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Dedicatoria En primer lugar quiero dar las gracias a Dios que me ha dado la fuerza y sabiduría para cumplir con este reto, iluminándome en cada una de las actividades que reali- zo día a día. Gracias a una persona súper especial e importante en mi vida que me ha brindado todo su apoyo incondicional, me ha motivado constantemente, Melisa Sarmiento, sin tu apoyo hubiera sido imposible culminar este proyecto. A todos los colegas involucrados en la realización de este manual, gracias a Ing. Dennis Aguilar, Ing. Walter Santos, Ing. Fredy Hernández, Ing. David Santos y a todos los que directa o indirectamente me brindaron su apoyo. METROLOGÍA • UTH4 INDICE CONTENIDO CAPITULO 1 Introducción P.6 Historia de la Evolución de la Metrología Metrología P12 Clasificación de la Metrología Beneficios de la Metrología P.13 Importancia de la Metrología en el Comercio Internacional P.14 Sistema Internacional de Unidades (SI) Definicines de Unidades P.15 CAPITULO 2 Conversiones y Equivalencias P.17 Conversión de Masa Conversión de Volumen Conversión de Área Prefijos de Cantidad Área y Volumen en Figuras Geométricas P.18 Conversión de Presión Conversión de Temperatura P.19 Ejercicios de Aplicación CAPITULO 3 Conceptos Básicos de Metrología P.22 Normalización Normas P.23 Especificación P.24 Patrón Calibración Error P.25 Reglamento Técnico P.26 Estandarización Trazabilidad P.28 Acreditación P.29 Organismos de Metrología en Honduras CAPITULO 4 Instrumentos de Medición Industrial P.30 Calibrador Vernier o Pie de Rey Componentes P.31 Material de fabricación Tipos de Calibradores Vernier Cuidados y Precauciones de Uso P.33 Ejercicios Prácticos P.34 Reloj Comparador P.39 Tipos de Reloj Comparador P.41 Aplicaciones P.42 Recomendaciones y Cuidados de Uso P.43 Ejemplos de Medición Ejercicios P.44 METROLOGÍA • UTH 5 Galgas de Medición o Calibre Fijo P.46 Partes de las Galgas P.47 Formas de Uso y Cuidados P.48 Ejemplos de Aplicación Compás P.49 Tipos de Compás P.50 Material de Fabricación Precauciones y Cuidados Aplicaciones del Compás Flexómetro P.50 Uso y Aplicaciones Tipos de Flexómetro Flexómetro según su Carcasa P.52 Flexómetro según su Cinta y Lectura de Medición Cuidados al usar el Flexómetro P.53 Ejercicios P.54 Calibrador Telescópico P.55 Características Cuidados al usar el Calibrador P.56 Material de Fabricación Aplicaciones P.57 Goniómetro P.57 Modo de Empleo Tipos de Goniómetro P.58 Partes del Goniómetro P.59 Cuidados y Precauciones Ejercicios Prácticos P.60 El Micrómetro P.62 Características Clasificación de los Micrómetros P.63 Cuidados y Precauciones P.67 Ejercicios Prácticos P.68 El Termómetro P.72 Tipos de Termómetro P.73 Pirómetro P.74 Escala Centígrada Escala Fahrenheit Escala Kelvin o Absoluta El Multímetro P.76 Cuidados del Multímetro P.78 Términos Básicos de Eléctricidad P.79 Fórmulas de Corriente Eléctrica P.82 Problemas de Corriente Eléctrica P.83 CAPITULO 5 Manómetro P.86 El Barómetro P.89 El Fluxómetro P.90 APENDICES P.93 ANEXOS P.94 BIBLIOGRAFÍA P.98 METROLOGÍA • UTH6 CAPITULO 1 INTRODUCCION Desde el inicio de los tiempos, ha existido la necesidad de medir, adecuándose a las condiciones y medios existentes a nuestro alrededor para poder lograr el objetivo de medir. En muchas civilizaciones antiguas se encuentran hallazgos de diferentes formas de medición, en todo su desarrollo, edificaciones, alimentos, distancias recorridas, edad, calendarios, etc. Sin tener las unidades de medición, mucho menos los instrumentos apropiados para medir, se utilizaba el medio adecuado según las condiciones, que al final lograban cum- plir con mucha precisión el objetivo propuesto. Es básico en la vida de cualquier profesional de grado medio o superior, el conocimien- to de medidas, escalas y materiales de medición según su área o rubro de trabajo, esto nos ayudara en la toma de decisiones o mejoras de cualquier proceso que en la empresa se lleve a cabo. En este libro se conocerán los sistemas de medición básicos, conceptos, instrumentos y formas de uso adecuadas para cada proceso, que servirá de soporte en cualquier área de trabajo. Dentro de la actividad profesional del Ingeniero Industrial, es importante tener las bases para que al momento de tomar mediciones para el estudio y análisis de un proceso; es- tas sean justas, exactas, consistentes y sobre todo de acuerdo con las normas naciona- les e internacionales reconocidas entre proveedores y consumidores porque depende de ello el acceso exitoso a los mercados mundiales en un ambiente competitivo, ya que los acuerdos internacionales e inclusive las relaciones bilaterales no pueden funcionar si no se establecen y no se cumplen dichas normas, procedimientos y especificaciones de materia prima, métodos, maquinaria y equipo, medio am- biente, mercado, medición y mano de obra. HISTORIA Y EVOLUCION DE LA METROLOGIA Desde sus primeras manifestaciones, normalmente incluída dentro de la antropología general, pasando por la arquitectu- ra y la agrimensura, hasta las transacciones comerciales, la propiedad de la tierra y el derecho a percibir rentas, donde rápidamente se encuentra el rastro de alguna operación de medida, la metrología, al igual que hoy, ha formado parte de la vida diaria de los pueblos. Antes del Sistema Métrico Decimal, los humanos no tenían más remedio que echar mano de lo que llevaban encima, su propio cuerpo, para contabilizar e intercambiar produc- tos. Así aparece el pie, casi siempre apoyado sobre la tierra, como unidad de medida útil para medir pequeñas parcelas, Figura 1: Medidas con la mano utilizada en la historia. (METROLOGIA, 2018) METROLOGÍA • UTH 7 del orden de la cantidad de suelo que uno necesita, por ejemplo, para hacerse una choza. Aparece el codo, útil para medir piezas de tela u otros objetos que se pueden colocar a la altura del brazo, en un mostrador o similar. Aparece el paso, útil para medir terrenos más grandes, caminando por las lindes. Para medidas más pequeñas, de objetos delicados, aparece la palma y, para menores longitudes, el dedo. Pero hay un dedo más grueso que los demás, el pulgar, el cual puede incluirse en el anterior sistema haciendo que valga 4/3 de dedo normal. Con ello, el pie puede dividirse por 3 o por 4 según convenga. Y dividiendo la pulgada en 12 partes, se tiene la línea para medidas muy pequeñas. (METROLOGIA C. E., 2018) Al necesitarse una correspondencia entre unas unidades y otras, aparecen las primeras equivalencias: una palma tiene cuatro dedos; un pie tiene cuatro palmas; un codo ordi- nario tiene un pie y medio, esto es, 6 palmas; y si a ese codo se le añade un pie más, tenemos el grado o medio paso que es igual, por tanto, a un codo más un pie, o dos pies y medio, o diez palmas; y por fin el paso que es la distancia entre dos apoyos del mismo pie al caminar. Así que una vez decidido cuanto mide un pie, o un codo, todas las demás medidas se obtienen a partir de él, con lo cual puede hacerse un primer esbozo de un sistema antropométrico coherente. (METROLOGIA C. E., 2018) Figura 2 Representación de la brasa y la vara Línea Grano Dedo Pulgada Palma Cuarta o Palmo Pie Codo Grado Vara Paso Braza Dedo 1/9 1/4 4/3 4 12 16 24 40 48 80 96 Pulgada 1/12 3/16 3/4 3 12 Palma 3 4 6 10 12 20 24 Pie 1/12 1/4 3/4 1,5 2,5 3 5 6 Codo 5/3 2 10/3 4 Vara 1/4 Tabla 1 Equivalencias de unidades antropométricas METROLOGÍA • UTH8 Cada una de estas medidas, además, se corresponde con un gesto humano carac- terístico. Así, la braza