Que es medir

[Unidades y medidas] Sección 1.  Conceptos clave [Que es una unidad y una medida] [Medidas físicas vs medidas químicas] [Tablas del SI] Otros conceptos [La medición y el método científico] [Historia de la medición 1. Primeras civilizaciones] 

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. La regla de plástico es el primer patrón de medición con el que entramos en contacto en la escuela primaria, y aunque su diseño parece simple, encierra varios conceptos importantes sobre la precisión y la exactitud en la medición. Estas reglas suelen estar graduadas en milímetros y centímetros, lo que sugiere una resolución de hasta 1 mm. Sin embargo, la precisión real de una regla comercial de plástico escolar rara vez supera los ±0,5 mm, debido a factores como el desgaste, la calidad del moldeado, la flexibilidad del material y la alineación de la vista del usuario (paralaje). Su exactitud —es decir, la capacidad de medir un valor cercano al real— también está limitada por la deformación del plástico con el tiempo o por exposición al calor. En general, el rango de medición útil de estas reglas es de 15 a 30 cm, y son adecuadas para estimaciones rápidas pero 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 $\color{Purple}\textbf{nm}$).

Figura 2. La escala colorimétrica del papel tornasol es una herramienta sencilla usada para identificar sustancias ácidas o alcalinas. El papel tornasol rojo se vuelve azul en presencia de sustancias alcalinas, mientras que el tornasol azul se vuelve rojo en contacto con ácidos. Una sustancia ácida es aquella que reacciona de forma agresiva con metales, tiene un sabor agrio y puede causar quemaduras en la piel. Lo alcalino es lo opuesto a lo ácido, pero no significa que sea inofensivo: también puede quemar o dañar tejidos, aunque actúe de manera diferente. Sustancias como el vinagre son ácidas, mientras que productos como el amoníaco o la lejía son alcalinos. El papel tornasol no da un valor numérico, pero permite reconocer de forma rápida si una sustancia es más ácida o más alcalina comparándola con este patrón visual..

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 $\ce{\color{#006cda}Pt}$ (platino) e $\ce{\color{#006cda}Ir}$ (iridio), almacenado en condiciones especiales en Sèvres, Francia. Este cilindro fue durante más de un siglo la referencia oficial del $\color{Purple}\textbf{kg}$. 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 sistema imperial de unidades tiene raíces históricas que se remontan a las Guerras Napoleónicas o Guerras de la Coalición, donde no solo se enfrentaban ejércitos, sino también visiones del orden social, político y científico. El SI nació del impulso racionalista de la Revolución Francesa, con un enfoque universalista y basado en principios científicos, mientras que el sistema imperial, arraigado en tradiciones británicas, continuó su uso en los territorios influenciados por el Reino Unido. Esta división se reflejó en el comercio mundial y en la forma en que las grandes potencias definían sus estándares industriales y científicos. Aunque el SI domina en la ciencia y la mayoría de los países, el imperial sigue siendo usado en contextos cotidianos por 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 $\color{Purple}\textbf{m}$ (metro) para la longitud, el $\color{Purple}\textbf{s}$ (segundo) para el tiempo, el $\color{Purple}\textbf{K}$ (kelvin) para la temperatura, el $\color{Purple}\textbf{mol}$ 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 ($\color{Purple}\textbf{kg}$ × $\color{Purple}\textbf{m}$/$\color{Purple}\textbf{s²}$). Aunque esta unidad podría escribirse como $\color{Purple}\textbf{kg·m/s²}$, por razones de comodidad y estandarización se le da un nombre especial: el newton (N).

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.

Referencias:
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