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viernes, 29 de junio de 2012

Las 7 unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades

Desde el siglo XVIII había un deseo por parte de distintos países y organismos de cooperar en unificar y estandarizar las unidades de medida.

Así el 20 de mayo 1875, en la "Convención del Metro" se establecen 3 organizaciones internacionales que serían las encargadas de preservar los estándares del sistema métrico:
  • La Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM, del francés Conférence générale des poids et mesures), un evento que tiene lugar cada cuatro años con los delegados de todos los Estados miembros.
  • La Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, por sus siglas del francés, Bureau International des Poids et Mesures), ubicada en París.
  • El Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM, Comité international des poids et mesures), comité administrativo que se reúne anualmente en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.
En 1954, en la 10ª Conferencia General de Pesos y Medidas, se decide, a partir de los descubrimientos científicos de la época, que deberá haber un sistema internacional que derive de 6 unidades básicas y que permitan medir la temperatura, radiación óptica, y cantidades mecánicas y electromagnéticas. Las 6 unidades básicas que se recomendaron fueron: el metro, el kilogramo, el segundo, el amperio, los grados kelvin, y la candela.

En 1960, en la 11ª Conferencia General de Pesos y Medidas, se estableció el nombre para el sistema de unidades como "International System of Units" (Sistema Internacional de Unidades), abreviado como SI .

En 1971 se añadió la séptima unidad básica: el mol.

De esta manera, y hasta la fecha, el Sistema Internacional de Unidades de medida, que ha sido adoptado por todos los países (aunque EEUU, Liberia y Birmania en su legislación no lo han adoptado como único o prioritario) posee 7 unidades básicas a partir de las cuales se determinan todas las demás.

Magnitud física básica Símbolo dimensional Unidad básica Símbolo de la unidad Definición
Longitud L metro m Distancia entre dos puntos.
Tiempo T segundo s Magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación.
Masa M kilogramo kg La cantidad de materia que posee un cuerpo.
Intensidad de corriente eléctrica I amperio A El flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.
Temperatura Θ kelvin K Grado o nivel de calor de los cuerpos o del ambiente.
Cantidad de sustancia N mol mol El número de alguna entidad elemental especifica.
Intensidad luminosa J candela cd Cantidad de flujo luminoso que emite una fuente por unidad de ángulo sólido


Referencias:
- http://es.wikipedia.org/wiki/Convenci%C3%B3n_del_Metro
- http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional
- http://en.wikipedia.org/wiki/International_System_of_Units
- http://es.wikipedia.org/wiki/Conferencia_General_de_Pesos_y_Medidas

viernes, 22 de junio de 2012

El nudo

En el argot marinero, aeronáutico o meteorológico, es posible escuchar la unidad de medida "nudo" (en inglés "Knot" ).

Podemos encontrar en la literatura descripciones de barcos como la siguiente:

"Cumplidas estas órdenes, se avistaron poco tiempo después en aguas filipinas los buques de guerra americanos, al mando del Comodoro Dewey, y cuyas fuerzas navales eran las siguientes: el "Olympia" buque almirante, crucero protegido de primera, de 5880 toneladas, 25 nudos de velocidad; 4 cañones de 8 pulgadas; ...   "

Medida que fue utilizada durante siglos para la velocidad de navegación marítima, se extendió el uso para navegación aérea, y para la velocidad del viento en náutica o aeronáutica.

El término "nudo" deriva de la práctica naval de calibrar la velocidad de un barco usando una cuerda con nudos a intervalos regulares (aproximadamente 47 pies 3 pulgadas (aprox. 14.4018 m) ) y una pieza de madera, originalmente un simple tronco, atado a un extremo. Otro tripulante disponía de un reloj de arena de alrededor de medio minuto (unos 28 segundos). De modo que el primero arrojaba el tronco al agua por la popa y dejaba correr la cuerda que, en su primer tramo, no tenía nudos a fin de darle tiempo al tronco a flotar y quedar estacionario en el agua. Cuando llegaba al primer nudo daba la orden al otro tripulante para que diera vuelta el reloj y comenzara a contar el tiempo preestablecido. Cuando caía el último grano de arena, el tripulante a cargo del reloj daba la orden de hacer firme la cuerda, y se contaban los nudos y fracciones de estos de manera aproximada. El número de nudos era la velocidad del barco en millas náuticas por hora.

