Es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y calibración periódica.
Esta presente al realizar mediciones para la investigación de universidades y laboratorios, su aplicación abarca todos los campos de la ciencia y de la industria medir exige utilizar el instrumento y procedimiento adecuados, ademas de saber leer e interpretar los resultados.
Ante esta importante actividad y con la finalidad de fortalecer la infraestructura de los laboratorios de metrologia así como ofrecer servicios de calibración de la magnitudes de presión, temperatura, dimensional y masa ( balanzas) a empresas dentro de sus instalaciones.
TIPOS DE METROLOGÍA
METROLOGÍA CIENTÍFICA
Es el sector de las ciencias metrologícas que se ocupan de la disposición circunstancial en la que se encuentre dicha ciencia , el sustento , conservación y generación de los parámetros y pautas , como también del progreso y la exploración de diferentes métodos de medición , conformando la totalidad de operaciones sanitarias para la elaboración del sistema internacional de unidades , compuesto de los fundamentos principales y derivados de cada elemento.
METROLOGIA INDUSTRIAL
Se tata específicamente sobre los diferentes tipos de materias , infraestructura y equipos específicos . se apoya en la teoría e información de la metrología científica y realiza los procedimientos de medición, de producción y elaboración de la instrumentación siguiendo las normativas vigentes dependiendo de cada estado o autoridad competente en el ámbito ene l que se lleve a cabo.
Son todas aquellas disposiciones relativas a la legislación y administración de procedimientos respectivos a los sistemas de medición, y las diferentes aplicaciones que se les da a estos .
Se basa en una serie de normas y reglamentaciones dictadas por la autoridad referida , que avalan la veracidad y aptitud de cada sistema metrologíco, y de cada tipo de instrumentación.
PATRONES DE CALIBRACIÓN
Un patrón de medición es una representación física de una unidad de medición. Una unidad se realiza con referencia a un patrón físico arbitrario o a un fenómeno natural que incluye constantes físicas y atómicas.
Por ejemplo: la unidad fundamental de masa en el Sistema Internacional (SI) es el kg.
TIPOS DE PATRONES DE MEDICIÓN
PATRONES INTERNACIONALES
Representan ciertas unidades de medida con la mayor exactitud que permite la tecnología de producción y medición. Los patrones internacionales se evalúan y verifican periódicamente con mediciones absolutas.
PATRONES PRIMARIOS
Representan unidades fundamentales y algunas de las unidades mecánicas y eléctricas derivadas, se calibran independientemente por medio de mediciones absolutas en cada una de los laboratorios nacionales.
PATRONES SECUNDARIOS
Estos se conservan en la industria particular interesada y se verifican localmente con otros patrones de referencia en el área. La responsabilidad del mantenimiento y calibración de los patrones secundarios depende del laboratorio industrial.
PATRONES DE TRABAJO
MEDICIÓN
CALIBRACIÓN
De acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades (SI), la calibración se define como un conjunto de operaciones realizadas de acuerdo con el procedimiento definido y documentado para la comparación de mediciones efectuadas por un instrumento a las realizadas por un instrumento más preciso o estándar para el propósito de la detección e información o eliminación mediante el ajuste de cualquier error en el instrumento probado.
Tanto en transacciones comerciales como en establecimientos industriales, la verificación de los equipos de medida utilizados asegura la precisión de las medidas realizadas, lo que asegura a su vez la más alta calidad en los resultados obtenidos, puesto que los instrumentos de medición pierden su precisión debido a la manipulación continuada.
MEDICIÓN Y CALIBRACIONES DE INSTRUMENTOS DE MASA Y LONGITUD
LA BALANZA
Es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Al igual que una romana, es un instrumento de medición que permite medir la masa de un objeto.
Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la precisión del instrumento.
CATARÓMETRO
Es un instrumento que mide la concentración de pequeñas cantidades de gas, comparando la conductividad térmica del gas analizado contra la conductividad del gas de muestra, dando como resultado su masa atómica, aunque en la obtención de los resultados es un poco mas lento en comparación al próximo instrumento.
