Cuando trabajamos con magnitudes en ciencias naturales, es
frecuente que necesitemos establecer relaciones entre diferentes unidades de
medición que comparten la misma dimensión. Por ejemplo, es común convertir
una distancia expresada en kilómetros (km) a su equivalente en metros
(m), o transformar un volumen de litros (L) a kilolitros (kL).
Para determinar y aplicar estas equivalencias de manera sistemática,
tradicionalmente se emplean dos métodos principales: el factor de conversión
y la regla de tres simple.
No obstante, García-García (2025) introduce una tercera
técnica adicional que complementa las anteriores, denominada sustitución
algebraica. Esta metodología ofrece una aproximación diferente para el
cambio de unidades, permitiendo una mayor flexibilidad y, en ciertos contextos,
una mayor eficiencia en la manipulación de expresiones que involucran diversas
magnitudes y sus unidades asociadas.
El factor de conversión es una técnica inherentemente
aritmética, lo que significa que opera con términos concretos y
valores numéricos específicos. Debido a esta naturaleza, su transformación
directa en una fórmula general o algebraica resulta intrínsecamente
compleja, ya que iría en contra de su propósito de ser una herramienta directa
para cálculos específicos de unidades. No obstante, existe una manera de
conceptualizarla de forma más generalizada:
Si, y solo si:
Ecuación
1. Fórmulas del factor de conversión. Pulse aquí
para la descripción.
La regla de tres es una técnica de resolución de
problemas que se sitúa entre lo aritmético y lo algebraico, por lo que la
denominamos semialgebraica. Su esencia radica en establecer una proporción
entre dos pares de magnitudes, una de las cuales es desconocida.
Operativamente, planteamos una igualdad entre dos ratios: uno experimental
(con un valor conocido y la incógnita) y otro teórico (con valores
conocidos). Asumimos que ambas fracciones son iguales, lo que nos permite
despejar y resolver el término desconocido.
Despeja el término x
Ecuación
2. Fórmulas del factor de conversión. Pulse
aquí para la descripción.
La sustitución algebraica de unidades es una técnica
que, como su nombre indica, se basa en la sustitución directa de
unidades dentro de una igualdad previamente establecida. Sostiene que si
poseemos una igualdad teórica clara, como por ejemplo, 1 unidad dada
= (valor teórico) unidad requerida, podemos reemplazar directamente la
"unidad dada" por su equivalente teórico sin necesidad de recurrir a
algoritmos más complejos como los factores de conversión explícitos o la regla
de tres en cada paso.
Si, y solo si:
Entonces
Ecuación
3. Fórmulas del factor de conversión. Pulse aquí
para la descripción.
Aunque García-García (2025) ha formalizado y expresado esta
técnica de forma explícita, su aplicación práctica ha sido una práctica
común y sobreentendida en el ámbito científico y de la ingeniería durante
muchos años. Esto se debe a que, con la experiencia y la intuición
desarrolladas al trabajar con ciertas conversiones de unidades que son
extremadamente frecuentes, la sustitución directa se asume como una operación
válida y se realiza de manera casi automática, sin la necesidad de desglosar
cada paso algebraico.
De las tres técnicas discutidas para la conversión de
unidades, la regla de tres es, en general, la menos eficiente en
términos de agilidad y versatilidad. Por ende, para la resolución de
ejercicios en este contexto, nos enfocaremos principalmente en el uso de factores
de conversión y, cuando sea aplicable, en las sustituciones algebraicas
de unidades.
Referencias
Brown, T.
L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M.
(2022). Chemistry: The Central Science (15th ed., AP Edition).
Pearson Savvas Higher Education.
Chang, R.,
& Overby, J. (2022). Chemistry (14th ed., AP Edition).
McGraw Hill.
García, J. L. G. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación Química, 36(1), 82-108..
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