es la altura del cuerpo humano, pero se forma al poner los brazos en cruz con las puntas de los dedos estiradas; y la vara, al doblar los brazos, es lo que mide el hombre de codo a codo (véase Fig. 2). Hasta el Renacimiento, la mayor parte de la información existente sobre metrología se refiere a su aplicación en las transacciones comerciales y en las exacciones de im- puestos. Solo a partir del Renacimiento se hace visible la distinción entre metrología científica yotras actividades metrológicas, que podríamos denominar de aplicación”. (METROLOGIA C. E., 2018) Una regla general observada a lo largo de la historia es que cuanto más barato es un género, más deprisa se hace su medición y con menor precisión. Hoy día diríamos que tanto la técnica de medición como el instrumento deben adaptarse a la tolerancia de medida que deseamos comprobar y que, en efecto, mayores tolerancias permiten una medición más rápida y menos cuidada. Un hecho que parece claro es el de la aceptación del nacimiento de la ciencia, enten- dida en el mismo sentido que hoy día, en la ciudad griega de Mileto, en el siglo VI a.C. y, posteriormente, en la Alejandría de los Ptolomeos, hacia el año 250 a.C., nacida de una necesidad puramente práctica. La medición de largas distancias, basándose en la semejanza de triángulos, según Tales, ha permitido el levantamiento de planos por triangulación hasta nuestros días. Son innumerables los ejemplos de la aportación griega a la historia del pensamiento científico y de la metrología en particular, no solo debidos a ellos mismos sino al rescate de conocimientos anteriores derivados de los egipcios, haciendo inteligible lo que hasta entonces era confuso. Puede decirse que los Griegos realizaron el estudio sistemático de lo conocido hasta entonces, estableciendo un nuevo espíritu que se mantendría pos- teriormente con Pericles, Alejandro Magno, Roma, etc. hasta nuestros días, pasando por nuevos impulsos, más recientes, obtenidos sucesivamente en dos épocas claves, el Renacimiento y la Revolución Francesa, las cuales destacan curiosamente por haberse producido en ellas un nuevo acercamiento al “espíritu” griego. Puede sacarse la con- clusión, no errónea, de que las épocas de avance de la ciencia coinciden con una vuelta al espíritu griego o helenístico; es decir, a esa forma única de entender el pensamiento y el método para progresar en los estudios. Antes del Renacimiento, el Imperio Bizantino jugó también un papel importante, por ser su metrología el germen de los módulos árabes posteriores. Todos los módulos em- pleados por Bizancio derivan de los griegos y de las aportaciones romanas posteriores, éstas “helenizadas”, conduciendo a nombres griegos en su totalidad. La Ciencia, entendida como tal, llegó al Islam con la dinastía de los Omeyas, que en el año 661 trasladaron su capital a Damasco, tras haber estado afincados en Siria y haber vivido “helenizados”. De nuevo, el espíritu “helenizador” fue la correa de transmisión de la Cultura. En el año 827, el califa Al-Mamun ordenó volver a medir el grado de meridi- ano, tratando de cotejar el cálculo efectuado en su tiempo por Ptolomeo. El primer erudito que estudió la metrología árabe parece que fue Sylvestre de Sacy, el cual efectuó la traducción del tratado metrológico de Makrizi. Este tratado es una re- copilación del sistema de medidas y monetario empleado por los árabes. En las obras METROLOGÍA • UTH 9 de Ruiz-Castillo y Sánchez Pérez figura una relación importantísima de instrumentos científicos, en su mayoría astronómicos, desarrollados en este periodo. Posteriormente, entre el final del siglo XV y el XVIII, se consiguieron importantes avanc- es en la astronomía, la geodesia y la medida del tiempo. La aparición de nuevas ideas marca para siempre el devenir de la ciencia en los países desarrollados. La metrología acompaña y precede en muchos casos a los avances científicos. Todo esto tiene lugar cuando se establece con firmeza la superioridad del método ex- perimental frente a la especulación. A partir de esta idea, los científicos exigen ya instru- mentos cada vez más perfectos, pudiendo ser considerados como metrólogos aquellos que fueron capaces de construirlos por sí mismos. Considerando en este largo periodo figuras como Copérnico, Johann Müller (Regio- montano), Bernard Walther, Peurbach, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo, etc., se comprende que ya estamos hablando de otro nivel de conocimientos y de filosofía subyacente en la aproximación a la ciencia. Aquí, el espíritu del Renacimiento (de nue- vo vuelta al espíritu “griego”) se manifiesta en su vigor pleno. Aunque todos los descu- brimientos e innovaciones tienen más importancia en campos como la astronomía y la geodesia, también en la metrología aparece, a cargo de Galileo, una clara e importante distinción entre propiedades mensurables y no mensurables de la materia. Esta pléyade de científicos citados continuaría con nombres como Descartes, Colbert, Picard, Cassini, Huyghens, Newton, pero lo que todos ellos lograron para el progreso de la ciencia escapa de este breve resumen. (METROLOGIA C. E., 2018) La historia de la metrología se remonta desde: 5.000 a.C. Comienzan a utilizarse las unidades de medida. El hombre eligió su propio cuerpo como base para las primeras unidades de medida (unidades antropomórficas). 2.750 a.C. Unidad de longitud más antigua, el “Real Codo Egipcio”. 2.500 a.C. Primer patrón sin fundamento corporal. Es una regla graduada que repo- sa en las rodillas de dos estatuas del Rey-Dios Gudea. Constituía el patrón legal de la unidad de Lagash. 1.100. Se define la yarda inglesa por la distancia comprendida entre la punta de la nariz de Enrique I hasta su dedo pulgar con el brazo totalmente estirado. 1.287-1.327.Entre los reinados de Enrique III y Eduardo II se dicto diferente norma- tiva, basada en la longitud del pie del regente en ese momento. 1.610. Galileo descubre la ley del péndulo y fabrica un telescopio de potencia. 1.614. John Napier realiza el descubrimiento matemático de los logaritmos. Basán- dose en ellos, William Oughtred construyó la primera regla deslizante. 1.631. Pierre Vernier descubre el principio de división del tornillo micrométrico. Gas- coigne fue el primero en utilizar el micrómetro, si bien no lo utilizó para la medición. 1.668. Se crea en Francia un patrón de longitud denominado Toesa de Chatelet, for- mado por una barra de hierro empotrada en el exterior de un muro del Gran Chatelet de París. 1.791. La Asamblea Nacional Francesa adopta un sistema de medidas cuya uni- dad básica es el metro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Así se creó el primer sistema métrico decimal, que se denom- inó genéricamente Sistema Métrico. Se basaba en dos unidades fundamentales: El metro y el kilogramo. 1.799. Se deposita en los archivos de Francia el primer prototipo del metro, formado por una regla de platino sin inscripciones ni marcas. 1.849. España se adhiere al sistema métrico definido en Francia. 1.840-1.850. Henry Maudslay construye un micrómetro con una precisión de la milé- sima parte de una pulgada. Jean Laurent Palmer realizó la primera patente del cali- bre husillo, que era un instrumento de bolsillo. 1.868. Seller perfecciona y estandariza la rosca de 60º y Whitworth lo hace con la de 55º en Gran Bretaña. Además, Whitworth contribuyó con sus calibres inter- cambiables y la máquina medidora, que era sensible a la millonésima parte de una pulgada. No obstante la incertidumbre de medida con estas máquinas era bastante superior asu división de escala. 