DINAMÓMETRO
Se denomina dinamómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas, comúnmente utilizado para calcular pesos. El dinamómetro tradicional, inventado por Isaac Newton, basa su funcionamiento en la elongación de un resorte que sigue la ley de Hooke en el rango de medición. Al igual que una báscula con muelle elástico, es una balanza de resorte, pero no debe confundirse con una balanza de platillos
INSTRUMENTOS PARA MEDIR LONGITUDES
ODÓMETRO
Las distancias y longitudes entre puntos en la antigüedad eran contadas a través de pasos o pies humanos, este proceso era denominado “car tajoneo” y permitía tener medidas aproximadas de ciertas longitudes. Con la evolución tecnológica y el desarrollo de nuevas estructuras que ameritan el cálculo preciso de longitudes, este ejercicio de medición por recorrido de distancia se fue perfeccionando, logrando la creación del Odómetro como Instrumento de Medición.
CINTA MÉTRICA
Es el instrumento de medición de longitud por excelencia para quienes requieren rápidamente establecer distancias cortas entre puntos referenciales en una zona de corta distancia. Aunque es fácil de utilizar, existen diferentes modelos de cinta métrica que se pueden adaptar a las proporciones del proyecto que se realiza y a las necesidades de precisión de las medidas de longitud que se persiguen.
EL CALIBRADOR
También denominado cartabón de corredera, calibre o pie de rey, este es un instrumento para medir diámetros exteriores, interiores y profundidades que debido a sus características se utiliza en el área industrial más propiamente. Los calibradores también pueden definirse como escalas auxiliares, las cuales se emplean para subdividir las graduaciones de menor medida en la escala de la barra del calibrador.Un instrumento de medición muy delicado que necesita ser manipulado con mucha habilidad, y precaución, sobre todo, evitando ocasionarle ralladuras o que corra riesgo de doblarse, lo cual podría afectar su efectividad y precisión.
El calibrador está compuesto por una regla con una escuadra en uno de sus extremos, a través de la cual se desliza una escala graduada con la cual se indica la medida específica. Este instrumento puede realizar mediciones de longitudes desde 1/10 hasta 1/50 de milímetro haciendo uso del nonio.
Gracias a las piezas especiales que posee el calibrador en la parte superior es que puede medir dimensiones internas y profundidades. Posee dos escalas, la inferior que se encarga de las medidas milimétricas y la superior que está denominada para las pulgadas.
Además, está compuesta de otros materiales que facilitan la medición tales como:
- Sonda para medida de profundidades.
- Mordazas para medidas internas.
- Mordazas para medidas externa.
- Escala en centímetros y milímetros.
- Escala en pulgadas y fracciones de pulgadas.
- Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en el que esté dividido.
- Nonio para lectura de fracciones de pulgadas en las que esté dividido. Un botón para el deslizamiento y freno.
MEDICIÓN Y CALIBRACIONES DE INSTRUMENTOS DE VOLUMEN Y PRESIÓN
PRESIÓN
Se le llama Presión, a la reacción inmediata que ejerce un cuerpo sobre otro en relación de peso o fuerza. La presión técnicamente se refiere a dos tipos fundamentales, opresión y compresión, la opresión es comúnmente asociada a la falta de libertad de un sujeto para movilizarse con plena independencia, y la compresión se refiere al esfuerzo o impedimento que realiza un cuerpo sobre otro impidiendo su salida de algún sitio.
Calibración de manómetros y transmisores de presión con calibradores portátiles
La calibración periódica de la instrumentación es imprescindible para asegurar la calidad y el buen funcionamiento de las instalaciones industriales. En muchos casos la calibración puede realizarse de manera fácil y con suficiente precisión directamente in situ en proceso y no es necesario desplazar el instrumento a un laboratorio especializado.
MANÓMETRO DIFERENCIAL
También se le conoce con el nombre de manómetro de dos ramas abiertas. Este es un aparato que sirve para medir la diferencia de presión entre dos lugares.
