Medir es el acto de comparar una propiedad de
un objeto con otra que usamos como patrón. Esta comparación
puede hacerse de dos formas: cualitativa o cuantitativa.
Cuando comparamos una propiedad simplemente diciendo que es “más que”, “menos
que” o “igual a” nuestro patrón —por ejemplo, al
observar si un tono de rojo es más intenso que una tira de color estándar—
estamos realizando una medición cualitativa. En este caso, el
patrón sirve como referencia visual o conceptual,
pero no asignamos un número a la comparación.
Figura
1. Las
reglas de plástico, primer contacto con la medición, tienen una resolución
de 1 mm, pero su precisión real no supera ±0.5 mm debido a
desgaste, moldeado, flexibilidad y paralaje. Su exactitud se limita por
la deformación del plástico. Con un rango de 15 a 30 cm, son para
estimaciones rápidas, no para trabajos científicos de alta precisión.
En cambio, si el patrón tiene una escala que
nos permite convertir esa comparación en un número —como sucede al medir temperatura con
un termómetro o peso con una balanza— hablamos de una medición
cuantitativa. Aquí, el resultado no solo indica una relación,
sino una cantidad precisa.
Aunque muchos textos tradicionales distinguen entre propiedades
cualitativas (como color u olor) y propiedades cuantitativas (como
masa o temperatura), en realidad, casi cualquier propiedad físico-química puede
medirse de una u otra manera, dependiendo de la existencia de un patrón
adecuado y una escala definida. Por ejemplo, el color
puede describirse de forma cualitativa (“rojo intenso”) o cuantitativa
(medido en longitudes de onda en nanómetros).
Figura
2. El papel
tornasol es una herramienta colorimétrica sencilla para identificar ácidos
o alcalinos. El rojo se vuelve azul con alcalinos, y el azul
se vuelve rojo con ácidos. Ambas sustancias pueden ser corrosivas.
Aunque no proporciona un valor numérico de pH, solo una lectura
cualitativa visual, es fácil de usar y tiene bajo costo. Para precisión
cuantitativa, se requieren pH-metros (potenciómetros).
El objeto patrón que se elige para medir puede, en
principio, ser cualquier cosa: una piedra, una vara, un grano de cereal, el
paso de una persona. Esta libertad inicial causó, durante
siglos, un caos considerable en el comercio,
la construcción, la navegación y otras actividades
esenciales. Cada región tenía sus propias unidades, a menudo
basadas en objetos locales o referencias humanas (como el “pie del rey” o
la “vara de Castilla”), lo que dificultaba enormemente la cooperación
entre pueblos y la acumulación precisa de conocimientos.
Con el paso del tiempo, y a medida que los gobiernos se centralizaron y la
actividad científica internacional se integró, surgió la necesidad de
crear sistemas de medición unificados, basados en patrones
comunes aceptados por múltiples países. Así nacieron los sistemas
métricos modernos, con unidades definidas mediante realizaciones
físicas: objetos cuidadosamente diseñados que representaban una unidad
específica de forma estable y reproducible.
Un ejemplo clásico de esto fue la realización física del kilogramo:
el IPK (International Prototype of the Kilogram), un
cilindro metálico único, fabricado con una aleación de (platino)
e (iridio), almacenado en condiciones especiales en Sèvres, Francia.
Este cilindro fue durante más de un siglo la referencia oficial del .
Se hicieron copias exactas que fueron distribuidas a las oficinas nacionales de
metrología de los países firmantes del Tratado del Metro (1875),
permitiendo así que todos compartieran una base común para las
mediciones de masa.
Sin embargo, a partir de 2019, la ciencia dio un paso adelante: las
realizaciones físicas dejaron de ser objetos únicos y pasaron a basarse
en fenómenos físicos universales, constantes de la
naturaleza que son idénticas en cualquier lugar del universo y que
pueden medirse con suficiente precisión. El kilogramo, por ejemplo, ahora se
define mediante la constante de Planck, medida con un aparato
llamado balanza de Kibble. Esto permite una medición más justa, precisa y abierta,
libre de la necesidad de proteger un objeto físico especial.
Este cambio no es solo técnico: está profundamente ligado a los ideales
fundacionales del sistema métrico, que nacieron en la Revolución
Francesa. Inspirados por los principios de libertad, igualdad y fraternidad,
los nuevos sistemas de medida querían permitir:
• La libertad de crear tus propios instrumentos de medición
basados en leyes naturales accesibles a todos,
• La igualdad entre naciones y personas en el intercambio
comercial y científico,
• Y la fraternidad de compartir el conocimiento mediante ideas
y patrones comunes.
En la actualidad, existen dos sistemas de medición relevantes en el ámbito
científico y tecnológico: el Sistema Internacional de Unidades (SI) y
el sistema imperial. Aunque el sistema imperial todavía se utiliza
en algunos países —como Estados Unidos y, en menor medida, Reino Unido— para
ciertas aplicaciones cotidianas y comerciales, la ciencia física y química
moderna trabaja casi exclusivamente con el SI, incluso en los
países donde el sistema imperial es común.
Figura
3. La
rivalidad entre el Sistema Internacional (SI) y el imperial nació
en las Guerras Napoleónicas, reflejando visiones opuestas. El SI,
impulsado por la Revolución Francesa, buscó la estandarización científica y
universal. El imperial, arraigado en tradiciones británicas, persistió
en su esfera de influencia. Esta división afectó el comercio y los estándares
industriales. Hoy, el SI domina globalmente en ciencia, pero el imperial
aún se usa en contextos cotidianos en algunas naciones como Estados Unidos.
El Sistema Internacional de Unidades (SI) está
diseñado para ser coherente, preciso y universal.
Este sistema se organiza en dos grandes categorías:
• Unidades fundamentales: son las bases del sistema. Cada una mide
una propiedad física que no se puede descomponer en otras más simples. Por
ejemplo, el (metro) para la longitud, el (segundo) para
el tiempo, el (kelvin) para la temperatura, el para la
cantidad de sustancia, entre otras. A partir de estas unidades, se pueden
construir todas las demás.
• Unidades derivadas: se obtienen mediante combinaciones
matemáticas de las unidades fundamentales, de acuerdo con las leyes físicas.
Por ejemplo, la fuerza se define como masa por aceleración (). Aunque esta unidad podría
escribirse como ², por razones de comodidad y estandarización se le da un
nombre especial: el newton (
).
Así, muchas unidades derivadas reciben nombres propios en honor a científicos
(como el pascal, el joule o el hertz),
pero siempre pueden descomponerse en sus componentes fundamentales si es
necesario.
Este sistema permite que los cálculos sean más simples y que
las relaciones físicas se expresen de manera clara, sin
ambigüedades, lo que es clave para una ciencia precisa, reproducible y global.
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