialmente en una solución líquida diluida) λ θ B actividad del solvente A, actividad relativa del solvente A (especialmente en una solución líquida diluida) coeficiente osmótico del solvente A, (especialmente en una solución líquida diluida) actividad absoluta normal del solvente A (especialmente en una solución líquida diluida) a A ϕ λ θ A uno 1 Tabla 12h. Magnitudes y unidades de fisicoquímica y física molecular (Continúa) 68
71 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 8-26 presión osmótica Π pascal Pa 8-27 número estequiométrico de B v B uno afinidad (de una reacción química) A joule por mol J/mol 8-29 extensión de la reacción ζ mol mol 8-30 constante de equilibrio normal K Θ uno masa de una molécula M kilogramo unidad de masa atómica unificada kg u 8-32 momento dipolo eléctrico de una molécula p, µ coulomb metro C m 8-33 polarizabilidad eléctrica de una molécula α colulomb metro cuadrado por volt C m 2 /V función de partición microcanónica función de partición canónica función de partición gran canónica función de partición molecular, función de partición de una molécula Ω Q, Z Ξ q uno peso estadístico G uno constante molar de los gases R joule por mol kelvin J/(mol K) 8-37 constante de Boltzmann K joule por kelvin J/K 8-38 trayectoria libre media l, λ metro m 8-39 coeficiente de difusión D metro cuadrado por segundo m 2 /s relación de difusión térmica k T uno factor de difusión térmica α T 8-41 coeficiente de difusión térmica D T metro cuadrado por segundo m 2 /s 8-42 número de protón Z uno carga elemental e coulomb C 8-44 número de carga del ión z uno constante de Faraday F coulomb por mol C/mol 8-46 esfuerzo iónico I mol por kilogramo mol/kg Tabla 12h. Magnitudes y unidades de fisicoquímica y física molecular (Continúa) 69
72 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 8-47 grado de disociación α uno conductividad electrolítica κ, σ siemens por metro S/m 8-49 conductividad molar Λ m siemens metro cuadrado por mol S m 2 /mol 8-50 número de transporte del ión B t B uno ángulo de rotación óptica α radián rad 8-52 potencia rotatoria óptica molar α n radián metro cuadrado por mol rad m 2 /mol 8-53 potencia rotatoria óptica másica, potencia rotatoria óptica específica α m radián metro cuadrado por kilogramo rad m 2 /kg Tabla 12h. Magnitudes y unidades de fisicoquímica y física molecular (Concluye) 70
73 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 9-1 número de protón, Z uno 1 número atómico 9-2 número de neutrón N uno número de nucleón, Α uno 1 número de masa 9-4. masa de un átomo (de un nuclido X), masa nuclídica m a, m(x) kilogramo unidad de masa atómica unificada kg u constante de masa atómica unificada m u masa del electrón (en reposo) masa del protón (en reposo) m e m p kilogramo unidad de masa atómica unificada kg u masa del neutrón (en reposo) m n 9-6 carga elemental e coulomb C 9-7 constante de Planck h joule segundo J s 9-8 redio de Bor a 0 metro m 9-9 constante de Rydberg R metro a la menos uno m energía Hartree E h joule J momento magnético de partícula o núcleo µ ampere metro cuadrado A m magnetón de Bohr magnetón nuclear µ β µ Ν 9-12 coeficiente giromagnético, γ ampere metro cuadrado por joule A m 2 /(J s) (relación giromagnética) segundo factor g de átomo o electrón g uno factor g de núcleo o partícula nuclear frecuencia angular de Larmor frecuencia angular de precesión nuclear g ω L ω N radián por segundo segundo a la menos uno 9-15 frecuencia angular del ciclotrón ω c radián por segundo segundo a la menos uno 9-16 momento cuadrupolo nuclear Q metro cuadrado m 2 Tabla 12i. Magnitudes y unidades de física atómica y nuclear rad/s s -1 rad/s s -1 71
74 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 9-17 radio nuclear R metro m 9-18 número cuántico del momento angular orbital l i, L uno número cuántico del momento angular del espín s i, S uno número cuántico del momento angular total j i, J uno número cuántico del espín nuclear I uno número cuántico de la estructura hiperfina F uno número cuántico principal n uno número cuántico magnético m i, M uno constante de estructura fina α uno radio del electrón r e metro m 9-27 longitud de onda Compton λ c metro m exceso de masa kilogramo kg defecto de masa Β unidad de masa atómica u unificada exceso relativo de masa r uno defecto relativo de masa B r fracción de empaquetamiento f uno fracción de enlace b 9-31 vida media τ segundo s 9-32 ancho de nivel Γ joule electronvolt J ev 9-33 actividad A becquerel Bq 9-34 actuvidad másica a becquerel por kilogramo Bq/kg actividad específica 9-35 actividad volúmica concentración de actividad c A becquerel por metro cúbico Bq/m 3 Tabla 12i. Magnitudes y unidades de física atómica y nuclear (Continúa) 72
75 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 9-36 constante de decaimiento, λ segundo a la menos uno s -1 constante de desintegración 9-37 vida promedio T 1/2 segundo s 9-38 energía de desintegración alfa Q α joule electronvolt J ev 9-39 energía máxima de partícula beta E β joule electrovolt J ev 9-40 energía de desintegración beta Q β joule electrovolt J ev 9-41 factor de conversión interna α uno 1 Tabla 12i. Magnitudes y unidades de física atómica y nuclear (Concluye) 73
76 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad 10-1 energía de reacción Q joule electronvolt J ev 10-2 energía de resonancia E r, E res joule electronvolt J ev 10-3 sección transversal σ metro cuadrado m 2 sección transversal total σ, σ Τ 10-4 sección transversal angular σ Ω metro cuadrado por esteradián m 2 /sr 10-5 sección transversal espectral σ E metro cuadrado por joule m 2 /J 10-6 sección transversal angular espectral σ Ω,E metro cuadrado por esteradián joule m 2 /(sr J) sección transversal volúmica, Σ metro a la menos uno m sección transversal macroscópica sección transversal volúmica total sección transversal total macroscópica Σ tot, Σ T 10-8 fluencia de partículas Φ metro a la menos dos m relación de fluencia de partículas ϕ metro a la menos dos por segundo m -2 /s fluencia de energía ψ joule por metro cuadrado J/m relación de fluencia de energía, ψ watt por metro cuadrado W/m 2 (densidad de flujo de energía) densidad de corriente de partículas J, (S) metro a la menos dos por segundo m -2 /s coeficiente de atenuación lineal µ, µ l metro a la menos uno m coeficiente de atenuación másica µ m metro cuadrado por kilogramo m 2 /kg coeficiente de atenuación molar µ c metro cuadrado por mol m 2 /mol coeficiente de atenuación atómica µ a, µ at metro cuadrado m espesor medio d 1/2 metro m poder de frenado lineal total S, S l joule por metro electronvolt por metro Tabla 12j. Magnitudes y unidades de reacciones nucleares y radiaciones ionizantes J/m ev/m 74
