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CENTRO NACIONAL DE METROLOGIA
ÁREA DE METROLOGÍA MECÁNICA
División de Metrología de Masa
CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA
PUBLICACIÓN TÉCNICA
CNM-MMM-PT-
EL SISTEMA
INTERNACIONAL
DE UNIDADES (SI)
Héctor Nava Jaimes Félix Pezet Sandoval Jorge Mendoza Illescas Ignacio Hernández Gutiérrez
Los Cués, Qro., México Mayo, 2001
NOTA: ESTE DOCUMENTO SE HA ELABORADO CON RECURSOS DEL GOBIERNO FEDERAL. SOLO SE PERMITE SU REPRODUCCIÓN SIN FINES DE LUCRO, Y HACIENDO REFERENCIA A ESTA FUENTE.
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INDICE
Prefacio .............................................................................................................................................
Prefacio a la Segunda Edición ........................................................................................................
Prefacio a la Tercera Edición ........................................................................................................
Capitulo I. El Tratado de la Convención del Metro y el Sistema Internacional de Unidades.
Capitulo II. Unidades del SI y Prefijos .........................................................................................
Capítulo III. La gramática del SI ..................................................................................................
Capítulo IV. Magnitudes y Unidades .............................................................................................
Capitulo V. Correspondencia entre Unidades .............................................................................
Capítulo VI. Antecedentes de la Metrología Mexicana ..............................................................
Apéndices ........................................................................................................................................
Bibliografía. ....................................................................................................................................
Como todo sistema armónico y coherente, el SI tiene sus propias reglas cuya observancia es obligatoria a fin de preservar el espíritu de unificación universal que tantas vicisitudes y esfuerzos han costado a la humanidad, para tener un solo lenguaje que permita el buen entendimiento entre los hombres en materia de mediciones.
Sirva este trabajo para contribuir a la difusión del Sistema Internacional de Unidades y ayudar a cumplir sus objetivos sobre todo entre los que estamos profesionalmente obligados a usarlo.
Héctor Nava Jaimes
PREFACIO (a la segunda edición)
La preferencia que ha tenido la primera edición del "Sistema Internacional de Unidades" (SI), cuyo tiraje se agotó rápidamente es un indicativo del interés por el conocimiento y aplicación de este sistema coherente, fundado en 7 unidades básicas, cuyo origen se encuentra en el antiguo sistema métrico que adoptó las dimensiones de la tierra como base natural del mismo.
Las definiciones y la estructura del Sistema se han actualizado de conformidad con las necesidades de los distintos campos de la física y la ingeniería hasta llegar al estado actual que se muestra en esta edición del Sistema Internacional de Unidades (SI).
Nos hemos esmerado para que en esta segunda edición se consideraran las observaciones que amablemente los lectores interesados nos hicieron; se rectificaron errores involuntarios y se adicionaron ejemplos principalmente para apoyar las definiciones y las reglas de la escritura de los nombres y símbolos del SI.
Tenemos la firme convicción de que esta publicación contribuirá a la mejor realización de los programas de enseñanza de nuestras instituciones de educación, y al apoyo del uso del SI en el aseguramiento de las mediciones en la industria[1].
Queremos recordar a nuestros lectores que en nuestro país el Sistema Internacional de Unidades (SI) esta establecido mediante la norma oficial mexicana NOM- 008-SCFI-1993 con el nombre de Sistema General de Unidades de Medida y es el único legal y de uso obligatorio en México de acuerdo con lo dispuesto en el artículo 5 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización.