1.870. Wilmot diseñó un micrómetro que medía milésimas. J. R. Brown y Lucian Sharpe diseñan el primer micrómetro mecánico, utilizando los diseños de Palmer y Wilmot. Joseph Saxton construyó su comparador reflectante. 1.892. Albert Abraham Michelson desarrolló el interferómetro, cuya base científica es la aplicación de los fenómenos de interferencia tomando la luz como fuente, de- bido a su comportamiento como fenómeno ondulatorio. Lo utilizó para medir la barra métrica internacional. 1.896. Carl Edward Johanson creó un juego de galgas en incremento uniforme. El primer juego de galgas, con una exactitud de 0.001mm se utilizó en la factoría de armas. Otra idea desarrollada y patentada por Johanson fue lo que él denominó “Tolerancias progresivas”. La tolerancia era función del tamaño de las galgas,cuan- to menor era la galga menor era la tolerancia. Cadillac fue el primer fabricante en utilizar un juego de galgas patrón. Las tolerancias de fabricación no se habían re- ducido todavía de 0.001″ por dos razones: No eran necesarias tolerancias similares. METROLOGÍA • UTH10 Las máquinas herramientas no habían alcanzado el suficiente grado de precisión. 1.910. Solex idea la amplificación neumática. El nacimiento de la industria del au- tomóvil, la aplicación de los sistemas de producción en masa y la industria militar proporcionaron un fuerte empuje a la metrología en el siglo XX. Durante el primer cuarto del siglo, se perfeccionaron los comparadores y sistemas de división para la diseminación del metro. Aparece el comparador de esfera y la galga neumática. 1.929. Aparece la electrogalga. 1.930. Abbot fabrica los primeros instrumentos de medida geométrica de superficies. 1.949. Se inicia la aplicación del control estadístico de la calidad. 1.952. Se comienza a utilizar la electrónica para conseguir mayores amplificaciones. 1.959. Aparece la primera máquina herramienta de control numérico con una exac- titud de0.001″ y un sistemas de dos coordenadas x, y. 1.960. En la conferencia de pesas y medidas, se adopta como definición del metro aquella que lo establece como un determinado número de longitudes de onda en el vacío dela radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p10 y 5d5 del átomo de Criptón 86. 1.965. Se añade un tercer eje a las máquinas medidoras de coordenadas (MMC) y se mejoran estas, consiguiendo precisiones de dos veces las originales y registro impreso de las medidas efectuadas. 1.969. Primera MMC controlada por ordenador. 1.980. Se aplica el láser en metrología dimensional, obteniéndose precisiones su- periores a 10-7 mm. 1.981. Se introduce en el control de las MMC procesadores de bajo coste, abaratan- do las MMC. 1.983. Se adopta la definición actual del metro: Distancia recorrida por la luz en el vacío durante 29792458-1 segundos. (TECTEOS, 2012) METROLOGÍA • UTH 11 METROLOGÍA • UTH12 METROLOGÍA La percepción inicial de metrología deriva de su etimología: del griego metros medida y logos tratado. Concepto que debe ser casi tan antiguo como el ser humano: “tengo nada”, “tengo algo”, “tengo mucho”, expresiones que reflejan una comparación muy primitiva pero que perdura en la raza humana bajo muchos aspectos, al punto que ac- tualmente podemos decir que metrología es la ciencia de las Mediciones y que medir es comparar con algo (unidad) que se toma como base de comparación. Las ocasiones de medir las tuvo el humano primitivo con las nociones de: cerca-lejos, rápido-lento, liviano-pesado, claro-obscuro, duro-suave, frío-caliente, silencio-ruido. Originalmente estas percepciones fueron individuales pero con el correr de las expe- riencias y la vida en común surgieron las comparaciones entre las personas y en el transcurso de los milenios se han desarrollado bases de comparación generalmente aceptadas. Con esos antecedentes y después de una buena cantidad de milenios, es fácil pensar en las bases para comparar las apreciaciones personales - dicho en buena lengua romance: en las medidas y sus unidades. Una unidad es un valor en términos del cual puede definirse la magnitud medida. (Rocio Marban, 2002) Para mencionar algunas de las medidas y unidades básicas podemos citar: En el mundo real la forma de medir obedece al diagrama siguiente: - Decidimos qué mediremos, - Seleccionamos la unidad acorde a la medida, - Seleccionamos el instrumento de medición (calibrado), - Aplicamos el procedimiento acordado. (Rocio Marban, 2002) CLASIFICACIÓN DE LA METROLOGÍA La Metrología de acuerdo a su campo de aplicación se clasifica en: Metrología Legal, Metrología Industrial y Metrología Científica. METROLOGÍA LEGAL Tiene como función establecer el cumplimiento de la legislación metrología oficial como la conservación y empleo de los patrones internacionales, primarios, secundarios así MEDIDA Logintud Masa Tiempo Temperatura Intensidad Luminosa Corriente Eléctrica Cantidad de Substancia UNIDAD Metro Kilogramo Segundo Kelvin Candela Ampere Mol Imagen 1 Medidas básicas del sistema Internacional METROLOGÍA • UTH 13 como mantener los laboratorios oficiales que utilicen de preferencia estos patrones Está orientada a proteger al consumidor, y es realizada por el Estado, para garantizar que lo indicado por el fabricante cumple con los requerimientos técnicos y jurídicos reglamentados en el país. El objetivo de la Metrología Legal es básicamente dar segu- ridad al público en general, en aspectos tales como: Contenido de productos pre empacados Verificación de balanzas Control de bombas de combustibles Control de medidores de consumo eléctrico, etc. (Carlos Gonzales, 1995) METROLOGÍA INDUSTRIAL Esta persigue promover la competitividad industrial a través de la mejora permanente de las mediciones que inciden en la calidad del producto. Compete a los laboratorios autorizados, su función es dar servicio de calibración de patrones y equipos a la indu- stria y el comercio. (Carlos Gonzales, 1995) METROLOGÍA CIENTÍFICA Es aquella que no estas relacionada con los servicios de calibración que se hacen en la industria y el comercio, su función radica en la búsqueda y materialización de patrones adecuados para los descubrimientos que se hagan en el futuro. Es la que define las unidades de medida y desarrolla técnicas para la conservación e implementación de las mismas. Por otra parte la metrología también puede ser dividida de acuerdo al tipo y técnica de medición, teniendo de esta manera entre otras las siguientes: A. Metrología Física: Su principal finalidad es establecer patrones de medida para fenómenos relacionados con la generación y propagación de formas de energía on- dulatoria. Dentro de la Dirección de Metrología Física, la Dirección de Óptica y Ra- diometría se ocupa de los fenómenos relacionados con las radiaciones electromag- néticas del espectro ultravioleta, visible e infrarrojo, y la Dirección de Vibraciones y Acústica de las actividades relativas a las vibraciones mecánicas y las ondas elásti- cas, cuyo conocimiento y aplicaciones son imprescindibles para la modernización industrial de nuestro país. (Centro Nacional de Metrologia, 2016). • Metrología geométrica • Metrología eléctrica • Metrología térmica • Metrología química BENEFICIOS DE LA METROLOGÍA La Metrología a nivel de país juega un papel único y se relaciona con el Gobierno, con las Empresas y con la Población, relación conocida como el modelo G.E.P. A nivel de Gobierno, este modelo es esencial