77 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad poder de frenado atómico total S a joule metro cuadrado electronvolt metro cuadrado J m2 ev m poder de frenado másico total Sm joule metro cuadrado por kilogramo electronvolt metro cuadrado por J m2 / kg ev m2 / kg kilogramo alcance lineal medio R, R l metro m alcance másico medio R p, (R m ) kilogramo por metro cuadrado kg/m ionización lineal por una partícula N il metro a la menos uno m ionización total por una partícula N i uno pérdida de energía promedio por par de iones formado (pérdida de energía promedio por carga elemental del mismo signo producido) W i joule electonvolt movilidad µ metro cuadrado por volt segundo m 2 /(V s) densidad numérica de iones, n +, n - metro a la menos tres m -3 densidad de iones coeficiente de recombinación α metro cúbico por segundo m 3 /s densidad numérica de neutrones N metro a la menos tres m velocidad del neutrón V metro por segundo m/s relación de fluencia del neutrón, densidad de flujo neutrónico coeficiente de difusión, coeficiente de difusión para la densidad numérica del neutrón coeficiente de difusión para la relación de fluencia del neutrón, (coeficiente de difusión para la densidad de flujo neutrónico) J ev ϕ metro a la menos dos por segundo m -2 /s D, D n metro cuadrado por segundo m 2 /s Dϕ, (D) metro m Tabla 12j. Magnitudes y unidades de reacciones nucleares y radiaciones ionizantes (Continúa) 75
78 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad Símbolo internacional de la unidad densidad de fuente de neutrones S segundo a la menos uno s -1 /m 3 por metro cúbico densidad de decaimiento Q metro a la menos tres por m -3 /s segundo probabilidad de escape a la resonancia P uno letargia U uno decremento de energía logarítmica promedio ζ uno trayectoria libre media l, λ metro m área de decaimeinto área de difusión área de migración longitud de decaimiento longitud de difusión longitud de migración neutrón producido por fisión neutrón producido por absorción L 2 s, L 2 sl L 2 M 2 L s, Lsl L M v metro cuadrado m 2 metro uno 1 η factor de fisión rápida ε uno factor de utilización térmica F uno probabilidad de permanencia Λ uno factor de multiplicación factor de multiplicación de un medio infinito factor de multiplicación efectivo k k k eff uno reactividad ρ uno constante de tiempo del reactor T segundo s actividad A becquerel Bq Tabla 12j. Magnitudes y unidades de reacciones nucleares y radiaciones ionizantes (Continúa) m 76
79 No. Magnitud Símbolo Nombre de la unidad energía impartida energía impartida media energía específica impartida, energía másica impartida dosis absorbida ε ε z joule gray Símbolo internacional de la unidad J D dosis equivalente H sievert Sv relación de dosis absorbida D gray por segundo Gy/s transferencia de energía lineal L joule por metro J/m electronvolt por metro ev/m kerma K gray Gy relación de kerma K gray por segundo Gy/s coeficiente de transferencia de µ tr /ρ metro cuadrado por kilogramo m 2 /kg energía másica exposición X coulomb por kilogramo C/kg relación de exposición X coulomb por kilogramo segundo C/kg s Tabla 12j. Magnitudes y unidades de reacciones nucleares y radiaciones ionizantes (Concluye) Gy 77
81 CAPITULO V CORRESPONDENCIA ENTRE UNIDADES[12] 79
83 CORRESPONDENCIA ENTRE UNIDADES Cuando medimos una longitud y decimos que es igual a 25 m, se expresa que una magnitud física Q es el producto del valor numérico {Q} y la unidad correspondiente [Q], es decir: Q = {Q}. [Q] (1) Ahora bien, si utilizamos una unidad diferente [Q ] para expresar la misma magnitud, que podrían ser yardas en nuestro ejemplo, habrá un cambio del valor numérico debido al cambio de la unidad y la ecuación (1) por lo tanto, se puede expresar: Q = {Q }. [Q ] (2) Como la magnitud física es invariante, con las ecuaciones (1)y (2), se determina que la relación de los valores numéricos de la magnitud Q es inversamente proporcional a la relación de sus unidades: {Q} / {Q } = [Q ] / [Q] = α (3) De acuerdo con esto, se dice entonces que: [Q ] unidades de la magnitud Q corresponden a α veces [Q] unidades de la misma magnitud y se expresa en la forma siguiente: [Q ] α. [Q] (4) Los valores de los factores de correspondencia α, conocidos en el lenguaje de uso común como factores de conversión, son elementos imprescindibles en la comunicación dentro de las ciencias exactas y la ingeniería para expresar el valor de magnitudes de la misma naturaleza en diferentes unidades. Los factores de correspondencia se indican en las tablas siguientes. Se ha considerado respetar el nombre de las unidades en el idioma inglés [13] para facilitar la práctica de su utilización. 81
84 Unidad atmosphere, standard atmosphere technical barrel British Thermal Unit it British Thermal Unit th bushel calorie IT calorie th chain day debye dyne erg fluid ounce foot franklin gal gallon gilbert gill gon grain Símbolo de la unidad atm at bbl BTU IT BTU th bu cal IT cal th ch d D dyn erg fl oz ft Fr Gal gal Gi gi gon gr Unidad horse power inch kilopond light year mile nautic mile per hour ounce parsec peck pennyweight pint pound quart revolution slug stere stilb stokes ton, assay tonne yard Símbolo de la unidad hp in kp l.y. mi knot oz pc pk dwt pt lb qt r slug st sb St AT t yd Tabla 13. Unidades escritas en ingles y sus símbolos 82
85 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a ft/s 2 metro por segundo al cuadrado (m/s 2 ) 3, *E-01 free fall, standard (g) metro por segundo al cuadrado (m/s 2 ) 9, *E+00 Gal metro por segundo al cuadrado (m/s 2 ) 1, *E-02 in/s 2 metro por segundo al cuadrado (m/s 2 ) 2, *E-02 Tabla 13a. Unidades de aceleración Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a degree (angle) radian (rad) 1, *E-02 minute (angle) radian (rad) 2, *E-04 second (angle) radian (rad) 4, *E-06 Gon radian (rad) 1, *E-02 Tabla 13b. Unidades de ángulo Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a Acre metro cuadrado (m 2 ) 4, *E+03 Are metro cuadrado (m 2 ) 1, *E+02 Barn metro cuadrado (m 2 ) 1, *E-28 circular mil metro cuadrado (m 2 ) 5, *E-10 ft 2 metro cuadrado (m 2 ) 9, *E-02 Hectare metro cuadrado (m 2 ) 1, *E+04 in 2 metro cuadrado (m 2 ) 6, *E-04 mi 2 (international) metro cuadrado (m 2 ) 2, *E+06 mi 2 (U. S. statute) metro cuadrado (m 2 ) 2, *E+06 yd 2 metro cuadrado (m 2 ) 8, *E-01 Tabla 13c. Unidades de área 83
86 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a lbf fl/in newton metro por metro (N m/m) 5, *E+01 lbf in/in newton metro por metro (N m/m) 4, *E+00 Tabla 13d. Momento de flexión o par torsional por unidad de longitud Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a dyne cm newton metro (N m) 1, *E-07 kgf m newton metro (N m) 9, *E+00 ozf in newton metro (N m) 7, *E-03 lbf in newton metro (N m) 1, *E-01 lbf ft newton metro (N m) 1, *E+00 Tabla 13d1. Momento de flexión o par torsional 84
