La metrología se encarga de definir las unidades de medida internacionalmente aceptadas, realizar las unidades de medida por métodos científicos y establecer las cadenas de trazabilidad, determinando y documentando el valor de y exactitud de una medición y diseminando dicho conocimiento.
La metrología se encuentra en nuestro medio como una infraestructura, y gracias a ella podemos vivir adecuadamente en los países desarrollados, por ejemplo, a través de diagnóticos y terapias médicas, transacciones comerciales, controles agroalimentarios...
Supone entre el 3% y el 5% en los países industrializados.
Según la actividad a realizar, podemos dividir a la metrología en 3 categorías.
- Metrología científica: mediante patrones de medida se encarga de la obtención y desarrollo de medidas, así como de su conservación y diseminación. Se divide en 9 campos: masa y magnitudes relacionadas, electricidad y magnetismo, longitud, tiempo y frecuencia, termometría, radiaciones ionizantes y radiactividad, fotometría y radiometría, acústica y cantidad de sustancia.
- Metrología aplicada: da una medida de los objetos para establecer si los instrumentos empleados en la industria y en procesos de fabricación y verificación funcionan adecuadamente.
- Metrología legal: son las mediciones que lleva a cabo el Estado (transacciones comerciales, salud, seguridad...)
A la hora de realizar una medición sobre un campo, establecemos 3 categorías.
- Campo temático: es la naturaleza del campo de medida de la magnitud que vamos a medir, por ejemplo, la masa y magnitudes relacionales, longitud...
- Subcampo: se trata de una aplicación concreta dentro del campo temático, por ejemplo, un subcampo de la masa y las magnitudes relacionadas puede ser la medición de masas, la fuerza y la presión, el volumen, la viscosidad, densidad...
- Patrones de medida: son los instrumentos que nos permiten obtener un resultado de medición dentro del subcampo de medida en el que nos encontremos, por ejemplo, para medir el volumen, la densidad y la viscosidad, tenemos hidrómetros de vidrio, densímetros por vibración, viscosímetros de rotación y capilares de vidrio...
Un patrón de medida es una medida materializada , un instrumento de medida, un material de referencia o un sistema de medida concebido para definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o uno o más valores de una magnitud, de modo que sirva de referencia.
Material de Referencia Certificado (MRC): es un material de referencia certificado donde una o más de sus propiedades están certificadas por un procedimiento que establece su trazabilidad a una realización de la unidad en la que se expresan los valores de la propiedad. Cada valor certificado viene acompañado de su incertidumbre para un nivel declarado de confianza.
Cadena de trazabilidad: es una cadena ininterrumpida de comparaciones, todas ellas con incertidumbres establecidas. Esto asegura que un resultado de medida o el valor de un patrón está relacionado con referencias de niveles superiores, hasta llegar al patrón primario. Así por ejemplo, en una pirámide, el BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) (Instituto Internacional de Pesas y Medidas) estaría en la cúspide, más abajo los Institutos Nacionales de Metrología e Instituos Designados, después irían los Laboratorios de calibración (normalmente acreditados), a continuación la industria, educación, legisladores y hospitales; y por último en la base irían los usuarios finales.
Para asegurar la trazabilidad de una medida, es necesario calibrar el instrumento o sistema de medida o del material de referencia. Esta calibración nos determina las características metrológicas de un instrumento. Para lograr esto se hace una comparación directa con patrones de medida o MRD, se emite un certificado de calibración y se suele añadir una etiqueta al instrumento calibrado.
Tenemos 4 razones para calibrar un instrumento.
- Establecer y demostrar su trazabilidad.
- Asegurar que las lecturas del instrumento son compatibles con otras mediciones.
- Determinar la exactitud de las lecturas del instrumento.
- Establecer la fiabilidad del instrumento, es decir, confiar en sus indicaciones.
Incertidumbre: es una medida cuantitativa de la calidad del resultado de medición, permite que los resultados de medida sean comparados con otros resultados, referencias, especificaciones o normas.
La medición debe ser siempre adecuada al nivel de las tolerancias especificadas y de la funcionalidad del producto.
Metrología legal
El Estado es quien asume la responsabilidad sobre la fiabilidad de las mediciones. Los instrumentos deben garantizar resultados de medida correctos en las condiciones de uso, durante todo el período de utilización y dentro de los errores permitidos.
La legislación nacional o regional establece los requisitos de metrología legal para los instrumentos de medida, así como los métodos de medición y ensayo, incluidos los productos preenvasados.
La metrología se organiza de acuerdo a la siguiente imagen.
Las realizaciones prácticas de las unidades de medida se mantienen en los Institutos Nacionales de Metrología (INM), desde donde se diseminan para dotar de trazabilidad al resto de usuarios de la metrología.
Institutos Nacionales de Metrología (INM): es un instituto designado por decisión oficial para desarrollar y mantener los patrones nacionales de medida de una o más magnitudes.
Centro Español de Metrología (CEM): es el INM español y representa internacionalmente a España ante los institutos metrológicos nacionales de otros países, las Organizaciones Metrológicas Regionales y el BIPM.
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| Estructura metrológica española |
La colaboración entre los insitutos nacionales de metrología a nivel regional es coordinada por las Organizaciones Metrológicas Regionales (OMR). El objetivo de las actividades de una OMR depende de las necesidades específicas de la región, pero suele ser:
- La coordinación de las comparaciones de patrones nacionales de medida y otras actividades derivadas del ARM-CIPM.
- La cooperación en la investigación y el desarrollo de la metrología. Facilitar la trazabilidad a las realizaciones primarias de las unidades del SI.
- La cooperación en el desarrollo de infraestructura metrológica de los países miembros.
- La formación y asesoría conjunta.
- Compartir capacidades e instalaciones técnicas.
Impacto social de la metrología
La metrología tiene impacto sobre estos campos de la sociedad:
- Económico: el éxito económico de los países depende de su capacidad para producir y comerciar productos y componentes hechos con exactitud, y por tanto, con calidad.
- Comercio: desde el minorista al mayorista y desde el comercio nacional al internacional. Es necesario utilizar unidades de medida y exigir exactitud en ellas.
- Salud: se usan muchos instrumentos para medir por ejemplo, la presión sanguínea.
- Seguridad: por ejemplo en los automóviles mediante manómetros para hinchar los neumáticos. También en el trabajo, mediante la comprobación de unos niveles adecuados de temperatura, ruido, radiación... Controles antidopaje.
- Medio ambiente: midiendo por ejemplo la emisión de gases contaminantes.
- Industria: esencial en la investigación científica. En la industria hay un montón de máquinas que se emplean para la medición de alguna magnitud, por lo que en este campo es especialmente importante la exactitud en las medidas. La metrología protege a la industria de medidas incorrectas y promueve la calidad, el desarrollo de los productos y la industria, también la competitividad en los mercados. Se emplean mediciones para controlar, regular, automatizar y supervisar procesos, así como para verificar las tolerancias de fabricación y la operatividad funcional de los productos.
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