El fluido que utiliza el manómetro diferencial para indicar los valores puede ser cualquier líquido: agua, queroseno, alcohol, entre otros. La condición esencial es que no se mezcle con el fluido que está a presión.
En caso de que se esté intentando medir presiones elevadas o diferencias muy grandes de presión, el líquido debería ser muy denso. En estos casos suele usarse mercurio.
En un manómetro las medidas pueden ir desde 0 a 0,5 KPa (≈ 0.2”H2O); o desde 0 a 7000 KPa (≈ 1000 psi).
MANÓMETRO DIFERENCIALEl fluido que utiliza el manómetro diferencial para indicar los valores puede ser cualquier líquido: agua, queroseno, alcohol, entre otros. La condición esencial es que no se mezcle con el fluido que está a presión.
En caso de que se esté intentando medir presiones elevadas o diferencias muy grandes de presión, el líquido debería ser muy denso. En estos casos suele usarse mercurio.
En un manómetro las medidas pueden ir desde 0 a 0,5 KPa (≈ 0.2”H2O); o desde 0 a 7000 KPa (≈ 1000 psi).
VACUÓMETRO
O
Es un dispositivo que se utiliza para medir el vacío; es decir, para medir presiones inferiores a la presión atmosférica.
Resulta ser una herramienta muy útil en plantas de frío o donde se trabajan gases licuados, debido a que los puntos críticos de los gases y del vapor se calculan con base en temperaturas y presiones absolutas.
Aunque el rango de medición depende del material del que esté elaborado, puede abarcar medidas entre -0,5 y 0 KPa; y de -100 a 0 KPa (≈ -30 a 0 “Hg).
BARÓMETRO
SENSORES DE PRESIÓN
Los sensores de presión son dispositivos diseñados para someter a los materiales a una presión que los deforma en su rango elástico. Tal deformación es proporcional a la presión usada y se considera lineal.
De esta manera, los sensores de presión transforman la presión en desplazamiento. Luego, el sensor convierte el movimiento en una señal eléctrica como voltaje o corriente.
TUBO U
Consiste en un tubo de vidrio doblado en forma de U, que se llena parcialmente con un líquido de densidad conocida.
Uno de los extremos del tubo se conecta al objeto o al espacio en el que se quiere medir la presión, mientras que el otro extremo se deja libre.La presión ejercida en el extremo donde hay alta presión provocará el movimiento del líquido dentro del tubo.
Ese movimiento se reflejará en una diferencia de nivel (o altura) marcada como h, y que depende de la presión y de la densidad del líquido en el tubo.
TUBO UConsiste en un tubo de vidrio doblado en forma de U, que se llena parcialmente con un líquido de densidad conocida.
Uno de los extremos del tubo se conecta al objeto o al espacio en el que se quiere medir la presión, mientras que el otro extremo se deja libre.La presión ejercida en el extremo donde hay alta presión provocará el movimiento del líquido dentro del tubo.
Ese movimiento se reflejará en una diferencia de nivel (o altura) marcada como h, y que depende de la presión y de la densidad del líquido en el tubo.
TUBO DE BOURDON
Se trata de aparato con un tubo metálico y elástico, que se aplana y se curva de una forma especial. Cuando se le aplica presión, el tubo se endereza y su extremo libre se desplaza.
Es este movimiento el que mueve las palancas y los engranajes, que terminan desplazando una aguja que indica la presión en la escala.
El barómetro proviene de la unión “baro y metro” que alude a una herramienta para medir la presión atmosférica. La manera más usual de hacerlo es usando un barómetro de mercurio, que se trata de una herramienta muy antigua, que utiliza la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera que es el peso del aire que actúa sobre la tierra, una presión que es conocida por la “presión atmosférica” donde este prodigio fue descubierto por evangelista Torricelli que fue un físico y matemático italiano.
VOLUMEN
Volumen es la medida de la cantidad de espacio que ocupa un líquido, un sólido o un gas en un contenedor. Como el espacio es un lugar tridimensional se mide en unidades cúbicas.