87 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a Abampere ampere (A) 1, *E+01 Abcoulomb coulomb (C) 1, *E+01 Abfarad farad (F) 1, *E+09 Abhenry henry (H) 1, *E-09 Abmho siemens (S) 1, *E+09 Abohm ohm (Ω) 1, *E-09 Abvolt volt (V) 1, *E-08 ampere hour coulomb (C) 3, *E+03 biot (Bi) Ampere (A) 1, *E+01 EMU of capacitance farad (F) 1, *E+09 EMU of current ampere (A) 1, *E+01 EMU of electric potential volt (V) 1, *E-08 EMU of inductance henry (H) 1, *E-09 EMU of resistance ohm (Ω) 1, *E-09 ESU of capacitance farad (F) 1, *E-12 ESU of current ampere (A) 3, *E-10 ESU of electric potential volt (V) 2, *E+02 ESU of inductance henry (H) 8, *E+11 ESU of resistance ohm (Ω) 8, *E+11 faraday (based on carbon-12) coulomb (C) 9, *E+04 Franklin coulomb (C) 3, *E-10 Gamma tesla (T) 1, *E-09 Gauss tesla (T) 1, *E-04 Gilbert ampere (A) 7, *E-01 Tabla 13e. Electricidad y magnetismo 85
88 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a maxwell weber (Wb) 1, *E-08 mho siemens (S) 1, *E+00 oersted ampere per metre (A/m) 7, *E+01 ohm cetimetre ohm metre (Ω m) 1, *E-02 ohm circular-mil per foot ohm metre (Ω m) 1, *E-09 statampere ampere (A) 3, *E-10 statcoulomb coulomb (C) 3, *E-10 statfarad farad (F) 1, *E-12 stathenry henry (H) 8, *E+11 statmho siemens (S) 1, *E-12 statohm ohm (Ω) 8, *E+11 statvolt Volt (V) 2, *E+02 unit pole weber (Wb) 1, *E-07 British thermal unit (International Table) joule (J) 1, *E+03 British thermal unit (mean) joule (J) 1, *E+03 British thermal unit (thermochemical) joule (J) 1, *E+03 Tabla 13e. Electricidad y magnetismo (Concluye) 86
89 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a British thermal unit (39º F) joule (J) 1, *E+03 British thermal unit (59º F) joule (J) 1, *E+03 British thermal unit (60º F) joule (J) 1, *E+03 calorie (International Table) joule (J) 4, *E+00 calorie (mean) joule (J) 4, *E+00 calorie (thermochemical) joule (J) 4, *E+00 calorie (15º C) joule (J) 4, *E+00 calorie (20º C) joule (J) 4, *E+00 calorie (kilogram, International Table) joule (J) 4, *E+03 calorie (kilogram, mean) joule (J) 4, *E+03 calorie (kilogram, thermochemical) joule (J) 4, *E+03 Electronvolt joule (J) 1, *E-19 Erg joule (J) 1, *E-07 ft lbf joule (J) 1, *E+00 ft-poundal joule (J) 4, *E-02 kilocalorie (International Table) joule (J) 4, *E+03 kilocalorie (mean) joule (J) 4, *E+03 kilocalorie (thermochemical) joule (J) 4, *E+03 kw h joule (J) 3, *E+06 Therm joule (J) 1, *E+08 ton (nuclear equivalent of TNT) joule (J) 4, *E+09 W h joule (J) 3, *E+03 W s joule (J) 1, *E+00 Tabla 13f. Energía, (incluye trabajo) 87
90 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a erg/(cm 2 s) watt por metro cuadrado (W/m 2 ) 1, *E-03 W/cm 2 watt por metro cuadrado (W/m 2 ) 1, *E+04 W/in 2 watt por metro cuadrado (W/m 2 ) 1, *E+03 Tabla 13f1. Energía por unidad de área tiempo Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a dyne newton (N) 1, *E-05 kilogram-force newton (N) 9, *E+00 kilopond newton (N) 9, *E+00 kip(1 000 lbf) newton (N) 4, *E+03 ounce-force newton (N) 2, *E-01 pound-force(lbf) newton (N) 4, *E+00 lbf/lb (thrust to mass ratio) newton por kilogramo (N/kg) 9, *E+00 poundal newton (N) 1, *E-01 ton-force (2 000 lbf) newton (N) 8, *E+03 Tabla 13g Fuerza Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a lbf/ft newton por metro (N/m) 1, *E+01 lbf/in newton por metro (N/m) 1, *E+02 Tabla 13g1. Fuerza por unidad de longitud 88
91 Unidad [Q] Corresponde a [Q ] multiplicándola por a BTU/ft 3 (International table) joule por metro cúbico (J/m 3 ) 3, *E+04 BTU/ft 3 (thermochemical) joule por metro cúbico (J/m 3 ) 3, *E+04 BTU/lb (International table) joule por kilogramo (J/kg) 2, *E+03 BTU/lb (thermochemical) joule por kilogramo (J/kg) 2, *E+03 caloríe (International Table) por gram joule por kilogramo (J/kg) 4, *E+03 caloría (thermochemical) por gram joule por kilogramo (J/kg) 4, *E+03 Tabla 13h. Calor, energía disponible Unidad [Q] Corresponde a [Q ] multiplicándola por a Btu (International Table)/(h ft 2 ºF) watt por metro cuadrado kelvin [(W/(m 2 K)] 5, *E+00 Btu (thermochemical)/(h ft 2 ºF) watt por metro cuadrado kelvin [(W/(m 2 K)] 5, *E+00 Btu (International Table)/s ft 2 ºF) watt por metro cuadrado kelvin [(W/(m 2 K)] 2, *E+04 Btu (thermochemical)/(s ft 2.ºF) watt por metro cuadrado kelvin [(W/(m 2 K)] 2, *E+04 Tabla 13h1. Calor, coeficiente de transferencia de calor Unidad [Q] Corresponde a [Q ] multiplicándola por a Btu (International Table)/ft 2 joule por metro cuadrado (J/m 2 ) 1, *E+04 Btu (thermochemical)/ft 2 joule por metro cuadrado (J/m 2 ) 1, *E+04 caloríe (International Table)per joule por metro cuadrado (J/m 2 ) 4, *E+04 square centimeter langley (caloríe (International Table)per square centimeter) joule por metro cuadrado (J/m 2 ) 4, *E+04 Tabla 13h2. Calor, densidad 89
92 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a British thermal unit (International watt por metro cuadrado (W/m 2 ) 3, *E+00 Table) per square foot hour British thermal unit (thermochemical) watt por metro cuadrado (W /m 2 ) 3, *E+00 per square foot hour British thermal unit (thermochemical) watt por metro cuadrado (W /m 2 ) 1, *E+02 per square foot minute British thermal unit (International watt por metro cuadrado (W /m 2 ) 1, *E+04 Table) per square foot second British thermal unit (thermochemical) watt por metro cuadrado (W /m 2 ) 1, *E+04 per square foot second British thermal unit (International watt por metro cuadrado (W /m 2 ) 1, *E+06 Table) per square inch second cal (thermochemical) per square watt por metro cuadrado (W/m 2 ) 6, *E+02 centimeter minute cal (thermochemical) per square centimeter second watt por metro cuadrado (W/m 2 ) 4, *E+04 Tabla 13h3. Calor, densidad de flujo de calor Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a gallon (U.S) per horsepower hour metro cúbico por joule (m 3 /J) 1, *E-09 gallon (U.S) per horsepower hour litro por joule (L/J) 1, *E-06 mile per gallon (U.S) metro por metro cúbico (m/m 3 ) 4, *E+05 mile per gallon (U.S) kilómetro por litro (km/l) 4, *E-01 mile per gallon (U.S) litro por cien kilómetros (L/100 km) dividir 235,215 por el número de millas por galón pound per horsepower hour kilogramo por joule (kg/j) 1, *E-07 Tabla 13h4. Calor, consumo de combustible 90