para entender el papel de una infrae- structura que se requiere instalar y que sirve de apoyo en la elaboración de políticas y regulaciones para la elaboración y fabricación de productos y la prestación de servicios, tanto de origen nacional como de proveniencia extranjera. Así mismo, el Gobierno debe tomar conciencia de que la capacidad de mediciones indica el nivel de desarrollo tec- nológico del país en determinados campos, ya sea para la fabricación de productos o la prestación de servicios en diferentes áreas (manufactura, salud, educación, etc), lo cual incide directamente en la capacidad de competitividad de las empresas. A nivel interna- cional compiten las empresas, no los gobiernos, y uno de los pilares de la competitivi- METROLOGÍA • UTH14 dad internacional es la calidad, por lo que conviene insistir y destacar que la metrología es una condición necesaria (aunque no suficiente) para lograr la calidad. A nivel de Empresa, la competitividad se mide entre otras cosas por la capacidad de innovar. La innovación se puede dar en procesos productivos o administrativos, en productos, en servicios, etc. Es básica para la búsqueda permanente de la calidad a través de la mejora continua de las actividades. El proceso de mejora continua es un procedimiento en el cual se usan parámetros de mediciónque nos permiten comparar lo que veníamos realizando con lo nuevo que se implementó, o sea que la medición forma parte integrante del proceso de innovación. En un medio de mejora continua lo único permanente es el cambio. Con la mejora continua de las actividades general- mente se busca que las empresas ganen mercados y puedan ampliar sus facilidades de producción lo cual, a su vez, abre la oportunidad de crecer y ampliar la oferta de nuevos empleos. Desde el punto de vista de la Población, la Metrología es fundamental para apoyar el control de los productos que se fabrican y su impacto sobre el bienestar de la población. La población permanentemente consume productos nacionales y extranjeros y es la Metrología la llamada a ayudar a determinar que esos productos de consumo respon- dan a normas o especificaciones sobre salud y seguridad. Su relación con la población tiene un doble efecto: no solamente ayuda a la creación de nuevos empleos a través de impulsar el desarrollo de las empresas, sino también ayuda a la protección de ésta al velar por el contenido, la calidad y la seguridad de los productos que se consumen y su impacto en el medio ambiente. (Rocio M. Barban, 2002). Proporciona confianza e información sobre la variabilidad de los procesos para su con- trol y mejoramiento. La metrología encierra grandes ventajas y beneficios para todos los sectores industriales, destacando los siguientes: • Incremento en el nivel de calidad en los productos. • Disminución de rechazos. • Aumento de la productividad. • Disminución de costos. • Promueve el desarrollo de un sistema armonizado de medidas, necesarios para que la industria sea competitiva. • Unificación de procesos industriales a nivel mundial. (Carlos Gonzales, 1995) IMPORTANCIA DE LA METROLOGÍA EN EL COMERCIO INTERNACIONAL A nivel internacional, con la apertura comercial a nivel mundial, la Metrología adquiere mayor importancia frente a la creciente interdependencia entre las naciones. Cada día los países se ven más involucrados en la firma de convenios, de tratados, bilaterales o regionales, etc. Estos involucran diferentes sectores (industria, comercio, salud, defen- sa, medio ambiente, etc.) y las empresas se ven confrontadas con esquemas de tipo internacional para su funcionamiento en cuanto a la manufactura, suministro de materi- ales, comercialización, etc. Si a esto le sumamos que los consumidores se guían cada vez más por patrones globales de consumo, es esencial contar con una infraestructura técnica que funcione como espina dorsal para la coordinación y ordenamiento a nivel global. El primer requisito para este ordenamiento es la adopción y reconocimiento de un sistema internacional de unidades de medida. El primer paso formal serio para el ordenamiento internacional en las mediciones fue la Convención Internacional sobre el Magnitud Logintud Masa Tiempo Intensidad de Corriente Eléctrica Temperatura Termodinámica Cantidad de Materia Intensidad Luminosa Nombre Unidad El Metro El Kilogramo El Segundo El Ampere El Kelvin La Mole La Candela Símbolo M kg S A K mol cd Tabla 1 Unidades de Medición y Símbolo METROLOGÍA • UTH 15 Tratado del Metro (20 de mayo de 1875) que dio origen al BIPM (Bureau International des Poids et Mesures – Oficina Internacional de Pesas y Medidas). En octubre de 1995, la 20a Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) le pidió al Comité Internacio- nal de Pesas y Medidas (CIPM) que realizara un estudio de las necesidades internacio- nales relacionadas con la Metrología, con el objeto de guiar y ordenar los respectivos papeles del BIPM, de los Institutos Nacionales y de los Organismos Regionales de Metrología. En el Hemisferio Occidental los Organismos Nacionales de Metrología de 34 países se han asociado para formar el Sistema Interamericano de Metrología de- nominado SIM. El SIM trabaja y se coordina en base a 5 subregiones que responden a los 5 bloques económico-comerciales más importantes del Hemisferio Occidental. Los bloques de actividades metrológicas son: NORAMET (Norte América), CAMET (Cen- tro América), CARIMET (Caribe), ANDIMET (Grupo Andino) y SURAMET (América del Sur). (Rocio M. Barban, 2002). SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) En 1960, la Conferencia wwGeneral de Pesos y Medidas (C.G.P.M) como autoridad su- prema de esa época, adoptó el nombre de Sistema Internacional de Unidades (SI) para el conjunto de unidades de medida basadas en el sistema métrico. El SI está hoy en día en uso en más de 100 países. Está formado por siete unidades básicas, las cuales se enlistan a continuación: A partir de este conjunto coherente de unidades de medición se establecen otras uni- dades derivadas, tales como velocidad (m/s), aceleración (m/s2), fuerza (N =Newton), presión (Pa=Pascal), energía (J=Joul) y resistencia eléctrica ( =ohmios), entre otras. DEFINICIONES DE UNIDADES El Comité Internacional de Pesas y Medidas propuso la revisión de las definiciones de cuatro de las siete unidades de base del Sistema Internacional de Unidades: el kilo- gramo, el ampere, el kelvin y el mol. Estas nuevas definiciones entrarán en vigor el 20 de mayo de 2019. A partir de esa fecha, las unidades se definirán en términos de constantes físicas y se eliminará la dependencia al prototipo internacional del kilogramo, que es el último artefacto que perdura como referencia internacional. Los valores de las constantes em- pleadas en las nuevas definiciones se establecerán de manera que exista la mayor continuidad posible entre las definiciones actuales y las que regirán a partir de 2019. EL KILOGRAMO Se define actualmente como la masa del prototipo in- ternacional del kilogramo, que es un cilindro de plati- no-iridio que se conserva en París. Mediciones recientes muestran que las masas del prototipo internacional y de sus copias han cambiado aproximadamente 50 micro- gramos en cien años, lo cual pone en riesgo la consis- tencia en el tiempo de las mediciones que requieren la mejor exactitud. Debido a esto, la nueva definición del kilogramo se realizará con una balanza electromagnéti- ca, llamada balanza de Kibble, o con una esfera de sili- cio caracterizada de acuerdo