Abril, 1998
PREFACIO (a la tercera edición)
Cierto día comentando sobre el tema de las unidades de medida y de la incertidumbre de la medición Rigoberto García Cantú, maestro de la metrología e impulsor de esta ciencia en México desde los tiempos en que eran pocos los que tenían la iniciativa de señalar con frecuencia su importancia en el desarrollo industrial del país, mencionó lo que Roberto Grosseteste, maestro de Rogerio Bacon (1212-1294) manifestó en el siglo XIII con relación al tema que se estaba comentando: “...no existe medida perfecta de una magnitud continua, excepto cuando se hace por medio de magnitudes continuas indivisibles, por ejemplo, por medio de un punto y ninguna magnitud puede ser perfectamente medida a menos que se conozcan cuantos puntos individuales contiene y dado que estos son infinitos, su número no puede ser conocido por criatura alguna, excepto por Dios, quien dispone cada cosa en número, peso y medida...”. Esto –manifestaba Rigoberto- hace reflexionar desde otro punto de vista sobre el concepto de la incertidumbre de la medición y de la unidad de comparación que en aquel entonces se tenía, lo cual a pesar de ello, no fue impedimento para que su mismo discípulo, el franciscano Rogerio Bacon, influenciara con sus teorías para establecer la separación entre la teología y la ciencia.
Actualmente Rigoberto García Cantú, no se encuentra entre nosotros pero el legado que dejó en aquellas personas que con él trataron es semilla que fructificará en el campo que fue su pasión: el de las mediciones.
Esta tercera edición de “El Sistema Internacional de Unidades (SI)” se dedica a su memoria.
Por otra parte comentamos a nuestros lectores que con el constante afán de mejorar nuestra publicación, esta edición se ha revisado y actualizado de acuerdo con la séptima edición 1998 de “ Le Système International d´Unités” publicada recientemente por el Bureau International des Poids et Mesures, organización intergubernamental de la Convención del Metro.
En esta revisión resalta la aplicación del signo decimal. En 1997 el Comité Internacional de Pesas y Medidas aprobó el uso del punto como separador decimal en la escritura de los números que aparecen en los textos ingleses “en la misma forma como se acepta las pequeñas variantes en la escritura de los nombres de las unidades en lengua inglesa”; sin embargo, en esta edición que se presenta a la consideración de ustedes seguimos apegándonos a nuestra normatividad nacional de utilizar la coma decimal de conformidad con lo establecida por la norma oficial mexicana NOM-008-SCFI-1993 publicada en el Diario Oficial de la Federación el 14 de octubre de
Deseamos que esta publicación sirva para cumplir con los objetivos de su consulta, esta será siempre nuestra finalidad.
Octubre, 1998
LA CONVENCIÓN DEL METRO Y LOS
ORGANISMOS QUE LA INTEGRAN
Después de la Revolución Francesa los estudios para determinar un sistema de unidades único y universal concluyeron con el establecimiento del Sistema Métrico Decimal. La adopción universal de este sistema se hizo con el Tratado del Metro o la Convención del Metro, que se firmó en Francia el 20 de mayo de 1875, y en el cual se establece la creación de una organización científica que tuviera, por una parte, una estructura permanente que permitiera a los países miembros tener una acción común sobre todas las cuestiones que se relacionen con las unidades de medida y que asegure la unificación mundial de las mediciones físicas.
La estructura
Los organismos que fueron creados para establecer dicha estructura son los siguientes [2,3]:
La Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), que actualmente se reúne cada 4 años, integrada por los representantes de los Gobiernos de los países firmantes de la Convención del Metro. Bajo su autoridad se encuentra el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM), quien a su vez, supervisa las actividades de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) que es el laboratorio científico permanente.
Los objetivos
Cada Conferencia General recibe el informe del Comité Internacional sobre los trabajos desarrollados, discute y examina las disposiciones necesarias para asegurar la extensión y el mejoramiento del Sistema Internacional de Unidades, sanciona los resultados de las nuevas determinaciones metrológicas fundamentales, adopta las resoluciones científicas de carácter internacional en el campo de la metrología y las decisiones importantes que afecten a la organización y al desarrollo de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
El CIPM prepara el programa de trabajo de la Conferencia General, establece un informe anual a los Gobiernos de las Altas Partes Contratantes sobre la situación administrativa y financiera del BIPM. Sus reuniones y discusiones son el objeto de informes detallados que publica el BIPM.