93 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a British thermal unit (International Table) per degree joule por kelvin (J/K) 1, *E+03 Fahrenheit British thermal unit (thermochemical) per degree joule por kelvin (J/K) 1, *E+03 Fahrenheit British thermal unit (International Table) per degree joule por kelvin (J/K) 1, *E+03 Rankine British thermal unit (thermochemical) per degree Rankine joule por kelvin (J/K) 1, *E+03 Tabla 13h5. Calor, capacidad calorífica y entropía Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a British thermal unit (International Table) per hour watt (W) 2, *E-01 British thermal unit (thermochemical) per hour watt (W) 2, *E-01 British thermal unit (thermochemical) per minute watt (W) 1, *E+01 British thermal unit (International Table) per seconde watt (W) 1, *E+03 British thermal unit (thermochemical) per second watt (W) 1, *E+03 cal (thermochemica)per minute watt (W) 6, *E-02 cal (thermochemical)per second watt (W) 4, *E+00 kilocalorie (thermochemical) per minute watt (W) 6, *E+01 kilocalorie (thermochemical) per second watt (W) 4, *E+03 ton of refrigeration ( BTU International table/h) watt (W) 3, *E+03 Tabla 13h6. Calor, relación de flujo de calor 91
94 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a Btu (International Table) per pound degree, joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 Fahrenheit Btu (thermochemical) per pound degree Fahrenheit joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 Btu (International Table) per pound degree joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 Rankine) Btu (thermochemical) per pound degree Rankine joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 cal (International Table) per gram degree Celsius joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 cal (thermochemical) per gram degree Celsius joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 cal (International Table) per gram kelvin joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 cal (thermochemical) per gram kelvin joule por kilogramo kelvin [(J/(kg K)] 4, *E+03 Tabla 13h7. Calor, capacidad calorífica y entropía específica Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a Btu (International Table) foot per hour square foot watt por metro kelvin [W/(m. K)] 1, *E+00 degree Fahrenheit Btu (thermochemical) foot per hour square foot watt por metro kelvin [W/(m. K)] 1, *E+00 degree Fahrenheit Btu (International Table) inch per hour square foot watt por metro kelvin [W/(m. K)] 1, *E-01 degree Fahrenheit Btu (thermochemical) inch per hour square foot watt por metro kelvin [W/(m. K)] 1, *E-01 degree Fahrenheit Btu (International Table) inch per second square watt por metro kelvin [W/(m. K)] 5, *E+02 foot degree Fahrenheit Btu (thermochemical) inch per second square foot watt por metro kelvin [W/(m. K)] 5, *E+02 degree Fahrenheit caloría (thermochemical) per centimeter second degree Celsius watt por metro kelvin [W/(m. K)] 4, *E+02 Tabla 13h8. Calor, conductividad térmica 92
95 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a square foot per hour metro cuadrado por segundo (m 2 /s) 2, *E-05 Tabla 13h9. Calor, difusividad térmica Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a clo kelvin metro cuadrado por watt (K m 2 /W) 1, *E-01 degree Fahrenheit hour square kelvin metro cuadrado por watt (K m 2 /W) 1, *E-01 foot per Btu (International Table) degree Fahrenheit hour square foot per Btu (thermochemical) kelvin metro cuadrado por watt (K m 2 /W) 1, *E-01 Tabla 13h10. Calor, aislamiento térmico Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a degree Fahrenheit hour per Btu kelvin por watt (K/W) 1, *E+00 (International Table) degree Fahrenheit hour per Btu kelvin por watt (K/W) 1, *E+00 (thermochemical) degree Fahrenheit second per Btu kelvin por watt (K/W) 5, *E-04 (International Table) degree Fahrenheit second per Btu (thermochemical) kelvin por watt (K/W) 5, *E-04 Tabla 13h11. Calor, resistencia térmica 93
96 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a degree Fahrenheit hour square foot per kelvin metro por watt (K m/w) 6, *E+00 Btu (International Table) degree Fahrenheit hour square foot per kelvin metro por watt (K m/w) 6, *E+04 Btu (thermochemical) inch Tabla 13h12. Calor, resistividad térmica Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a angstrom Metro (m) 1, *E-10 astronomical unit Metro (m) 1, *E+11 chain Metro (m) 2, *E+01 fathom Metro (m) 1, *E+00 fermi Metro (m) 1, *E-15 foot Metro (m) 3, *E-01 foot (U.S. survey) Metro (m) 3, *E-01 inch Metro (m) 2, *E-02 light year Metro (m) 9, *E+15 microinch Metro (m) 2, *E-08 micron Metro (m) 1, *E-06 mil (0,001 inch) Metro (m) 2, *E-05 mile (international nautical) Metro (m) 1, *E+03 mile (U.S. nautical) Metro (m) 1, *E+03 mile (international) Metro (m) 1, *E+03 mile (U.S. statute) Metro (m) 1, *E+03 parsec Metro (m) 3, *E+16 pica (printer`s) Metro (m) 4, *E-03 point (printer`s) Metro (m) 3, *E-04 rod Metro (m) 5, *E+00 yard Metro (m) 9, *E-01 Tabla 13i. Longitud 94
97 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a cd/in 2 candela por metro cuadrado (cd/m 2 ) 1, *E+03 footcandle lux (lx) 1, *E+01 footlambert candela por metro cuadrado (cd/m 2 ) 3, *E+00 lambert candela por metro cuadrado (cd/m 2 ) 3, *E+03 lm/ft 2 lux (lx) 1, *E+01 phot (ph) lux (lx) 1, *E+04 stilb candela por metro cuadrado (cd/m 2 ) 1, *E+04 Tabla 13j. Luz Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a carat (metric) kilogramo (kg) 2, *E-04 grain kilogramo (kg) 6, *E-05 gram kilogramo (kg) 1, *E-03 hundredweight (long 112 lb) kilogramo (kg) 5, *E+01 hundredweight (short 100 lb) kilogramo (kg) 4, *E+01 kgf s 2 /m kilogramo (kg) 9, *E+00 ounce (avoirdupois) kilogramo (kg) 2, *E-02 ounce (troy or apothecary) kilogramo (kg) 3, *E-02 pennyweight (dwt) kilogramo (kg) 1, *E-03 pound (lb avoirdupois) kilogramo (kg) 4, *E-01 pound (troy or apothecary) kilogramo (kg) 3, *E-01 slug kilogramo (kg) 1, *E+01 ton, assay (AT) kilogramo (kg) 2, *E-02 ton (Long, 2240 lb) kilogramo (kg) 1, *E+03 ton (metric) kilogramo (kg) 1, *E+03 ton (short, lb) kilogramo (kg) 9, *E+02 tonne kilogramo (kg) 1, *E+03 Tabla 13k. Masa 95
98 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a oz/ft 2 kilogramo por metro cuadrado (kg/m 2 ) 3, *E-01 oz/yd 2 kilogramo por metro cuadrado (kg/m 2 ) 3, *E-02 lb/ ft 2 kilogramo por metro cuadrado (kg/m 2 ) 4, *E+00 lb/ in 2 kilogramo por metro cuadrado (kg/m 2 ) 7, *E+02 Tabla 13k1. Masa por unidad de área Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a denier kilogramo por metro (kg/m) 1, *E-07 lb/ft kilogramo por metro (kg/m) 1, *E+00 lb/in kilogramo por metro (kg/m) 1, *E+01 tex kilogramo por metro (kg/m) 1, *E-06 lb/yd kilogramo por metro (kg/m) 4, *E-01 Tabla 13k2. Masa por unidad de longitud Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a lb/h kilogramo por segundo (kg/s) 1, *E-04 lb/min kilogramo por segundo (kg/s) 7, *E-03 lb/s kilogramo por segundo (kg/s) 4, *E-01 ton (short)/h kilogramo por segundo (kg/s) 2, *E-01 Tabla 13k3. Masa por unidad de tiempo 96