a un método establecido, y desde ese momento el kilogramo será invariable. En Noviembre del 2018 en una reunión del Sistema Inter- nacional y la CGPM se decidió cambiar la definición del kilogramo y otras medidas en estudio. EL AMPERE Se define actualmente como la corriente eléctrica que circula por dos conductores de una geometría idealizada, separados un metro en el vacío y que producen una fuer- za entre ellos de 2X10-7 N/m. Debido a que esta definición es difícil de realizar en la práctica con baja incertidumbre, el ampere se redefinirá. La nueva definición permitirá realizar el ampere con muy baja incertidumbre a través de patrones cuánticos, que se han venido usando convencionalmente desde 1990 para la realización de las unidades eléctricas. (METROLOGIA C. N., 2017) EL KELVIN Es la unidad de temperatura y tiene el mismo tamaño que el grado Celsius. Actual- mente, el kelvin se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura a la que coexis- ten las fases sólida, líquida y gaseosa del agua (punto triple). La nueva definición será en términos de energía térmica y aunque las mediciones de temperatura se seguirán haciendo en base a una “escala práctica”, en la medida que avance la termometría termodinámica los valores de las referencias de esta escala se irán ajustando. (Centro Nacional de Metrologia, 2016) EL MOL Es la unidad de cantidad de sustancia utilizada principalmente en mediciones en el cam- po de la química y biología. En la actualidad, esta unidad se define como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales (ya sea átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas, o grupos específicos de tales partículas) como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12. La nueva definición estará en términos de un número específicode entidades (típicamente átomos o moléculas) midi- endo y fijando el número de Avogadro (constante relacionada con la definición del mol). (METROLOGIA C. N., 2017). Imagen 2 patrón internacional del kilogramo METROLOGÍA • UTH16 CONVERSIONES DE VOLUMEN Tabla 3 Equivalencias de unidades de volumen CONVERSIONES DE AREA Tabla 4 Equivalencias de unidades de área PREFIJOS DE CANTIDAD 1 Metrocubico(m3) = 1000 Litros(Lt) 1 Pie cubico(ft3) = 28.317 Litros(Lt) 1 Litros(Lt) = 1000 Mililitros 1 Cucharada(cda) = 15 Mililitros(ml) 1 Galón(G) = 3. 785 Litros(Lt) 1 Cucharadita(cta) = 5 Mililitros(ml) 1 Galón(G) = 4 Cuartos(qt) 1 Onza fluida(of) = 29.6 Mililitros 1 Barril(Ba) = 55 Galones(G) 15 Gotas = 1 Mililitros(ml) 1 kilolitro(Kl) = 1000 litros(Lt) 1 pinta(pt) = 473.18mililitros 1centímetrocubico(cc) = 1 mililitros(ml) 1metrocubico(m3) = 1000000 (cc) 1 cuarto(qt) = 2 pinta(pt) 1 Piecuadrado (pie2) = 144 Pulgadas (pulg)2 1 Manzana (Mz) = 10,000 Varas (v2) 1 Metrocuadrado (m2) = 10,000 Centimetros (cm2) 1 Acre = 4046.87 (m2) 1 Metrocuadrado (m2) = 10.79 Pie Cuadrado (pie)2 1 Hectárea (ha) = 10,000 (m2) 1 Yarda (yd2) = 9 Pie Cuadrado (pie)2 1 Manzana (Mz) = 4 Cuadras tera T 1012 giga G 109 mega M 106 deci d 10-1 centi c 10-2 nano n 10-9 femto f 10-15 kilo k 103 hecto h 102 deca da 10 mili m 10-3 micro µ 10-6 pico p 10-12 atto a 10-18 CAPITULO 2 CONVERSIONES Y EQUIVALENCIAS CONVERSIONES DE MASA Tabla 2 unidades de masa y equivalencias 1 Kilogramo(Kg) = 2.205 Libras (Lb) 1 Kilate(Kt) = 0.20 gramos(g) 1 Kilogramo(Kg) = 1000 Gramos (g) 1 Quintal(q) = 100 (Lb) 1 Libras (Lb) = 16 Onzas (Oz) 1 Gramo(g) = 1000miligramos(mg) 1 Libras(Lb) = 453.6 Gramos (g) 1 Toneladalarga(T) = 2,204 libras(Lb) 1 Arroba(@) = 25 Libras(Lb) 1 Tonelada(T) = 2,000 libras(Lb ) METROLOGÍA • UTH 17 METROLOGÍA • UTH18 psi 1 14.7 0.0361 0.001421 0.01421 0.0625 14.22 0.4912 0.01934 0.1934 0.0145 14.504 0.000145 0.14504 145.04 atms. 0.0681 1 0.00246 0.000097 0.000967 0.00425 0.968 0.03342 0.001316 0.01316 0.000987 0.987 0.00001 0.00987 9.689 " H2O 27.71 407.2 1 0.0394 0.3937 1.732 394.1 13.61 0.536 5.358 0.4012 401.9 0.00402 4.019 4019 kPa 6.895 101.3 0.294 0.0098 0.098 0.431 98.07 3.386 0.1333 1.333 0.1 100 0.001 1 1,000 MPa 0.0069 0.1013 0.00025 0.00001 0.0001 0.00043 0.0981 0.00339 0.000133 0.00133 0.0001 0.1 0.00001 0.001 1 Pa (N/m2) 6895 101,325 248.8 9.8 98 431 98.067 3386 133.3 1333 100 100,000 1 1,000 1,000,000 bar 0.0689 1.013 0.00249 0.000098 0.00098 0.00431 0.981 0.0339 0.001333 0.01333 0.001 1 0.00001 0.01 10 mbar 68.95 1013 2.488 0.098 0.98 4.31 980.7 33.86 1.333 13.33 1 1000 0.01 10 10,000 cm Hg 5.17 76 0.187 0.00735 0.0735 0.323 73.56 2.54 0.1 1 0.075 75 0.00075 0.75 750 51.715 760 1.866 0.0735 0.735 3.232 735.6 25.4 1 10 0.75 750 0.0075 7.5 7500 " Hg 2.036 29.92 0.0735 0.00289 0.0289 0.1237 28.96 1 0.0394 0.394 0.0295 29.53 0.0000295 0.295 295.3 Kg/cm2 0.0704 1.033 0.00254 0.0001 0.001 0.0044 1 0.345 0.00136 0.0136 0.00102 1.02 0.00001 0.0102 10.2 oz/in2 16 235.1 0.5775 0.0227 0.227 1 227,6 7.858 0.310 3.10 0.2321 232.1 0.00232 2.321 2321 cm H2O 70.38 1,034.3 2.54 0.1 1 4.40 1.001 34.57 1.361 13.61 1.021 1021 0.0102 10.207 10.207 mm H2O 703.8 10.343 25.4 1 10 43.986 100.010 345.7 13.61 136.1 10.21 10.210 0.102 102.07 102.207 mm Hg (Torr) CONVERSIONES DE PRESIÓN Tabla 6 equivalencias en unidades de Presión AREA Y VOLUMEN EN FIGURAS GEOMETRICAS Tabla 5 Formulas de área y volumen en figuras geométricas FIGURAGEOMÉTRICA ÁREA VOLUMEN CUBO CILINDRO ESFERA RECTÁNGULO CONO TRIÁNGULO A = 6 l ² A = 2 π r ( r + h ) A = 4 π r ² A = l x a A=b.h ⁄ 2 V = l x l x l V = π r ² · h V = l x a x h V = 3 V = 2 METROLOGÍA • UTH 19 CONVERSIONES DE TEMPERATURA La temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con el grado de calor o frio de un cuerpo determinado. Puede ser medida en 4 escalas principales, Centígrados o Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Rankin. (Carlos Gonzales, 1995) C = F - 32 F = C x 1.8 + 32 1.8 K = C + 273.15 R = F + 459.67 EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1. Determine la densidad de una esfera de plomo de 1236 lb que tiene un diámetro de 19.28 pies. recuerde que la densidad sólo tiene dos unidades específicas. g/ml o Kg / m3. 2. Cuál será la presión que ejercerá un líquido sobre una compuerta de un submarino que está a 0.16 km de profundidad y la densidad del agua es 1236 Kg/ m3. calcule la presión en psi y atm. 3. Determine la presión total que soporta el reloj de un submarinista que bucea a 12 metros de profundidad en aguas saladas de 1.0016 g/ml de densidad. exprese sus va- lores en psi, atm y mm de hg. 4. Cuál es el diámetro de un tanque cilíndrico de almacenamiento de agua de 280 m3. que tiene una altura de 14 pies. 5. Cuántos galones de combustible consumirá un automóvil en recorrer 380 millas, con un rendimiento de 8 km por litro. en cuánto tiempo llegará a su destino sabiendo que la velocidad promedio es de 28.35 m/s. 6. En una empresa maquiladora se consumen alrededor de 1890 galones diarios de agua, la empresa posee alrededor de 800 empleados. ¿Cuántos litros consume cada persona? si se quiere suministrar de agua por 10 días consecutivos, de cuanto seria el diámetro en metros, del tanque esférico que tendrían que fabricar para almacenar el total de agua consumida. 7. Una empresa importo producto hospitalario de Europa y en sus especificaciones decía almacenar a 285 K de temperatura y no estibar más de 3 cajas ya que cada una pesaba alrededor de 5.35 kg. si cada caja trae alrededor de 50 unidades de producto. ¿Cuánto pesa en gramos cada unidad? ¿A qué temperatura en F los mantendría alma- cenado? METROLOGÍA • UTH20 8. Para preparar vinagre comercial se necesitan 4 cucharadas de ácido acetico por cada 1500 ml vinagre. ¿Cuántos galones de acido necesitaría para preparar 3.36 m3 de vinagre? 