Las unidades más usadas de volumen son los metros cúbicos y sus derivadas (cm3, mm3, etc.). Esta es la unidad del SI (Sistema Internacional de Medidas)
Un caso especial son los líquidos y los gases, donde podemos especificar su volumen en función de la capacidad del recipiente que los contiene, o lo que es lo mismo lo que cabe dentro del recipiente. Usamos unidades de capacidad como el litro y sus derivadas, centilitro, mililitro etc.
INSTRUMENTOS PARA MEDIR VOLUMEN EN LÍQUIDOS
Es importante antes de empezar decir que todos los instrumentos para medir el volumen de líquidos están graduados para hacer mediciones a una temperatura determinada, normalmente a 20ºC. Ya sabemos que el volumen puede cambiar con la temperatura.
PROBETA
Tubo de cristal alargado y con escala graduada, cerrado por un extremo y usado como recipiente de líquidos o gases, el cual tiene como finalidad medir el volumen de los mismos. Permiten medir volúmenes de forma aproximada, o transvasar y recoger líquidos. Se fabrican de distintos tamaños y materiales (vidrio y plástico).
Un matraz es un recipiente de vidrio con una escala graduada que se utilizan para la determinación aproximada del volumen de líquidos. Tienen las paredes inclinadas para evitar salpicaduras sobre la persona que lo está utilizando, pero la boca suficientemente ancha para poder introducir, por ejemplo, un termómetro ya que muchas veces se calienta la disolución que hay en su interior y tenemos que controlar la temperatura.
VASO PRECIPITADO
Es parecido al matraz para no tiene las paredes inclinadas y se utiliza cuando las reacciones en su interior no tengan peligro de salpicadura. Se emplean para contener y calentar líquidos, realizar tratamiento de muestra y precipitaciones.
BURETA
Sirve para medir volúmenes exactos de líquidos en laboratorio. Posee un diámetro interno uniforme en toda su extensión y esta provista de una llave con una pinza de Mohr que permite verter líquidos gota a gota sobre un recipiente. De esta forma podemos verter el volumen exacto de líquido sobre el recipiente. Como ves en la imagen suele llevar un soporte horizontal.
PIPETA
Se utilizan para medir y transferir (pasar) de un recipiente a otro pequeños volúmenes de líquidos con precisión. Termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volúmenes.
En cierto modo, las pipetas funcionan como pajitas para beber en las que los líquidos son aspirado hacia arriba des de un extremo. Son un simple tubo de cristal transparente y graduado.
JERINGA
Por casi todos conocidas, son cilíndricas, hecha de vidrio, metal o plástico, y que llevan en su interior un émbolo que succiona o expulsa líquidos, según sea el caso, y con una punta que termina en una cánula, donde lleva incluida una aguja hueca que se penetra en la zona, en la que se quiere introducir o extraer un líquido. Están graduadas y pueden medir volúmenes, pero sin mucha precisión. Puedes ver la imagen de una en la primera foto de la página.
Aquí tienes un vídeo donde se muestra como realizar la medida de volúmenes con estos instrumentos:
MEDICIÓN Y CALIBRACIONES DE INSTRUMENTOS DE TEXTURA Y COLOR
La textura puede ser óptica o visual, cuando las diferencias en la superficie sólo pueden ser captadas por el ojo, pero no responden al tacto. Asimismo la textura puede ser táctil cuando se presentan diferencias que responden, a la vez, al tacto y a la vista.
Se utilizan las mismas palabras para nombrar a las texturas visuales y a las que provienen de una experiencia táctil: áspera, suave, rugosa, dura, blanda, lisa. Otras texturas tienen un sentido fundamentalmente visual: brillante, opaco, apagado, transparente, claro, metálico, iridiscente.
MEDICIÓN INSTRUMENTAL DE LA TEXTURA
LAS MORDAZAS VOLODKEVICH
Son un accesorio que permite realizar un ensayo imitativo que simula la acción de un diente incisivo al morder un producto.