99 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a grain/gal (U.S. liquid) kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E-02 g/cm 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E+03 oz (avoirdupois)/gal (U.K. liquid) kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 6, *E+00 oz (avoirdupois)/gal (U.S. liquid) kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 7, *E+00 oz (avoirdupois)/in 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E+03 lb/ft 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E+01 lb/in 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 2, *E+04 lb/gal (U.K. liquid) kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 9, *E+01 lb/gal (U.S. liquid) kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E+02 lb/yd 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 5, *E-01 slug/ft 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 5, *E+02 ton(long)/yd 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E+03 ton(short)/yd 3 kilogramo por metro cúbico (kg/m3) 1, *E+03 Tabla 13k4. Masa por unidad de volumen Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a darcy metro cuadrado (m 2 ) 9, *E-13 perm (0 ºC) kilogramo por pascal segundo metro 5, *E-11 cuadrado [kg/(pa s m 2 )] perm (23 ºC) kilogramo por pascal segundo metro 5, *E-11 cuadrado [kg/(pa s m 2 )] perm inch (0 ºC) kilogramo por pascal segundo metro [ 1, *E-12 kg/(pa s m)] perm inch (23 ºC) kilogramo por pascal segundo metro [ kg/(pa s m)] 1, *E-12 Tabla 13l. Permeabilidad 97
100 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a erg/s watt (W) 1, *E-07 ft lbf/h watt (W) 3, *E-04 ft lbf/min watt (W) 2, *E-02 ft lbf/s watt (W) 1, *E+00 horsepower (550 ft lbf/s) watt (W) 7, *E+02 horsepower (boiler) watt (W) 9, *E+03 horsepower (electric) watt (W) 7, *E+02 horsepower (metric) watt (W) 7, *E+02 horsepower (water) watt (W) 7, *E+02 horsepower (U.K.) watt (W) 7, *E+02 Tabla 13m. Potencia 98
101 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a atmosphere(standard) pascal (Pa) 1, *E+05 atmosphere(technical = 1kgf/cm 2 ) pascal (Pa) 9, *E+04 bar pascal (Pa) 1, *E+05 centimetre of mercury (0 ºC) pascal (Pa) 1, *E+03 centimetre of water (4 ºC) pascal (Pa) 9, *E+01 dyn/cm 2 pascal (Pa) 1, *E-01 foot of water (39,2 ºF) pascal (Pa) 2, *E+03 gf/cm 2 pascal (Pa) 9, *E+01 inch of mercury (32 ºF) pascal (Pa) 3, *E+03 inch of mercury (60 ºF) pascal (Pa) 3, *E+03 inch of water (39, 2 ºF) pascal (Pa) 2, *E+02 inch of water (60 ºF) pascal (Pa) 2, *E+02 kgf/cm 2 pascal (Pa) 9, *E+04 kgf/m 2 pascal (Pa) 9, *E+00 kgf/mm 2 pascal (Pa) 9, *E+06 kip/in 2 (ksi) pascal (Pa) 6, *E+06 millibar pascal (Pa) 1, *E+02 millimetre of mercury (0 ºC) pascal (Pa) 1, *E+02 poundal/ft 2 pascal (Pa) 1, *E+00 lbf/ft 2 pascal (Pa) 4, *E+01 lbf/in 2 pascal (Pa) 6, *E+03 psi pascal (Pa) 6, *E+03 torr pascal (Pa) 1, *E+02 Tabla 13n. Presión 99
102 Unidad [Q] corresponde a [Q ] De acuerdo a la fórmula grado Celsius kelvin (K) K =ºC + 273,15 grado Fahrenheit grado Celsius (ºC) ºC = (ºF - 32)/1,8 grado Fahrenheit kelvin (K) K = (ºF + 459,67)/1,8 grado Rankine kelvin (K) K = ºR/1,8 kelvin (K) grado Celsius (ºC) ºC = K-273,15 Tabla 13o. Temperatura Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a ( Intervalo de) (Intervalo de) grado Celsius kelvin (K) 1, *E+00 grado Fahrenheit grado Celsius (ºC) 5, *E-01 grado Fahrenheit kelvin (K) 5, *E-01 grado Rankine kelvin (K) 5, *E-01 Tabla 13o1. Intervalo de temperatura Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a day segundo (s) 8, *E+04 day (sidereal) segundo (s) 8, *E+04 hour segundo (s) 3, *E+03 hour (sidereal) segundo (s) 3, *E+03 minute segundo (s) 6, *E+01 minute (sidereal) segundo (s) 5, *E+01 second (sidereal) segundo (s) 9, *E-01 year (365 days) segundo (s) 3, *E+07 year (sidereal) segundo (s) 3, *E+07 year (tropical) segundo (s) 3, *E+07 Tabla 13p. Tiempo 100
103 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a ft/h metro por segundo (m/s) 8, *E-05 ft/min metro por segundo (m/s) 5, *E-03 ft/s metro por segundo (m/s) 3, *E-01 in/s metro por segundo (m/s) 2, *E-02 km/h metro por segundo (m/s) 2, *E-01 knot metro por segundo (m/s) 5, *E-01 mi/h metro por segundo (m/s) 4, *E-01 mi/min metro por segundo (m/s) 2, *E+01 mi/s metro por segundo (m/s) 1, *E+03 mi/h kilómetro por hora (km/h) 1, *E+00 rpm (r/min) radián por segundo (rad/s) 1, *E-01 Tabla 13q. Velocidad Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a centipoise pascal segundo (Pa s) 1, *E-03 poise pascal segundo (Pa s) 1, *E-01 poundal s/ft 2 pascal segundo (Pa s) 1, *E+00 lb/(ft-h) pascal segundo (Pa s) 4, *E-04 lb/(ft-s) pascal segundo (Pa s) 1, *E+00 lbf s/ft 2 pascal segundo (Pa s) 4, *E+01 lbf s/in 2 pascal segundo (Pa s) 6, *E+03 rhe 1 por pascal segundo[( 1/(Pa s)] 1, *E+01 slug/(ft s) pascal segundo (Pa s) 4, *E+01 Tabla 13r. Viscosidad dinámica 101
104 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a centistokes metro cuadrado por segundo (m 2 /s) 1, *E-06 square foot per second metro cuadrado por segundo (m 2 /s) 9, *E-02 stokes metro cuadrado por segundo (m 2 /s) 1, *E-04 Tabla 13r1. Viscosidad cinemática Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a ft 3 /min metro cúbico por segundo (m 3 /s) 4, *E-04 ft 3 /s metro cúbico por segundo (m 3 /s) 2, *E-02 in 3 /min metro cúbico por segundo (m 3 /s) 2, *E-07 yd 3 /min metro cúbico por segundo (m 3 /s) 1, *E-02 gallon (U.S. liquid) per day metro cúbico por segundo (m 3 /s) 4, *E-08 gallon (U.S. liquid) per minute metro cúbico por segundo (m 3 /s) 6, *E-05 Tabla 13s. Volumen por unidad de tiempo (gasto) 102
105 Unidad [Q] corresponde a [Q ] multiplicándola por a acre-foot metro cúbico (m 3 ) 1, *E+03 barrel (oil, 42 gal) metro cúbico (m 3 ) 1, *E-01 bushel (U.S.) metro cúbico (m 3 ) 3, *E-02 cup (U. S.) metro cúbico (m 3 ) 2, *E-04 fluid ounce (U.S.) metro cúbico (m 3 ) 2, *E-05 ft 3 metro cúbico (m 3 ) 2, *E-02 gallon (canadian liquid) metro cúbico (m 3 ) 4, *E-03 gallon (U.K. liquid) metro cúbico (m 3 ) 4, *E-03 gallon (U.S. liquid) metro cúbico (m 3 ) 3, *E-03 gill (U.K.) metro cúbico (m 3 ) 1, *E-04 gill (U.S.) metro cúbico (m 3 ) 1, *E-04 in 3 metro cúbico (m 3 ) 1, *E-05 litre metro cúbico (m 3 ) 1, *E-03 ounce (U.K. fluid) metro cúbico (m 3 ) 2, *E-05 ounce (U.S. fluid) metro cúbico (m 3 ) 2, *E-05 peck (U.S.) metro cúbico (m 3 ) 8, *E-03 pint (U.S. dry) metro cúbico (m 3 ) 5, *E-04 pint (U.S. liquid) metro cúbico (m 3 ) 4, *E-04 quart (U.S. dry) metro cúbico (m 3 ) 1, *E-03 quart (U.S. liquid) metro cúbico (m 3 ) 9, *E-04 stere metro cúbico (m 3 ) 1, *E+00 tablespoon metro cúbico (m 3 ) 1, *E-05 teaspoon metro cúbico (m 3 ) 4, *E-06 ton (register) metro cúbico (m 3 ) 2, *E+00 yd 3 metro cúbico (m 3 ) 7, *E-01 Tabla 13s1. Volumen 103