9. En una empresa textilera se decide hacer un estudio sobre los posibles gastos que se podrían evitar, uno de ellos fue el cambio de válvulas de agua que gotean a razón de 180 gotas por min. En la planta se cuentan con 8 válvulas. Sabiendo que el m3 de agua tiene un valor de Lps. 8.00. ¿Cuál sería el valor ahorrado en el año con el cambio de ellas? 10. En la cervecería se producen aproximadamente 5,000.00 gal de bebida carbonata- da al día en un periodo de trabajo de 12 horas por dia. Las bebidas son almacenadas en botellas plásticas de 16.88 ozf cada uno. ¿Cuántas botellas fabrican al día, y cuantas por minuto? 11. ENERSA es una empresa que produce electricidad a través de maquinas que fun- cionan con búnquer. el barril de búnquer cuesta aproximadamente Lps. 9,500.00. Cada máquina consume aproximadamente 32 lts por hora. ¿Cuántos barriles consume al día si trabajan por 10 horas continuas? 12. Cuál es el diámetro de un tanque esférico que almacena 1400 galones de combus- tible. 13. Cuál es el diámetro de un tanque cilíndrico de 18.90 Hectolitros que tiene una altura de 48 pies. 14. Cuál es el área de un cilindro de aluminio de 14 pies de altura y 48 pulgadas de diámetro. 15. Cuál es la masa de una esfera de plomo que está ejerciendo una presión de 4860 mm Hg en una área de 400 cm². 16. Una gasolinera vende alrededor de 10000 galones de combustible al día, siendo un 38% gasolina súper, 28% regular y 34% diesel. Se hizo una inspección y se determino que el litro de súper tenía 926 ml, regular 971 ml, diesel 984ml. Si el galón de súper cuesta Lps. 91.35, el de regular 84.28, y el de diesel 71.84. Cuál es la utilidad de la gasolinera por el combustible no entregado a la semana. 17. Cuantos kilómetros recorrerá un automóvil con un tanque de 45 litros, si el carro tiene una eficiencia de 18 millas por galón. 18. Una llave estagoteando a razón de 2 gotas por segundo. ¿Cuántos galones se recolectarían en un día? 19. Si una lata de bebida gaseosa (354 mL) de una máquina expendedora cuesta 14.50, y una botella de 2 L de la misma bebida cuesta 38.25, a. ¿Cuál es el costo por litro de la bebida en la máquina expendedora? b. ¿Cuál es el costo por litro de la bebida en botella? c. ¿Cuál es la opción más económica? METROLOGÍA • UTH 21 20. En un supermercado se vende aceite vegetal en varias presentaciones. 375 ml a Lps. 17.25, 1.120 litros a Lps68.25, 2.8 galones a Lps.198.25. Cuál es el precio por ml? Que presentación es más rentable comprar? 21. Sanaa pretende crear un tanque de almacenamiento de agua en un pueblo de aproximadamente 90 familias que en promedio cada familia tiene 4 miembros, si se quiere dar abasto por 5 días continuos y sabiendo que cada miembro de la familia consume alrededor de 0.790 galones diarios. De cuanto seria el diámetro del Tanque esférico que se pretende fabricar? 22. Cuantas botellas de 4 onzas se podrán llenar con un tanque de 200 Hectolitros, si se llenan 10 botellas por minuto cuanto tiempo tardara en vaciarse el tanque? 23. Cuál es la altura de un tanque cilíndrico que almacena 2 gigalitros de combustible y tiene un diámetro de 0.236 km. 24. Cuantos segundos tarda la luz en llegar a la tierra sabiendo que la distancia del sol a la tierra es de 93,000,000,000.00 millas y que la luz viaja a una velocidad de 3x108 m/s. 25. Un campesino tiene plantadas 1 500 matas de tomates y se propone aplicar 220 ml de líquido fertilizante a cada uno. El fertilizante se vende en tanques de 50 l . Calcula la cantidad de tanques que debe comprar. CAPITULO 3 CONCEPTOS BÁSICOS DE METROLOGÍA 3.1 NORMALIZACIÓN Básicamente la normalización es comunicación entre productor consumidor, basado en términos técnicos, definiciones, símbolos, métodos de prueba y procedimientos, es una disciplina que se basa en resultados correctos mediante la ciencia, técnica y experien- cia. Es el proceso de la aplicación y elaboración de normas, que son herramientas de dirección y organización. Los beneficios de las normas son innumerables, pero podrían clasificarse en ventajas: A. Para el País y/o Región: Si los productos o servicios elaborados en el país cumplen con las especificaciones y requisitos que establecen las normas, habrá mayor competitividad por la calidad de los productos nacionales en relación con los extranjeros, y en consecuencia la importación de artículos se verá disminuida, afectando favorablemente el balance comercial. Los entes del estado podrán efectuar economías considerables, a la vez que adquiriría artículos con características plenamente definidas, cuando sus compras las realicen exigiendo certificados de calidad que garanticen que dichos artículos cumplen con los requisitos establecidos por las normas. • Permite unificar criterios de las entidades técnicas y científicas, tanto en el sector público, privado como académico, que laboran en pro del desarrollo de la nación: salud, bienestar social, economía, etc. • A nivel regional, permitirá un intercambio comercial con mayor confianza y seguri- dad, sobre una base comparable. • Las demoras, correspondencias y discusiones, se reducen a un mínimo como resultado de especificaciones exactas y completas de los productos que se comer- cializan en los mercados internos y externos. B. Para la Industria: La producción de artículos normalizados bajo un estricto control de calidad, se traduce en economía para las empresas, ya que sus operaciones se simplifican y se evitan reproceso. Se alcanza mayor control de los procesos de producción, materiales y mano de obra reduciendo costos de fabricación. Los productos de exportación podrán estar garantizados por normas de calidad que favorezcan su aceptación en los mercados exteriores, reduciendo y haciendo más sen- cillos los trámites reglamentarios. C. Para los Usuarios y Consumidores: La salud y seguridad de los usuarios y consu- midores está garantizado cuando el producto cumple con los requisitos que establece una norma. Proporciona al consumidor la posibilidad de seleccionar y elegir con base a calidad y precio, determinando con certeza qué es lo que desea y cómo lo puede emplear. (ME- TROLOGIA C. N., 2017) METROLOGÍA • UTH22 3.1.1 NORMAS Es una solución que se adopta para re- solver un problema repetitivo, es una re- ferencia respecto a la cual se juzgara un producto o una función, es el resultado de una elección correctiva y razonada. Es un documento que se obtuvo como resultado del trabajo de personas durante mucho tiempo. Todos los procesos independien- tes del rubro de la empresa deberán estar sujetos a diferentes normas, que han sido creadas en base a la experiencia y erro- res cometidos en los procesos. Ejemplos de algunos organismos de normas nacionales A. CS: Norma canadiense B. BS: Norma británica C. DIN: Norma de Industria Alemana D. NF: Norma Francesa E. NOM: Norma oficial Mexicana. Imagen 3 Organismo internacionales de normalización (google, 2018) METROLOGÍA • UTH 23 Objetos de la Normalización Cantidades, Unidades y factores de conversión Símbolos Nombres Productos Métodos Funciones - De Personas - De Elementos - De Herramientas - De Máquinas - De Equipos, Etc. - De Prueba - De Instalación - De Funcionamiento - De Muestreo - De Transporte - De Manejo - De Selección - De Almacenaje - De Diseño - De Seguridad, Etc. - Materias Primas - Subproductos - Productos Terminados Términos usados en la