El nudo era muy importante en navegación y se registraba en las cartas marinas, cuadernos de bitácora (logs en inglés) o diarios de navegación.

Comentar que las viejas prácticas de medición eran poco exactas, y en muchos casos las distancias utilizadas en barcos de distintas civilizaciones o naciones variaban.

Así, con la llegada del Sistema Internacional, el nudo dejó de estar reconocido oficialmente, pero quedó en uso en náutica y aeronáutica por tradición y compatibilidad con textos y mapas antiguos ( por ejemplo con proyección Mercator ). El símbolo para representer el nudo según la ISO es kn , mientras que según la IEEE se suele utilizar kt .

Hubo un acuerdo internacional sobre la milla náutica, adoptado por EEUU  (antiguamente Reino Unido y multitud de países usaban la 1 milla náutica = de 1853.184 m.), que estableció a su vez el valor estándar de conversión para la unidad nudo:
 1 nudo = 1 milla náutica por hora = 1'852 km/h = 1852 m./h. (aprox. 0'5144 m./s.)

En aeronáutica hoy en día es posible encontrar abreviaturas referentes a distintos tipos de nudos:

AbreviaturaNombreDescripción
KTAS knots true airspeed Velocidad de la aeronave relativa a la masa de aire por la que se está volando.
KIAS knots indicated airspeed Velocidad mostrada en el indicador de velocidad del sistema Pitot-static de un aeronave.
KCAS knots calibrated airspeed Velocidad aérea indicada, corregida por el error de posición y el error de la instrumentación.
KEAS knots equivalent airspeed Velocidad calibrada corregida para flujo compresible adiabático para la altitud en particular. 

Respecto a la velocidad del viento, existe una simbología para representarla, y, además una escala para medirla: la Escala de Beaufort de la Fuerza de los Vientos.

La Escala de Beaufort es una medida empírica para la intensidad del viento, basada principalmente en el estado del mar, de sus olas y la fuerza del viento, y que viene dada en km/h pero también en nudos (millas náuticas por hora).


Referencias:
- Historia de la Guerra Hispano-Americana, ALBERTO LEDUC - 1902
- La medida de todas las cosas, 2009
- http://es.wikipedia.org/wiki/Nudo_%28unidad%29
- http://en.wikipedia.org/wiki/Knot_%28unit%29 
- http://es.wikipedia.org/wiki/Escala_de_Beaufort

domingo, 17 de junio de 2012

pH - p[H] - Potencial hidrógeno

Hacía tiempo que no escribía y quería añadir una entrada sencilla, esta vez explicaré sin entrar en detalles excesivos el Potencial hidrógeno, mas conocido como pH.

El concepto pH fue introducido por el químico danés Søren Peder Lauritz Sørensen en 1909.

El pH mide la actividad del ión hidrógeno (en una disolución acuosa este ión es descrito como hidronio: H3O+ , que también puede darse de las formas H5O2+, H7O3+ and H9O4+ ).
Así la fórmula genérica que se proporciona para el cálculo del pH es la siguiente:


Considerándose pH ácido (alta concentración de iones hidrógeno) si el valor es menor de 7, neutro si es 7 (el pH del agua destilada), o alcalino si es mayor de 7.

No tiene unidad de medida, aunque, por ejemplo un valor de 7, significa en una escala logarítmica una concentración de 10-7 moles por litro de iones hidrógeno.

Hoy en día la medición del pH es muy importante en multitud de campos como la Medicina, Biología, Química, Agricultura, Forestal, Silvicultura, Alimentación, Medio Ambiente, Oceonagrafía, Ingeniería Civil, etc.

Así, por ejemplo, la acidez o alcalinidad de la humedad en la tierra es una propiedad muy importante en la agricultura, porque determinará qué plantas y bacterias crecerán. En particular, para el cultivo de alimentos es preferible una tierra neutra o ligéramente ácida.

Por último comentar que es relativamente fácil conocer el pH de una solución utilizando un papel tornasol, que contiene un tinte soluble en agua (el tornasol) extraído de ciertos líquenes, y cambia de color en contacto con distinto grado de pH, así mayor acidez pasaria a rojo / granate, neutro verde, y mayor alcalinidad azul oscuro / púrpura. Como puede verse en el siguiente gráfico:

Referencias:
- Metrum, la historia de las medidas, 2007