107 CAPITULO VI RESUMEN HISTÓRICO DE LA METROLOGÍA MEXICANA 105
109 BREVE RESEÑA HISTORICA DE LA METROLOGÍA EN MÉXICO... y porque pudiera suceder que al repartir las tierras hubiera duda en las medidas, declaramos que una peonía es... tierra de pasto para diez puercas de vientre, veinte vacas y cinco yeguas, cien ovejas y veinte cabras. Ley primera del Título 12, Libro IV de la Recopilación de las Leyes de Indias Época Prehispánica. México es sin duda una de las naciones que cuenta con una historia muy variada en civilizaciones. La última tribu que llegó a la mesa central después de una peregrinación que duró ciento sesenta y cinco años fue la de los aztecas quienes el 18 de julio de 1325 fundaron la gran Tenochtitlan. Además de su actividad guerrera, el amplio núcleo de habitantes desplegó su actividad en los campos relativos al conocimiento, a la construcción, a la manufactura, al tráfico mercantil y a la producción agrícola. Esto necesariamente supone la idea de ciertas medidas para la construcción de los palacios, la determinación de los tributos, la limitación de sus tierras, la mesuración de los objetos sujetos a transacción y el registro del tiempo. En el campo mercantil los historiadores coinciden en que las mercancías se vendían y se permutaban por número y medida, en igual forma mesuraban sus tributos; pero no tuvieron noticias de que hayan usado pesas, incluso hay constancia de que las cosas que comúnmente se sujetaban a la determinación de su peso en otras civilizaciones, entre los mexicanos se determinaron mediante el uso de medidas para áridos. En el campo dimensional para mesuración de sus tierras, casas, templos y pirámides, la principal medida lineal mexicana correspondía a tres varas de Burgos. En 1521 se rinde la gran Tenochtitlan principal reducto militar de los aztecas y con ello todo su sistema de numeración y de medidas se vio truncada violentamente. Las evidencias del uso de este sistema de medidas nos lo proporcionan los cronistas e historiadores de la Conquista y relatores de la vida cotidiana del México Antiguo: Citando a Alfonso de Molina [14] en su Vocabulario de la Lengua Mexicana:... la medida que se utilizaba en aquel entonces, es el octacatl o vara de medir. 107
110 Manuel Orozco y Berra, [15] en su Historia Antigua y de la Conquista de México:... encontramos después en Ixtlixóchitl al hacer la descripción de los palacios de Netzahualcoyotl... Tenían las casas de longitud, que recorrían de oriente a poniente, cuatrocientas y once medidas y media que reducidas a nuestras medidas hacen mil doscientas treinta y cuatro varas y media, y de latitud que es de norte a sur, trescientos veinte y seis medidas que hacen novecientas y setenta y ocho varas.... Refiérese Ixtlixóchitl en su comparación, por la una parte a la medida de Texcoco, igual en todo a la de México y por la otra a la vara de Burgos que era la mandada usar en la Colonia por la Ordenanza de Don Antonio de Mendoza. De esta relación directa se saca que una medida lineal mexicana corresponde a tres varas exactas de Burgos: cada una de estas es igual a 0,838 m, luego aquella mide 2,514 m. Como según la índole de la numeración, cada una de estas unidades principales se dividía en cinco menores, cada una de estas era equivalente a 21,6 pulgadas castellanas o 0,503 m. Citado por N. Molina Fábrega [16] en su obra el Código Mendocino y la Economía de Tenochtitlan:... En la ciudad de Texcoco, con sus barrios y aldeas puso por mayordomo a Matlalaca, el cual además de estar a su cargo todas las rentas y tributos de ella, tenía la obligación de sustentar la casa y corte del rey setenta días, dando cada día, en grano veinticinco tlacopustlis de maíz para ser tomados, que era una medida que en aquel tiempo se usaba y cada tlacopustli tenía tres almudes mas una fanega, las que reducidas a fanegas montan treinta y una fanegas y tres almudes. Antonio de Solis [17] autor de la Historia de la Conquista de México, manifiesta:... Hacíanse las compras y ventas por vía de permutación con que daba cada uno lo que le sobraba por lo que había menester, y el maíz o el cacao servía de moneda para las cosas menores. No se gobernaban por el peso, ni le conocieron; pero tenían diferentes medidas con que distinguir las cantidades, y sus números o caracteres con que ajustar los precios según sus transacciones. Esto nos manifiesta sin lugar a dudas que hubieron muchas más unidades de medida que utilizaron los antiguos mexicanos, pero que sin embargo, el conocimiento de ellas se pierde en el tiempo y en los efectos devastadores de la Conquista. Época Colonial El empleo de las medidas españolas se hizo extensivo en las tierras de Anáhuac porque la Conquista al truncar el desarrollo natural de la cultura de los pueblos indígenas, implantó el uso, la costumbre y el idioma de los vencedores. 108
111 Bajo la sombra del sistema de medidas impuesto, proliferó el desorden y la arbitrariedad de su aplicación que tenía como víctima principal al indio, al verdadero dueño de todo, que trabajaba la tierra con el recuerdo de su pasada grandeza. Una vez consumada la Conquista y apenas transcurrido cuatro años de dominación española, Hernán Cortés, Capitán General y Gobernador de la Nueva España, dictó la ordenanza de 1525 que reglamentó de alguna forma las pesas y las medidas al señalar que en cada villa haya un fiel designado y elegido por los alcaldes y regidores cada año que tenía la obligación de conservar en su casa pesas y medidas desde la arroba hasta el cuartillo y medio cuartillo, los cuales servían como patrones de verificación. En 1536, el 4 de junio Juan de Bustillos, pregonero público, dio a conocer las ordenanzas del Virrey Don Antonio de Mendoza que se refiere a las medidas para tierra fundándose principalmente en las medidas españolas. Estableció como medida esencial la vara... y está declarado que cada pie de los de dichas medidas ha de ser una tercia y cada paso de cinco pies, lo anterior citado por don Mariano Galván Rivera en su obra Ordenanzas de Tierra y Aguas [18]. En 1567 se dictaron las ordenanzas del Virrey Don Gastón de Peralta, Marqués de Falces de cuya época, Francisco Sedano [20], en sus Noticias de México hace alusión:... En el convento de San Hipólito de México se halla en el archivo un legajo con este brevete, Perote, una merced de tierra hecha por