Se compone de un soporte de muestra inferior que se monta sobre la base de trabajo elevada (HDP/90) y una sonda de cizalla con forma de diente que se fija a la célula de carga.
La muestra se coloca en el “diente” inferior y la acción de morder es proporcionada por el movimiento de compresión del “diente” superior que cizalla la muestra.
Este accesorio se desarrolló hace varias décadas para evaluar la dureza y la terneza de la carne, así como la fibrosidad de frutas y verduras como el ruibarbo, los espárragos y el apio.
En la utilización de este accesorio hay que tener en cuenta los siguientes aspectos:
• Debido a su tamaño, las mordazas Volodkevich sólo permiten acomodar muestras de hasta 1cm2 de sección.
• Las muestras deben sujetarse con los dedos hasta que la mandíbula superior entra en contacto con la muestra.
El espectrofotómetro es un instrumento con el que se apoya la espectrofotometríapara medir la cantidad de intensidad de luz absorbida después de pasar a través de una solución muestra.Con el espectrofotómetro, la cantidad de una sustancia química conocida (concentraciones) también puede determinarse midiendo la intensidad de la luz detectada. Dependiendo del rango de longitud de onda de la fuente de luz, se puede clasificar en dos tipos diferentes:Espectrofotómetro UV-Vis: utiliza luz en el rango ultravioleta (185 – 400 nm) y rango visible (400 – 700 nm) de espectro de radiación electromagnética.
Espectrofotómetro de infrarrojos: utiliza luz en el espectro de infrarrojos (700 – 15,000 nm) del espectro de radiación electromagnética.
La estructura básica de los espectrofotómetros consiste en una fuente de luz, un colimador, un monocromador, un selector de longitud de onda, una cubeta para la solución muestra, un detector fotoeléctrico y una pantalla digital o un medidor.
MEDICIÓN INSTRUMENTAL DEL COLOR
ESPECTROFÒTÓMETRO
El espectrofotómetro es un instrumento con el que se apoya la espectrofotometríapara medir la cantidad de intensidad de luz absorbida después de pasar a través de una solución muestra.Con el espectrofotómetro, la cantidad de una sustancia química conocida (concentraciones) también puede determinarse midiendo la intensidad de la luz detectada. Dependiendo del rango de longitud de onda de la fuente de luz, se puede clasificar en dos tipos diferentes:Espectrofotómetro UV-Vis: utiliza luz en el rango ultravioleta (185 – 400 nm) y rango visible (400 – 700 nm) de espectro de radiación electromagnética.
Espectrofotómetro de infrarrojos: utiliza luz en el espectro de infrarrojos (700 – 15,000 nm) del espectro de radiación electromagnética.
La estructura básica de los espectrofotómetros consiste en una fuente de luz, un colimador, un monocromador, un selector de longitud de onda, una cubeta para la solución muestra, un detector fotoeléctrico y una pantalla digital o un medidor.
Espectrómetro: Produce un rango deseado de longitud de onda de luz. Primero un colimador (lente) transmite un haz recto de luz (fotones) que pasa a través de un monocromador (prisma) para dividirlo en varias componentes de longitudes de onda (espectro). Entonces un selector de longitud de onda (ranura) transmite sólo las longitudes de onda deseadas.
EL COLORÍMETRO
Utilidades de un colorímetro:
Además de utilizarlo para medir los colores de los objetos, los colorímetros también sirven para recoger mediciones de un color y hacer comparaciones con otras medidas recogidas. Esta opción se convierte en una gran utilidad para diferentes industrias, como en aquellas en las que se producen masivamente productos idénticos o en la que se producen partes que posteriormente se combinarán con otras cromáticamente idénticas.Entre otros usos, los colorímetros son comúnmente utilizados para el control de color de materiales impresos (envase o packaging, embalaje, etc.), en materiales plásticos, metálicos, etcétera. Su uso está también muy estandarizado en sectores como el de la formulación de tintas, así como en el de materiales de construcción y decoración como el de los azulejos y cerámicas.
