La historia de la metrología

Ana Sofía Padilla Alva

La metrología es una ciencia que por lo regular calificamos como muy lejana y creemos que sólo los que se dedican a ciertas profesiones tienen relación con ella. Pero debemos de observar con detenimiento nuestra vida cotidiana para darnos cuenta de que sin lugar a dudas forma parte de nuestro entorno y de nuestras actividades comunes.

La metrología está presente cuando vemos el tiempo en el reloj, cuando analizamos la velocidad a la que viajamos en nuestro automóvil, al ingerir algún medicamento con cierta fórmula, al pesarnos en una báscula, al realizar cualquier transacción comercial la utilizamos sin darnos cuenta. Pero en realidad ¿qué es metrología y dónde nace esta ciencia? En este artículo abordaremos algunas de sus definiciones y realizaremos un repaso en la historia para entender más sobre ella.

¿Qué es metrología?

Existen múltiples aproximaciones a la definición de metrología. Por ejemplo, el Diccionario de la Real Academia Española señala que es “la ciencia que tiene por objeto el estudio de los sistemas de pesas y medidas”. En cambio, en el Vocabulario Internacional de Metrología (2012) la definen como “ciencia de las mediciones y sus aplicaciones”. Podríamos seguir recopilando explicaciones de diversos autores y analizando sus diferencias y puntos de encuentro, pero cada definición cambiará de acuerdo con el enfoque de estudio. Para efectos prácticos de este artículo vamos a conservar estas dos definiciones de metrología.

Los inicios de la metrología

Como todas las ciencias, la metrología tiene sus inicios muchos años atrás, pues ésta nace de la necesidad del ser humano de establecer valores cuantificables de las cosas que le rodeaban y de las actividades que realizaban.

En un principio utilizaban cosas que tuvieran a la mano y fueran prácticas, razón por la cual se comienzan a usar las medidas antropométricas, que toman como base la anatomía del ser humano para realizar diferentes mediciones.

Algunos ejemplos de estas medidas incluían: el codo para medir retazos de pieles o telas para las vestimentas; el pie, que en conjunto ayudaba a medir áreas de terrenos para construir casas o tiendas para dormir y refugiarse del exterior; el paso, que se utilizaba para cantidades de terreno más extensas donde se plantaban frutas y semillas. También se implementó el uso de las manos con el palmo, el dedo y la pulgada, útiles para realizar mediciones más pequeñas.

Ilustración 1: ejemplos de medidas antropométricas

A la par de estas medidas empiezan a utilizarse algunas equivalencias, como por ejemplo una palma era equivalente a cuatro dedos o un pie que contenía cuatro palmas, un codo era un pie y medio, y así sucesivamente se fueron encontrando correspondencias en el cuerpo humano que permitían a nuestros antepasados realizar un sin número de actividades. Pero este sistema, por más práctico que fuera, traía consigo muchas injusticias cuando se realizaban las mediciones, pues anatómicamente existen variaciones en el cuerpo humano, es decir que las medidas de un hombre de 1.75 de estatura no son del mismo tamaño que las de uno que mide 1.50 metros.

Incorporación de la aritmética en las mediciones

Como ya hemos visto, las medidas antropométricas solían variar de acuerdo a cada cuerpo y esto generaba injusticias en las transacciones y actividades que se derivaban de ellas, por lo que se siguieron buscando maneras ‘prácticas’ pero más ‘estandarizables’.

Así se incorporó la aritmética a las mediciones y se comenzaron a utilizar fórmulas, cálculos y figuras geométricas, en especial los triángulos, para que éstas fueran más concretas. Esta forma de medir se usaba sobre todo en la arquitectura y muchas veces en la agricultura para calcular el tamaño de terrenos de sembradíos, entre otras aplicaciones.

En este tipo de mediciones los griegos ejercieron especial influencia, fueron ellos quienes recuperaron conocimientos metrológicos que utilizaban los egipcios y quienes tuvieron especial énfasis en expandir el conocimiento científico experimental.