su majestad el año de 1567 que dice: Paso de marcas de cinco tercias de largo. Cinco tercias es lo mismo que cinco pies o vara y dos tercias. Paso geométrico es de dos pies y medio, la mitad del paso de marca o de Salomón y tiene cinco sesmas. Sitio de ganado. Un sitio de ganado mayor tiene una legua de largo y una legua de ancho. La legua en esta Nueva España tiene cinco mil varas y viene a tener un sitio de de varas cuadradas de área. Un sitio de ganado menor tiene varas y dos tercias de largo y otro tanto de ancho y tiene varas y una tercia cuadradas de área. En un sitio de ganado mayor caben 41 caballerías de tierra y varas cuadradas. En un sitio de ganado menor caben 18 caballerías de tierra. Una caballería de tierra tiene varas de largo y 552 varas de ancho y su área tiene varas cuadradas. Una avanzada de tierra tiene 220 pies de largo y 220 de ancho; 220 pies o tercias hacen 73 1/2 varas y esto tiene por lado la avanzada y 377 2/9 varas cuadradas de área. Vi varios expedientes firmados por el señor Don José Antonio de Areche, fiscal de su majestad, sobre medidas de tierra, con motivo de la venta de haciendas que fueron de los regulares de la Compañía de Jesús y en ellos se asienta que una legua en Nueva España tiene varas de largo y que un sitio de ganado mayor tiene una legua de largo y otra de ancho y concuerda con lo que va referido. En esta época se conocían unidades que servían para la mesuración de tierras como las huebras y las peonías a 109
112 las cuales la Ley primera del Título 12 del Libro IV de la recopilación de las Leyes de Indias daba la siguiente equivalencia:... la peonía es un solar de 50 pies de ancho y 100 de largo, cien fanegas de tierra de labor de trigo o de cebada, diez de maíz, dos huebras de tierra para huerta y ocho para plantas de otros árboles de secadal, tierra de pasto para diez puercas de vientre, veinte vacas y cinco yeguas, cien ovejas y veinte cabras.. la huebra es la superficie que se ara en un día... la caballería es como de cinco peonías [19]. Refiriéndose al año de 1763 el historiador Francisco Sedano en su obra citada [20] dice:... por carga de pulque, para la cuenta y pago de los derechos que pagan los pulqueros, se entiende 18 arrobas. La carga de 18 arrobas se compone de nueve cubos, cada cubo de 60 cuartillos. En esa época se utilizaban principalmente, arrobas quintales y libras para determinar el peso de las cosas y en lo referente a ello menciona:... la campana mayor de la Santa Iglesia Catedral llamada de Nuestra Señora de Guadalupe pesa 270 quintales. Tiene de alto desde el bordo hasta la extremidad de las asas, tres varas y tercia. Tiene de circunferencia en el bordo 10 varas: tiene de diámetro 3 varas y 10 pulgadas. El badajo tiene dos varas y media y pesa 22 arrobas y 19 libras de fierro. De estas evidencias podemos afirmar que el sistema de pesas y medidas en la época colonial estuvo fundamentado en tres unidades básicas: la vara castellana, en longitud; la libra castellana en peso y el tiempo en segundos. De estas unidades se derivaban las demás, múltiplos y submúltiplos, cuya variación no era decimal, por ejemplo: la vara se dividía en tres pies, el pie en doce pulgadas, la pulgada en doce líneas y la línea en doce puntos; la legua, único múltiplo, equivalía a varas. Las superficies se valoraban en varas cuadradas y los volúmenes en varas cúbicas. La vara castellana también se conocía como vara de Burgos que después se transformó en la vara mexicana y entre ellas habían algunas diferencias. Sin embargo, lo cierto es que a la luz de estas unidades se habían establecido otras de carácter fuertemente arbitrario debido a las necesidades del comercio y que quedaron muy arraigadas en los habitantes: los grandes hacendados valoraban sus extensiones de tierra en sitios de ganado mayor, sitios de ganado menor, en criaderos de ganado mayor o criaderos de ganado menor. Las superficies de sembradío lo valoraban en caballerías de tierra y en fanegas de sembradura de maíz. Estas tierras se regaban con agua de manantiales caudalosos cuyos gastos se medían en buey de agua o, de ríos cuyos flujos se medían en surcos, naranjas, reales o limones. Era común que los habitantes de la ciudad tomaran agua de las fuentes de los acueductos que fluía a razón de 5 pajas. En las transacciones mercantiles los líquidos se vendían en barriles, jarras y cuartillos. Para el caso de los granos se usaban medidas de capacidad 110
113 que tomaban por nombre: carga, fanega, media fanega, cuartilla, almud y cuartillo. Para los pesos (masas) en general se utilizaba el quintal, la arroba, la libra, la onza, el adarme, el tomín y el grano. Si las transacciones comerciales se hacían con plata se utilizaba el marco y la ochava. Si se tratase de oro, el castellano; y para usos medicinales, el dracma y el escrúpulo. La libra, la onza, el tomín y el grano se utilizaban también en estas actividades con pequeñas variantes Habían otras unidades como el montón, el huacal, el chiquihuite, el cubo, la tinaja, la tercia y la cuarta que se usaban hasta que poco a poco fueron desapareciendo conforme el Sistema Métrico cobraba mayor expansión como resultado de los esfuerzos que los gobiernos hacían para que la población aceptara el nuevo sistema y al ingreso de México a la Convención del Metro. Época Independiente La emancipación política de nuestra patria no trajo consigo de inmediato cambios radicales porque muchas instituciones coloniales subsistieron y diversas disposiciones españolas tuvieron vigencia hasta que paulatinamente se fueron substituyendo por otras. En tales condiciones cabe decir que la situación de las pesas y de las medidas reinante en la época colonial también imperó en el México Independiente hasta que se creó un nuevo régimen sobre la materia con la adopción del Sistema Métrico Decimal; adopción que como veremos después no fue del todo fácil. Desde la circular de Don Manuel Siliceo, Ministro del Fomento, Colonización, Industria y Comercio de la República Mexicana firmada el 20 de febrero de 1856 (ver copia de la circular en página 114), continuando por el primer Decreto que establece el uso del Sistema Métrico Decimal Francés de Don Ignacio Comonfort en 1857 (ver copia del decreto en página 115), siguiendo en su turno por los Decretos de Don Benito Juárez, los de Maximiliano de Habsburgo y otros gobernantes hasta la Ley de 1895 de Don Porfirio Díaz, el país atravesaba por etapas difíciles, de invasiones, insurrecciones y gobiernos inestables y galopantes que lo mantenían en condiciones no aptas para la adopción integral de un nuevo sistema en materia de pesas y medidas, por lo que se establecían decretos que primeramente confirmaban y después aplazaban la obligación del uso del Sistema Métrico. Respecto a las unidades de medida mas comunes que se utilizaron en el México Colonial y en el México Independiente se indica una relación en la tabla 14. Época Revolucionaria La revolución social de 1910, una explosión del pueblo bajo el lema de Tierra y Libertad en contra de sus opresores y terratenientes y sus instrumentos de 111