Los Comités Consultivos
El CIPM, ha creado Comités Consultivos que reúnen a los expertos mundiales en cada campo particular de la metrología los que son consejeros sobre todas las cuestiones científicas y técnicas. Los Comités Consultivos estudian de manera profunda los progresos científicos y técnicos que puedan tener una influencia directa sobre la metrología, preparan recomendaciones que son discutidas por el CIPM, organiza comparaciones internacionales de patrones y aconseja
de fuerza, dureza gastos de fluidos y la viscosidad (los tres últimos agregados en 1999)
- Comité Consultivo para la Cantidad de Sustancia (CCQM), creado en 1993: métodos primarios para medir la cantidad de sustancia y comparaciones internacionales, establecimiento de la trazabilidad a nivel internacional entre laboratorios nacionales concernientes a la metrología química. - Comité Consultivo de Unidades (CCU) , creado en 1964: evolución del Sistema Internacional de Unidades (SI), publicación de ediciones sucesivas de folletos sobre el SI. - Comité Consultivo de Acústica ultrasonidos y vibraciones (CCAUV) , creado en 1998.
12
CONVENCIÓN
DEL METRO
CIPM
Tratado entre países. Actualmente son 48
Representantes de los gobiernos Administración del BIPM Decisiones internacionales del SI
BIPM
CGPM
Laboratorio internacional Mantiene los patrones internacionales Calibra patrones de referencia Coordina intercomparaciones Publica la revista Metrología
10 Comités
Consultivos
LA CONVENCIÓN DEL
METRO Y LOS
ORGANISMOS QUE LA
INTEGRAN
Cuerpo directivo del BIPM 18 expertos en metrología de diferentes países Prepara e implementa las decisiones de la CGPM
- al 31 de diciembre de 1997.
resolución 7, fija los principios generales para los símbolos de las unidades y proporciona una lista de nombres especiales para ellas.
ÿ En 1954, la décima Conferencia General de Pesas y Medidas, en su resolución 6 adopta las unidades de base de este sistema práctico de unidades en la forma siguiente: de longitud, metro; de masa, kilogramo; de tiempo, segundo; de intensidad de corriente eléctrica, ampere; de temperatura termodinámica, kelvin; de intensidad luminosa, candela.
ÿ En 1956, reunido el Comité Internacional de Pesas y Medidas, emite su recomendación número 3 por la que establece el nombre de Sistema Internacional de Unidades, para las unidades de base adoptadas por la décima CGPM.
ÿ Posteriormente, en 1960 la décima primera CGPM en su resolución 12 fija los símbolos de las unidades de base, adopta definitivamente el nombre de Sistema Internacional de Unidades SI; designa los múltiplos y submúltiplos y define las unidades suplementarias y derivadas.
ÿ La decimacuarta CGPM efectuada en 1971, mediante su resolución 3 decide incorporar a las unidades de base del SI, la mol como unidad de cantidad de sustancia. Con esta son 7 las unidades de base que integran el Sistema Internacional de Unidades.
ÿ En 1980, en ocasión de la reunión del CIPM se hace la observación de que el estado ambiguo de las unidades suplementarias compromete la coherencia interna del SI y decide recomendar (resolución número 1) que se interprete a las unidades suplementarias como unidades derivadas adimensionales.
ÿ Finalmente, la vigésima Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en 1995 decide aprobar lo expresado por el CIPM, en el sentido de que las unidades suplementarias del SI, nombradas radián y esterradián, se consideren como unidades derivadas adimensionales y recomienda consecuentemente, eliminar esta clase de unidades suplementarias como una de las que integran el Sistema Internacional.
Como resultado de esta resolución que fue aprobada, el SI queda conformada únicamente con dos clases de unidades: las de base y las derivadas.
El perfeccionamiento del SI
Ha transcurrido cerca de medio siglo desde que empezó a integrarse el Sistema Internacional de Unidades, cerca de 50 años en los cuales se ha logrado simplificar su estructura sin dejar de cubrir todo el campo del conocimiento humano como se establece mas adelante.
La incorporación de nuevas unidades, de sus definiciones, del cambio de ellas motivado por el avance científico y tecnológico, ha sido únicamente después de laboriosas investigaciones y de interesantes debates efectuados en cada uno de los organismos citados que regulan la metrología científica; este sistema por lo tanto, no es estático sino que se adapta para responder a las exigencias de un mundo cuyas necesidades en materia de mediciones crecen inexorablemente.
CAPITULO II
UNIDADES DEL SI
Y PREFIJOS