Durante todo este tiempo se realizaron importantes logros en ámbitos científicos como la astronomía, la medición del tiempo, agricultura, física, etcétera, por consiguiente, se generaron grandes avances para la metrología.

En este gran periodo destaca Galileo Galilei, quien aportó instrumentos como los primeros termómetros, pero también cálculos y fórmulas para realizar mediciones más elaboradas y certeras. Fue un gran científico que sentó las bases para el pensamiento científico moderno.

«Contar lo que se puede contar, medir lo que se puede medir y lo que no se puede medir, hacerlo medible…»

Galileo Galilei

Sistema Internacional de Unidades

Después del avance de las ciencias, la incorporación de los cálculos aritméticos a las mediciones y en la búsqueda por reducir las disparidades se llegó al acuerdo de realizar patrones físicos para estandarizar más las medidas. De esta forma inició la fabricación y distribución de patrones, en donde se acuerdan medidas y se traducen a objetos físicos, por ejemplo, un palmo se traduce a un trozo de madera o algún metal de ciertas características y estos pequeños patrones se desarrollaron para todas las magnitudes, posteriormente se distribuyeron a lo largo de las comunidades para que todos pudieran medir de la misma manera.

Ilustración 2: Ejemplos de patrones convencionales Los nuevos intentos por desarrollar patrones más confiables trajeron consigo otro tipo de problemas como el tema del desgaste. La fricción y el uso hacen que los materiales se vayan desgastando, cuando se analizaron estos pequeños patrones se observaron diferencias en su tamaño, la gente se dio cuenta que al final seguían las injusticias y que no era una medida tan certera como se creía. En la búsqueda del menor deterioro posible se utilizaron diferentes materiales, pero al final siempre se daban diferencias entre los patrones.

En 1790 la Asamblea Nacional Francesa instauró un nuevo sistema de medición: el Sistema Métrico Decimal. La primera unidad que se definió fue el metro y se estableció como ‘una 10 millonésima parte de la distancia del polo norte al ecuador, utilizando el meridiano de París’. Estas mediciones estuvieron encargadas a dos científicos que viajaron a dos puntos diferentes de la tierra sobre el meridiano de París para realizar sus mediciones. Estos científicos fueron Jean-Baptiste-Joseph Delambre, que viajó al norte, a Dunquerque, mientras que Pierre Méchain viajó al sur, a Barcelona. Con esta hazaña se realizó un patrón físico tomando como base esta nueva medida calculada, se repartió por las comunidades y comenzó el uso del metro.

No obstante, estos patrones aun con mediciones más elaboradas basadas en la longitud de la tierra, al ser transformados a patrones físicos seguían presentando la variable del desgaste.

En 1875 se constituyó la Convención del Metro, donde se instauraron los siguientes organismos: la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), el Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) y el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM), encargados de propagar y perfeccionar un sistema internacional de unidades que permitiera al mundo entero medir bajo las mismas condiciones y reducir las ‘injusticias’ que se venían arrastrando desde las civilizaciones antiguas.

Gracias a los esfuerzos de grandes científicos, unidos bajo estas organizaciones, en 1889 se definió el kilogramo como la masa del Gran K, una pesa de iridio y platino; se materializó el metro con una barra de los mismos materiales y se distribuyeron estos nuevos patrones a todo el mundo, sentando las bases para el Sistema Internacional de Unidades.

En 1960 se estableció de manera formal el Sistema Internacional de Unidades (SI), conformado por seis unidades de base: el kilogramo para masa, el metro para longitud, el segundo para el tiempo, el amperio para la corriente eléctrica, el Kelvin para temperatura y la candela para la intensidad luminosa. En 1971, once años más tarde, se incorporó la séptima unidad de base para cantidad de sustancia, el mol.

Ilustración 4: Sistema Internacional de Unidades La conformación del SI trajo consigo una gran unificación en las mediciones y un magnífico avance en la metrología, ahora todos hablaban el mismo idioma y podían unir sus esfuerzos para trabajar por el desarrollo de esta gran ciencia.