114 opresión: la tienda de raya, la leva, los salarios raquíticos, las grandes jornadas de trabajo en condiciones muchas veces inhumanas, hicieron aparecer caudillos que levantaron la voz del pueblo y lo guiaron en una revolución fratricida por buscar mejores condiciones de vida. Así, Emiliano Zapata y Francisco Villa principales actores de la revolución ofrendaron su vida por estos ideales. En medio de esta fragorosa lucha seguía vivo el espíritu de superación metrológica dentro del gobierno en turno que a pesar de tener su estabilidad en continua zozobra, hubieron quienes con anticipación establecían el papel importante de la metrología en el desarrollo económico del país. En esta época se adquirieron equipos que formaron parte del laboratorio de metrología instalado en el edificio del Departamento de Pesas y Medidas de las calles de Filomeno Mata, esquina con Av. 5 de mayo, en la ciudad capital, hecho que da fe de la importancia que se le concedía al aspecto legal de las pesas y de las medidas, sin embargo, en el caso de la metrología científica no se tenía aún la infraestructura necesaria para incursionar en ella. Aún así al transcurrir los años, la aplicación práctica de la metrología legal empezó a decaer hasta quedar en completo abandono el laboratorio a fines de la década de los años 70, de sus actividades la industria no obtenía ya ningún beneficio, y el caos metrológico se hizo presente. En la transición entre estas dos épocas, la revolucionaria y la moderna, y principalmente en el transcurso de esta última, hubo necesidad de que se produjera un detonante que hiciera despertar la conciencia de la metrología entre aquellos que en los gobiernos, tienen el poder de decisión. Época Moderna La desaparición de los mercados domésticos cautivos, la apertura de fronteras al libre comercio, la necesidad de ganar mercados externos para superar la crisis económica hizo que muchos países miraran con interés a la metrología como un elemento básico indispensable que le permitirá el mejoramiento de su producción y la competitividad de sus productos tanto en el mercado interno como en el externo. Así en México, el ingreso al GATT (actualmente la Organización Mundial de Comercio) y posteriormente al Tratado de Libre Comercio con Norteamérica vino a dar un fuerte impulso a la metrología nacional dado que esta es parte de la infraestructura que es requerida por la industria mexicana para producir con calidad y poder hacer frente con éxito a las exigencias normativas de los países compradores. Con el ímpetu de las circunstancias, esta época ha visto el nacimiento del Sistema Nacional de Calibración y una etapa importante ha quedado plasmado en los anales de la metrología científica nacional ya que el proyecto y diseño de un laboratorio 112
115 cúpula de alto nivel ha finalizado y dado lugar en 1991, a la instalación del Centro Nacional de Metrología (CENAM) como laboratorio primario del Sistema. El CENAM inició sus operaciones el 29 de abril de Con el CENAM se ha hecho realidad la transferencia de la exactitud de los patrones nacionales y un acontecimiento histórico se ha marcado con respecto al patrón nacional de masa, el prototipo número 21, de platino iridio, añejo representante del Sistema Métrico Decimal y que desde 1891, hace mas de un siglo, se encuentra en nuestro país y desde esa fecha y por diversas razones no se había logrado antes establecer la trazabilidad de las mediciones de masa en México hacía ese patrón nacional, como se ha hecho actualmente. Dentro de las importantes disposiciones legislativas que se han publicado, resalta últimamente la Ley Federal sobre Metrología y Normalización [21] firmada el 18 de junio de 1992, que contiene una regulación moderna sobre la materia de las mediciones en el país. Esta Ley fue publicada en el Diario Oficial de la Federación, el primero de julio de Se adicionó y reformó el 24 de diciembre de 1996 y se volvió a reformar el 20 de mayo de 1997 estando la presidencia del gobierno federal a cargo del Dr. Ernesto Zedillo Ponce de León. Estas reformas tienen la finalidad de privatizar algunas actividades del gobierno federal en materia de metrología, normalización y del control de la calidad de producción nacional, el acreditamiento como reconocimiento a la capacidad técnica de los organismos que las realizan, otorgado por una nueva figura legal, las Entidades Mexicanas de Acreditamiento. La aprobación de los organismos acreditados podrá concederse por las dependencias oficiales correspondientes. Actualmente la Entidad Mexicana de Acreditamiento (EMA), reconocida por varias dependencias del gobierno federal otorgará a través de comités y subcomités de evaluadores el acreditamiento a las entidades, físicas o morales, para desempeñarse como laboratorios de metrología, laboratorios de pruebas, organismos de certificación y unidades de verificación tanto en el campo de la metrología como en la calidad de productos o de servicios. El órgano rector de este nuevo esquema es la Comisión Nacional de Normalización. Completando la relatoría anterior, se proporciona en las tablas 15 y 16 una lista de Leyes y Decretos que situándonos a partir de la época independiente se han emitido en torno al tema de la adopción del Sistema Métrico y en general a la materia de pesas y medidas. 113
116 114 Primera disposición relativa al Sistema Métrico Decimal que se expidió en México el 20 de febrero de 1856
117 Primera y segunda página del decreto por el cual se adopta el Sistema Métrico Decimal en México (1857). 115
MAGNITUDES, UNIDADES Y MEDIDA Introducción... 1 Sistema Internacional de magnitudes y unidades... 3 Prefijos para los múltiplos y submúltiplos de las unidades del SI... 4 Historia... 5 Para qué necesita
SOCIEDAD PANAMEÑA DE FÍSICA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMA, UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIRIQUI, UNIVERSIDAD DE PANAMÁ, MINISTERIO DE EDUCACIÓN
SOCIEDAD PANAMEÑA DE FÍSICA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMA, UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIRIQUI, UNIVERSIDAD DE PANAMÁ, MINISTERIO DE EDUCACIÓN PRUEBA DE VI AÑO (XII GRADO) OLIMPIADAS PANAMEÑAS DE FÍSICA

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