fabricación, instalación, utilización, diseño, funcionamiento, servicio, profesión, Etc. Símbolos gráficos sobre: orientación, seguridad, productos, materiales, equipos, herramientas, Etc. Mecánicas Eléctricas Magnéticas Acústicas Caloríficas Luminosas Parámetros dimensionales Números preferentes Normas Básicas Normas de Símbolos Normas de nomenclatura o glosario Normas de calidad Normas de métodos o manuales Manuales Ilustración 1 Campos de aplicación de Normas (Carlos Gonzales, 1995) 3.2 ESPECIFICACION El complemento de una norma corresponde a la especificación, la cual tiene por objeto definir la calidad de los productos, establecer las exigencias de calidad en los productos y sus métodos de comprobación. Por lo tanto especificar es definir la calidad por méto- dos reproducibles y comprobables. Las especificaciones son parte medular de las normas y deben cumplir algunos requi- sitos entre ellos: A. Tener relación directa con el uso del producto. B. Tolerancias, en más o menos. C. Preferiblemente cuantitativa que cualitativa. D. Deben ser completas, inequívocas, explicitas y sistemáticas. E. Deben comprobarse. (Carlos Gonzales, 1995) 3.3 PATRÓN Puede ser un instrumento de medición, una medida, un material de referencia o un sis- tema de medida destinado a definir, realizar o reproducir una unidad o varios valores de magnitud para que sirvan de referencia. Por ejemplo, la unidad de la magnitud “masa”, en su forma materializada, es un cilindro de metal de 1 kg. 3.4 CALIBRACIÓN Se define como todos los procesos enfocados en acercar una medida a un valor o patrón exigido por las normas del producto. Para poder realizar este proceso se debe tomar un valor práctico o medida y luego compararlo con el patrón de medida. El com- portamiento de los equipos de medición y ensayo puede cambiar en el transcurso del tiempo debido a la influencia ambiental, el desgaste natural, la sobrecarga, o por un uso inapropiado. Por lo tanto la exactitud del resultado de la medición de un equipo ne- cesita ser comprobado en el tiempo. Para poder realizar esto, el valor de una cantidad medida por el equipo se compara con el valor de la misma cantidad proporcionada por un patrón de medida, este procedimiento se conoce como calibración. Por ejemplo, un tornillo micrométrico puede calibrarse con un conjunto de bloques de longitud conoci- da, y para calibrar una balanza o una báscula se utiliza un conjunto de masas patrón. La comparacióncon patrones revela si la exactitud del equipo de medida está dentro de las tolerancias especificadas por el fabricante o dentro de los márgenes de error METROLOGÍA • UTH24 SON EJEMPLOS DE ORGANISMOS DE NORMAS POR ASOCIACIÓN: Imagen 4 Logos de Organismos de Normalización API: Instituto estadounidense del petróleo. ASME: Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Manufactura. IEEE: Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos. ASQC: Sociedad estadounidense de control de calidad. FED.SPEC: Norma Federal. MIL- STD: Norma militar. (google, 2018) ASTM: Sociedad estadounidense de pruebas en materiales. prescrito. Con los resultados de la calibración, se conoce la desviación que tiene el instrumento con respecto al patrón que representa el valor correcto, y esto nos permite corregir sus lecturas de medida. 3.5 ERROR El significado de la palabra ``error'' no es muy preciso, puesto que con frecuencia auto- res diferentes lo emplean con sentidos diferentes. En un sentido amplio puede conside- rarse el error como una estimación o cuantificación de la incertidumbre de una medida. Cuanto más incierta sea una medida, tanto mayor será el error que lleva. Suelen distinguirse dos tipos de errores: errores sistemáticos y accidentales. 3.5.1 ERRORES SISTEMÁTICOS Como su nombre indica, no son debidos al azar o a causas no controlables. Pueden surgir de emplear un método inadecuado, un instrumento defectuoso o bien por usarlo en condiciones para las que no estaba previsto su uso. Por ejemplo, emplear una regla metálica a una temperatura muy alta, puede introducir un error sistemático si la dilata- ción del material hace que su longitud sea mayor que la nominal. En este caso, todas las medidas pecarán (sistemáticamente) por defecto. El error podría evitarse eligiendo un material de coeficiente de dilatación bajo o controlando la temperatura a la que se mide. Los errores sistemáticos no son objeto de la teoría de errores, las causas proba- bles pueden ser las siguientes: • Errores instrumentales (de aparatos). • Error personal. Este es, en general, difícil de determinar y es debido a limitaciones de carácter personal. Un ejemplo de éste sería una persona con un problema de tipo visual. • Error de la elección del método. Corresponde a una elección inadecuada del mé- todo de medida de la magnitud. Este tipo de error puede ponerse de manifiesto cambiando el aparato de medida, el observador, o el método de medida. 3.5.2 ERRORES ACCIDENTALES Estos son los que llamaremos simplemente errores en el sentido técnico de la palabra. Son incertidumbres debidas a numerosas causas incontrolables e imprevisibles que dan lugar a resultados distintos cuando se repite la medida en condiciones idénticas. Los errores accidentales, o errores propiamente dichos, parecen fruto del azar, y por ello reciben el nombre de errores aleatorios. Pueden ser debido a la acumulación de muchas incertidumbres sistemáticas incontrolables o bien pueden provenir de variacio- nes intrínsecamente aleatorias a nivel microscópico. En ambos casos el resultado es que las medidas de una magnitud siguen una distribución de probabilidad, que puede analizarse por medios estadísticos. Aunque la presencia de los errores accidentales no pueda evitarse, sí puede estimarse su magnitud por medio de estos métodos estadís- ticos: • Ocurren de manera ocasional. • Suelen ser graves, tanto en exceso como en defecto. • Dan lugar a resultados atípicos que se reconocen fácilmente. METROLOGÍA • UTH 25 METROLOGÍA • UTH26 3.5.3 ERRORES INSTRUMENTALES: • Error de apreciación: si el instrumento está correctamente calibrado la incertidumbre que tendremos al realizar una medición estará asociada a la mínima división de su es- cala o a la mínima división que podemos resolver con algún método de medición. Nó- tese que no decimos que el error de apreciación es la mínima división del instrumento, sino la mínima división que es discernible por el observador. La mínima cantidad que puede medirse con un instrumento la denominamos apreciación nominal. El error de apreciación puede ser mayor o menor que la apreciación nominal, dependiendo de la habilidad (o falta de ella) del observador. Así, es posible que un observador entrenado pueda apreciar con una regla común fracciones del milímetro mientras que otro obser- vador, con la misma regla pero con dificultades de visión sólo pueda apreciar 2 mm. • Error de exactitud: representa el error absoluto con el que el instrumento en cuestión ha sido calibrado. • Error de interacción: esta incertidumbre proviene de la interacción del método de me- dición con el objeto a medir. Su determinación depende de la medición que se realiza y su valor se estima de un análisis cuidadoso del método usado. • Falta de definición en el objeto sujeto a medición: como se dijo antes, las magnitudes a medir no están definidas con infinita precisión. (METROLOGIA C. E., 2018) 3.6 REGLAMENTO TÉCNICO Según el Acuerdo de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mun- dial del Comercio (OMC) Reglamento Técnico se define como el