Como consecuencia de esta cooperación internacional, en 1970 surgieron organismos regionales de metrología como el Regional Metrology Organsisms (RMO´s por sus siglas en inglés), donde los centros nacionales de metrología de cada país, como el National Metrology Institutes, (NMI’s por sus siglas en inglés), se reunían para comparar sus mediciones y continuar innovando en esta ciencia. Desde entonces se ha continuado desarrollando y estudiando estas magnitudes. Con ayuda del CIPM, metrólogos de todo el mundo se reúnen para aportar sus conocimientos y avanzar en el desarrollo teórico y práctico de las mediciones y sus aplicaciones derivadas.

En la actualidad se han definido constantes que permiten unificar las unidades. Pasamos de los patrones físicos a los fenómenos físicos, que ayudan a tener una mejor precisión en las medidas.

La metrología en México

Como ya vimos, la historia de la metrología ha sido influenciada por múltiples personajes de distintos países, pero es turno de analizar cómo ha sido el devenir histórico de esta ciencia en México.

La metrología en nuestro país se remonta a las culturas del México prehispánico, en donde estas civilizaciones desarrollaron sus propios métodos de medida con respecto a su cuerpo (medidas antropométricas), pero también establecieron patrones con respecto a fenómenos meteorológicos y astronómicos.

Los mexicas desarrollaron un lenguaje específico para denominar las medidas antropométricas y fueron convencionalmente adoptadas por las comunidades vecinas. Algunos ejemplos de este vocabulario son:

“Cenmaitl”: distancia entre una mano y la otra con los brazos extendidos, la cual era de aproximadamente 1,60 y 1,65 metros. •

“Cemacolli”: distancia del hombro a la punta del dedo anular, la cual era de aproximadamente 80 centímetros. •

“Cemmolicpitl”: comprendía la distancia del codo a la punta del dedo anular. •

“Zontle”: comprendían 400 unidades de leña. •

“Jiquipil”: comprendían 8 mil unidades de granos.

Este sistema contaba con unidades numéricas vigesimales, por lo que la veintena era la unidad de medida. Por ejemplo 20 veintenas conformaban un “zontle” y 20 veintenas de veintenas un “jiquipil”. Este sistema en realidad es parte de un sistema métrico fundamental en la historia mexicana.

Durante la época colonial se conservaron algunos de estos patrones, aunque otros se complementaron con modelos europeos para satisfacer las necesidades del periodo. En los inicios de la Colonia, la carga indígena también era calculada mediante la denominada “media fanega”. Es decir, en términos de capacidad equivalía aproximadamente a 27 litros.

Su equivalencia en peso se establecía en “arrobas” y cada carga normalmente era de dos arrobas, equivalentes a su vez a 23 kilogramos. La expresión “carga” tuvo otras variantes, para la cuenta de mantas equivalía a 20 unidades y para el caso del cacao, el mismo término se utilizó para referirse a 24 000 granos.

Ilustración 6: Representación del sistema métrico mexica

Además, se implementaron medidas y patrones también volumétricos:

“Centlachipinilli o centlachipintli”: unidad menor para líquidos que significa ‘una gota de algo’. El instrumento para medir consistía en un pequeño recipiente, generalmente de barro, con acanaladura especial. •

“Cempopolli”: correspondía a la cantidad de líquido que podía absorber una bola de algodón del tamaño de medio huevo. •

“Cemixcolli, cemacuáhuitl, cenxumatli y centcuauhxumatli”: correspondían a unidades cuya referencia eran cucharadas. Todas significan “una cucharada” y variaban únicamente en cuanto al tamaño, forma y material del instrumento. •

“Centlaolololli”: correspondía a una porción o pelota de materia blanda dentro de la cual estaba comprendido el Testal, que se refería a la porción de masa de maíz necesaria para hacer una tortilla. •

“Centlamapictli y centlamatzolli”: era una medición contada por puñados. •

“Acalli”: significaba una canoa y era considerada como unidad de medida para líquidos y sólidos. Otra medida similar era el “Cuauhacaltontli”. •

“Tlacompixtli”: era una medida equivalente a la fanega española de 54 litros aproximadamente.

