La Metrología es la rama de la ciencia que se ocupa de las mediciones, de los sistemas de unidades y de los instrumentos usados para efectuarlas e interpretarlas. Esta comprende los aspectos teóricos y prácticos de las mediciones y de su incertidumbre en los campos de aplicación científico, industrial y legal.

La Metrología Científica es la encargada de la materializaciòn fìsica de los conceptos fundamentales de las magnitudes, nombre que se da a las unidades de medición, asì como determinar el valor verdadero de las mediciones.

La Metrologìa legal se ocupa de la protecciòn del consumidor, velando por la transparencia de las transacciones comerciales, entregando un lenguaje tècnico y un referente común.

La Metrología industrial consiste en la aplicación de la ciencia y la tecnología metrológica a la producción a fin de asegurar la optimización de los procesos.

Definiciones de importancia

EIME: Equipo de Inspección, Medición y Ensayo, definido por las Unidades de Operación y/o Mantenimiento como sujetos a Confirmación Metrológica.

Verificación: Confirmación mediante examen y aporte de evidencia objetiva que se han cumplido los requisitos especificados.

Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición por la cual puede relacionarse con los patrones de medición apropiados, generalmente patrones nacionales o internacionales, a través de una cadena ininterrumpida de comparaciones.

Patrón Interno: Patrón de comprobación, aplicado al instrumento en general por el usuario, obtenido a partir de la comparación con un patrón certificado y trazable.

Calibración: Conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados por un instrumento de medición o por un sistema de medición, o los valores representados por una medida física o un material de referencia y los valores correspondientes de una magnitud realizados por un patrón de referencia.

Ajuste: Operación determinada a llevar un instrumento de medición a un estado de funcionamiento adecuado para su utilización.

Error Sistemático: Cuando los resultados individuales son erróneos en el mismo sentido, o sea, o están por sobre o por abajo del valor medio, afectando con ello la exactitud de un experimento.

Deriva: Variación progresiva en el tiempo de una característica metrológica de un EIME.

Lazo: Circuito que contiene los instrumentos que forman un EIME, destinado a control de procesos.

Red Metrológica

La calibración de los instrumentos se debe realizar en función de patrones que sean trazables. Para ello, existen organismos encargados de custodiar patrones de distintas características de medición.

El organismo máximo en la metrología científica e industrial es el Bureau Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), quien posee el custodio de los patrones internacionales.

A nivel de cada país, le siguen los Laboratorios Custodios de Patrones Nacionales, quienes tienen a cargo los patrones de medida que están calibrados respecto a los patrones del BIPM

Algunos de los organismos internacionales más destacados son; PTB (Alemania), NIST (Estados Unidos), NPL (Inglaterra), NMI (Holanda), BNM (Francia), NRC (Canadá), NRLM (Japón), CENAM (México), INMETRO (Brasil), INTI (Argentina).

Los Laboratorios Custodios de Patrones Nacionales tienen como misión la calibración de los patrones de los Laboratorios de Calibración y que poseen patrones con trazabilidad respecto de estos laboratorios internacionalmente reconocidos.

Un Laboratorio de Calibración está capacitado y autorizado para ejecutar la calibración de instrumentos de medición de la industria cuando está acreditado ante el organismo de acreditación de su respectivo país.

Actualmente en Chile, existen los siguientes Laboratorios Custodios de Patrones Nacionales, (Laboratorios Nodos):

· Laboratorio Nacional de Masa: Cesmec Ltda. – Santiago
· Laboratorio Nacional de Temperatura: Cesmec Ltda. – Santiago
· Laboratorio Nacional de Longitud: Dictuc S.A. – Santiago (Organismo dependiente de Pontificia Universidad Católica de Chile)
· Laboratorio Nacional de Fuerza: IDIC – Santiago (Organismo dependiente del Ejército de Chile)
. Laboratorio Nacional de Presión: ENAER
. Laboratorio Nacional de Variables eléctricas: Universidad de Concepción - Concepción.

Un poco de Historia ...

En 1960, físicos procedentes de varias latitudes del mundo acordaron en París en la XI Conferencia General sobre Pesas y Medidas, usar el sistema MKSA (metro, kilogramo, segundo y amperio), como sistema internacional de unidades de medición.
Actualmente se consideran siete unidades fundamentales de medida, que son las siguientes:

Característica	Unidades Fundamentales	Símbolo
Longitud	metro	m
Masa	Kilogramo	Kg
Tiempo	Segundo	s
Corriente Eléctrica	Amperio	A
Temperatura Termodinámica	Kelvin	K
Intensidad Luminosa	Candela	cd
Cantidad de Sustancia	Mol	mol

La definición de estas unidades es la siguiente:

Metro.- Es igual a la distancia recorrida por la luz en el vacío en un tiempo de 1 / 299 792 458 s
Kilogramo.- Es equivalente a la masa del Kilogramo Internacional, un bloque de platino que se encuentra en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres, Francia.
Segundo.- Lapso en que trascurren 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a cierta transición del átomo de 133Cs.
Amperio.- Es la corriente que, al circular en dos conductores paralelos rectos, de sección circular despreciable, separados por una distancia de un metro en el vacío, produce una fuerza sobre cada conductor igual a 2 x 10-7 N por metro de longitud de cada conductor.
Kelvin.- Definida en la escala termodinámica por la asignación de 273,16 K al punto triple del agua.
Candela.- Es la 1/60 parte de la intensidad que se produce en un 1 cm2 de superficie de un radiador perfecto a la temperatura del punto de congelación del platino.
Mol.- Es la cantidad de materia que contiene tantas unidades elementales como átomos existen en 0,012 kilogramos de carbono 12 (12C).

Además de las unidades fundamentales, están las unidades que se derivan de éstas asociadas a magnitudes tales como la presión, fuerza, volumen, velocidad, aceleración energía, etc..

Cálculo de la incertidumbre de la medición

a) Tipos de Incertidumbres

Existen dos tipos básicos de evaluación de la incertidumbre:
Evaluación Tipo A, y
Evaluación Tipo B
En la evaluación Tipo A, el metrólogo parte de la base de una distribución normal, conoce todos los datos, por lo tanto puede calcular su dispersión y evaluarla estadísticamente.
En la evaluación Tipo B, el metrólogo no conoce todos los datos, debe recurrir a una estimación basada en conocimientos previos; certificados de calibración, manuales del instrumento de medición, normas, literatura, valores de medición anteriores, etc., con esta información puede llegar a establecer que el comportamiento de las mediciones obedece a una distribución de probabilidad normal, rectangular, triangular, trapezoidal o de otra índole.

Evaluación Tipo A

Se tienen los siguientes resultados obtenidos en una fábrica, los valores son medidos en cualquier magnitud.

Número	Datos
1	12,3
2	12,6
3	13,1
4	12,8
5	12,5
6	12,6
7	12,6
8	12,9
9	13,2
10	12,2
11	12,4
12	12,5
13	12,6
14	12,5
15	12,6
16	12,4
17	12,4
18	12,8
19	12,4
20	12,9

Primero calculamos la media:

X (raya) = 12,62

La incertidumbre tipo A, corresponderá a la desviación estándar:

u(xi)=0,26 para K = 1

que corresponde a la incertidumbre estándar

Y el resultado se expresa como;

X = 12,62 ± 0,26

Evaluación Tipo B

El caso típico es el de un instrumento analógico, cuya aguja se mueve entre un rango de valores. En este caso, es prácticamente imposible determinar la dispersión de los resultados, puesto que los datos intermedios no se conocen con exactitud al no poder disminuir esa variación.

Lo que se hace en este caso es una evaluación tipo B, suponiendo una distribución de probabilidad de acuerdo a lo observado. Así los tipos de distribuciones en este caso pueden ser normal, rectangular, triangular, trapezoidal o de otra índole.

a) Supongamos que en este ejemplo la distribución es de tipo normal, es decir existe la misma posibilidad que la aguja varíe hacia la izquierda de la media que hacia la derecha, pero con mayor probabilidad de pasar por el centro de los valores, de acuerdo al siguiente gráfico

Si consideramos que la aguja se mueve entre 0,50 y 0,75 con un intervalo de confianza del 50 %, entonces, estandarizando la curva de probabilidad, encontramos por tabla estadística que el equivalente de p = 0,50 es z = 0,675, por lo tanto, la incertidumbre será:

u(xi) = 0,185

El resultado se expresa como;
X (raya)= 0,62 ± 0,18, para un nivel de confianza del 50 %

b) Si ahora suponemos, en cambio, que la aguja del instrumento se mueve con una distribución del tipo rectangular, es decir, la frecuencia es la misma en todo el rango de variación:

Entonces los criterios a utilizar son los siguientes:
Se consideran los valores extremos de la medición, en este caso 0,50 y 0,75 y se aplica la siguiente ecuación para calcular la incertidumbre asociada:

u(xi) = 0,072

El resultado se expresa como;
X = 0,62 ± 0,07

c) Si la distribución es del tipo triangular, entonces, se aplica la siguiente ecuación:

u(xi)= 0,051

El resultado se expresa como;
X = 0,62 ± 0,05

En resumidas cuentas, lo que se debe calcular es una Incertidumbre del tipo estándar, cuyo nivel de confianza corresponde al 68,27% (K = 1, amplitud que va desde -1 a 1 sigma)con la cual es posible comparar y combinar contribuciones de incerteza provenientes de diferentes distribuciones de probabilidad. A este proceso se le denomina en metrología; “reducción”.

Más información sobre la medición de la incertidumbre en NIST
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