Instrumentos de medición

¿Qué es un instrumento de medición?

¿En qué consiste su importancia?

¿Cómo fueron las primeras mediciones, en la prehistoria y posteriormente?

¿Cómo son los instrumentos de medición en la actualidad?

A partir de algún momento en el período neolítico (algunos expertos han estimado que debe haber sido alrededor de hace unos 7.000 años) el homo sapiens empezó a sentir la necesidad de contar o medir algunas dimensiones, tales como cantidades y tamaños, la distancia o el tiempo. En consecuencia, nació el concepto de número y las ideas básicas de las matemáticas.

Las primeras mediciones fueron antropomorfas puesto que se hacían con base en dimensiones corporales como unidades de medida: los dedos,  palmas de las manos, codos y brazos. Es así como aún en nuestros días el sistema de medidas norteamericano utiliza el pie y la pulgada.

En algún momento en la antigüedad se pasó a usar estándares fijos con los cuales relacionar las mediciones para hacerlas comparables. Empezaron a desarrollarse los sistemas de medidas. Muchos siglos después, a partir de la revolución francesa se desarrolló el sistema métrico decimal, el más utilizado en el mundo.

Un instrumento de medición es un dispositivo utilizado para comparar dimensiones o magnitudes con un patrón o estándar previamente establecido. A este patrón suele llamarse unidad de medida (el metro, grado centígrado, kilogramo, etc. son unidades de medida)

La creación de instrumentos de medición era un requerimiento fundamental del progreso. Es prácticamente imposible pensar en alguna actividad humana que no requiera algún tipo de medición, empezando por el tiempo.

El primer dispositivo para medirlo fue el reloj de sombra, usado en Egipto hacia el año 3.000 a.C. predecesor del más difundido reloj de sol  (dial solar) y los relojes de agua y arena, basados en el flujo del material relacionándolo con el paso del tiempo. Hasta el siglo XIX de nuestra era, el reloj de sol sirvió de referencia para poner la hora en relojes mecánicos.

Para los incipientes intercambios comerciales, en la modalidad de trueque, era necesario conocer con cierta precisión la cantidad del bien que se transaba. Unos 5.000 años a.C. se había inventado la balanza que estaba en uso en Mesopotamia y Egipto. En la civilización griega, se utilizó este instrumento a partir del año 500 a.C. y en el siglo VIII de nuestra era los árabes tenían una versión mejorada.

Después del final del Imperio Romano,  se desarrollaron nuevos núcleos urbanos que fueron haciéndose cada vez más importantes. En esta época comienza la etapa de arriesgarse más lejos en naves más elaboradas y audaces navegantes hacen importantes descubrimientos de nuevas tierras.

Es así como en la edad media, para crear rutas comerciales se generó la necesidad de inventar nuevos instrumentos de navegación que permitieran alejarse de las costas manteniendo el rumbo y conociendo en todo momento la localización de la nave.

Con la revolución industrial impulsada por la máquina de vapor, se creó la necesidad de instrumentos para las diversas instalaciones que se desarrollaron en esa fase de la historia. Cada rama de la industria utiliza instrumentos específicos de ésta así como los que son comunes para todas las ramas.

Los primeros dispositivos se usaron directamente con conexiones locales a los procesos que se querían mediar. Hacia 1930 se desarrollaron los paneles de control que reunían en un sitio los indicadores de varios procesos. La transmisión de la información era neumática y ya en algunos casos eléctrica.

La utilización de la electricidad requirió y agregó nuevas formas de medición y control. Pequeños inventos, como  válvulas, reguladores, solenoides, interruptores y relés, fueron extremadamente importantes para la instalación de los sistemas de instrumentación de procesos.

En los primeros tiempos, el seguimiento y control de los parámetros medidos por el sistema de instrumentos tenía que ser vigilado por operadores que se movían de un lado a otro para hacer las correcciones necesarias. La siguiente fase fue la introducción de los controles automáticos, que permitió reducir el número de operadores a cargo del sistema.

Hacia 1950 la electrónica había cambiado el panorama tecnológico de la instrumentación y control. El transistor empezó a comercializarse a mediados de esa década.

El desarrollo de la informática ha tenido un gran impacto en el perfeccionamiento de la instrumentación, muchos instrumentos analógicos han sido cambiados por dispositivos digitales que funcionan con base en algoritmos computarizados, integrados en redes, capaces de generar la información en forma gráfica y distribuirla hacia diversos sitios.

El más reciente nivel de instrumentación y control es la conformación de redes que integran diversos procesos en el mismo complejo industrial o de servicios y procesan la información de manera que producen informes más sofisticados para la supervisión y la toma de decisiones.

Los sistemas digitales de instrumentación y están adaptados también  para la operación de naves y aeronaves. En la actualidad constituyen la base de la automatización de algunas funciones en los vehículos automotores y la introducción de automóviles sin conductor.

Como puede deducirse a partir de este resumen, el rol de los instrumentos de medición es fundamental en la vida cotidiana, en las actividades económicas y en el propio desarrollo tecnológico.

Algunos instrumentos de medición y dónde se usan

Sector

Ejemplos

El hogar

Cinta métrica, reloj, termómetro, termostato, báscula, medidor eléctrico, sensores y temporizadores, controles automáticos de electrodomésticos.

La industria

Termómetro, voltímetro, amperímetro, medidor de consumo eléctrico, cilindro graduado, medidor de flujo, odómetro, tornillo micrométrico, controlador de presión, termostato, regulador de voltaje, interruptores y controladores automáticos y sistemas integrados.

Laboratorio de investigación

Regla graduada, escuadra, cronómetro, pipeta graduada, termómetro, termocupla, osciloscopio, tester, refractómetro, cromatógrafo, espectroscopio, balanza, vernier, temporizador, calibradores, etc.

En un hospital

Tensiómetro, termómetro, regla graduada, oxímetro de pulso, esfigmómetro, báscula, electrocardiógrafo, etc.

En un avión

Anemómetro (mide velocidad), variómetro (velocidad vertical), altímetro, giróscopo (inclinómetro), indicador de rumbo, manómetros,termómetros, tacómetros, medidor de combustible y sistemas de navegación integrados.

 

Las diferentes formas de medir la infinidad de variables que se presentan en la vida moderna tienen impacto en nuestro trabajo y en los hábitos de vida. El control de la temperatura del aire acondicionado, la regulación de la velocidad a la que nos desplazamos en un vehículo, el seguimiento al consumo de electricidad o gas, la verificación periódica de la tensión arterial, son algunos ejemplos de la importancia de contar con instrumentos precisos y confiables.

 

Ejercicios de repaso

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1)1. Las unidades de medida basadas en dimensiones corporales se llaman
2)2. El reloj de sombra se utilizó en hacia el año 3000 a.C.
3)3. Con base en la informática, muchos instrumentos analógicos se cambiaron
a
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Jose Ramón Solano

Master of Engineering Management

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