El sistema de pesas y medidas en la época de la pos-Conquista estuvo fundamentado en tres unidades básicas: la vara castellana para determinar longitud, la libra castellana para lo referente al peso y los segundos para especificar el tiempo. De estas unidades se derivaban las demás, sus múltiplos y submúltiplos, cuya variación no era decimal. Por ejemplo, la vara se dividía en tres pies; el pie en doce pulgadas; la pulgada en doce líneas y la línea en doce puntos. La legua, único múltiplo, equivalía a 5 000 varas. Las superficies se valoraban en varas cuadradas y los volúmenes en varas cúbicas.

En la época moderna tenemos grandes avances  con respecto a la infraestructura de la calidad en México. Pues a partir de la creación de los organismos internacionales como el BIPM, CGPM y CIPM, el mundo entero comenzó a realizar toda una infraestructura nacional en torno a la metrología. México no se quedó atrás, primero con la apertura del Centro Nacional de Metrología (CENAM) en 1994, que actualmente da la trazabilidad de mediciones en el país y es referencia en materia de metrología, además de resguardar los patrones nacionales.

También se empezó a normar la metrología en el país y se expidió la Ley Federal sobre Metrología y Normalización en 1992, en donde se establecieron las bases del actuar con respecto a temas como la calibración, metrología y acreditación. Esta Ley ha sido modificada en varias ocasiones y en 2020 fue sustituida por la Ley de Infraestructura de la Calidad (LIC).

En temas de acreditación, el pionero en México es la Entidad Mexicana de Acreditación (ema), encargada de la evaluación técnica y documental de organismos de evaluación de la conformidad. La ema cuenta con múltiples reconocimientos internacionales que avalan su trabajo y sus estándares de calidad. Recientemente, en 2020-2021, se aprobaron mediante la Secretaría de Economía y la Dirección General de Normas dos nuevas entidades de acreditación: Mexicana de Acreditación (MAAC) y la Sociedad Internacional de Acreditación (SIAAC), quienes en conjunto con la ema trabajan por la mejora continua de la infraestructura de la calidad en México.

Conclusiones

La metrología, aunque quizá sea una ciencia que muchas veces se pasa por alto, la utilizamos en nuestro día a día a pesar de no darnos cuenta y ha estado presente en la humanidad desde las primeras civilizaciones. También es una ciencia que ha evolucionado de acuerdo con las necesidades del ser humano y ha ido adquiriendo un carácter de mayor rigor científico, lo que ha permitido acercarnos a valores más certeros y a mediciones más precisas. La aplicación de la metrología es infinita y no está reservada a los laboratorios científicos, sino que es de uso común y cotidiano para cualquiera de nosotros.

Bibliografía

Real Academia Española (2022) Metrología. Recuperado de: https://dle.rae.es/metrolog%C3%ADa Centro Español de Metrología e Instituto de la Ingeniería de España (2019) La metrología también existe. España: CEM Centro Español de Metrología (2021) Breve historia de la metrología. España: CEM Centro Español de Metrología (2012) Vocabulario Internacional de metrología. España: CEM Centro Español de Metrología (2012) Historia de la metrología en México. España: CEM. Recuperado de: https://www.e-medida. es/numero-8/historia-de-la-metrologia-en-mexico/#:~:text=%C3%89poca%20Moderna,General%20de%20Unidades%20 de%20Medida%E2%80%9D. Centro Nacional de Metrología; Centro Español de Metrología; INDECOPI (2008) Metrología abreviada: EURAMET Pezet, F. (2010) Los prototipos nacionales del sistema métrico nacional. México: CENAM Castelazo, S. (2019) Los orígenes del CENAM. México: CENAM