documento en el que se establecen las características de un producto o los procesos y métodos de produc- ción con ella relacionados, con inclusión de las disposiciones administrativas aplica- bles, y cuya observancia es obligatoria. (Centro Nacional de Metrologia, 2016) 3.7 ESTANDARIZACIÓN Se conoce como estandarización al proceso mediante el cual se realiza una actividad de manera estándar o previamente establecida. El término estandarización proviene del término estándar, aquel que refiere a un modo o método establecido, aceptado y normalmente seguido para realizar determinado tipo de actividades o funciones. Un es- tándar es un parámetro más o menos esperable para ciertas circunstancias o espacios y es aquello que debe ser seguido en caso de recurrir a algunos tipos de acción. El término de estandarización tiene como connotación principal la idea de seguir en- tonces el proceso estándar a través del cual se tiene que actuar o proceder. Al mismo tiempo, esta idea supone la de cumplir con reglas que, si bien en ciertos casos pueden estar implícitas, en la mayoría de las oportunidades son reglas explícitas y de importan- te cumplimiento a fin de que se obtengan los resultados esperados y aprobados para la actividad en cuestión. Esto es especialmente así en el caso de procedimientos de estandarización que se utilizan para corroborar, el apropiado funcionamiento de maqui- narias, equipos o empresas de acuerdo a los parámetros y estándares establecidos. Sin embargo, estandarización también puede hacer referencia a la idea de que un elemento, producto, conocimiento o forma de pensar se iguala a los demás. Aquí entra en juego la idea de globalización y mundialización, que supone que un producto o bien de consumo es fabricado de acuerdo a determinadas reglas de estandarización y por tanto se realiza de igual manera en Japón, en Brasil o en la India. La estandarización, entonces, es en este sentido el fenómeno mediante el cual los diferentes procesos de fabricación globales convergen hacia un único estilo que predomina a nivel mundial y que busca establecer similitudes entre cada ítem sin importar de dónde provengan estos o hacia donde vayan. Esta visión del término estandarización ha recibido impor- tantes críticas por representar la anulación de la diversidad a nivel global. (Rocio M. Barban, 2002) 3.8 TRAZABILIDAD Se define trazabilidad como: “aquellos procedimientos preestablecidos y autosuficien- tes que permiten conocer el histórico, la ubicación y la trayectoria de un producto o lote de productos a lo largo de la cadena de suministros en un momento dado, a través de herramientas determinadas”. En pocas palabras podemos decir que la trazabilidad es la capacidad de seguir un producto a lo largo de la cadena de suministros, desde su origen hasta su estado final como artículo de consumo. Dicha trazabilidadconsiste en asociar sistemáticamente un flujo de información a un flujo físico de mercancías de manera que pueda relacionar en un momento dado la información requerida relativa a los lotes o grupos de productos determinados. Podemos considerar tres tipos distintos de trazabilidad: • Trazabilidad ascendente (hacia atrás): saber cuáles son los productos que son recibidos en la empresa, acotados con alguna información de trazabilidad (lote, fe- cha de caducidad/consumo preferente), y quienes son los proveedores de esos productos. • Trazabilidad interna o trazabilidad de procesos: Trazabilidad dentro de la propia empresa. • Trazabilidad descendente (hacia delante): saber cuáles son los productos expedi- dos por la empresa, acotados con alguna información de trazabilidad (lote, fecha de caducidad/consumo preferente) y saber sus destinos y clientes. Deben de cumplirla todas las partes de la cadena de suministro (proveedores, ope- radores logísticos, distribuidores...), debe existir un sistema que relacione el producto final con el origen del mismo y los procesos en que ha estado involucrado. Se debe de cumplir en aquellos sectores en que se trabaje con alimentos, piensos, animales destinados a la producción de alimentos y de cualquier otra sustancia destinada a ser incorporada en un alimento o pienso, o con probabilidad de serlo. El seguimiento de la cadena de suministro supone una serie de beneficios y mejoras prácticas como pueden ser la garantía de la entrega exacta y la mejora y agilización del proceso asociado a la expedición y recepción de la mercancía. Podemos afirmar que todos los eslabones se beneficiaran del proceso de trazabilidad, METROLOGÍA • UTH 27 METROLOGÍA • UTH28 ya que supone: • Control individualizado por partida y lote. • Mejora de la gestión de Stocks y Producto almacenado. Controlar la evolución del producto. Herramienta fundamental del sistema de calidad. • Permite detectar, acotar y analizar problemas con gran celeridad. • Retirar selectivamente productos con alguna incidencia. Un sistema de trazabilidad bien implantado permite en caso de una crisis alimentaria acortar el tiempo de reacción lo que disminuye los costes y la producción a retirar. (Car- los Gonzales, 1995) 3.9 ACREDITACIÓN La acreditación es la herramienta establecida a escala internacional para generar con- fianza sobre la actuación de un tipo de organizaciones muy determinado que se deno- minan de manera general Organismos de Evaluación de la Conformidad y que abarca a los Laboratorios de ensayo, Laboratorios de Calibración, Instituciones de Inspección, certificación y Verificadores Ambientales. El objetivo principal de los organismos de evaluación de la conformidad es el de demostrar a la sociedad (Autoridades, empresas y consumidores en general) que los productos y servicios puestos a su disposición son conformes con ciertos requisitos relacionados generalmente con su Calidad y la Segu- ridad. Dichos requisitos pueden estar establecidos por ley y tener por tanto carácter re- glamentario o estar especificados en Normas, especificaciones u otros documentos de carácter voluntario. La acreditación es fundamental para el correcto funcionamiento de un mercado transparente y orientado a la calidad en Europa (Unión Europea y Espacio Económico Europeo). Es fundamental para la industria, que para ser plenamente com- petitiva precisa de un servicio adecuado en este ámbito. Es fundamental para las auto- ridades públicas, tanto nacionales como europeas, a fin de obtener un grado suficiente de confianza en los certificados expedidos en cualquier lugar de Europa, y así, facilitar la libre circulación de productos en todo el EEE. Es fundamental para los propios orga- nismos de evaluación de conformidad (que operen tanto en el sector regulado como en el no regulado), para que puedan demostrar de modo independiente su competencia técnica y para garantizar una competencia transparente y orientada a la calidad entre los mismos". (Carlos Gonzales, 1995) 3.10 ORGANISMOS DE METROLOGIA EN HONDURAS 3.10.1 SISTEMA NACIONAL DE CALIDAD El Sistema Nacional de la Calidad es el órgano técnico responsable de desarrollar, diri- gir, coordinar, gestionar y promover las actividades relacionadas con la Infraestructura de la Calidad. Está relacionado con el intercambio comercial, fomentando el desarrollo sostenible fortalecimiento de la economía comercio glo- bal, el establecimiento de condiciones mediante servicios ofrecidos por instituciones especializadas. Es función del Estado velar y regular los asuntos relacio- nados con el sistema de medición vigente, con las dispo- lustración 2 Logo de Sistema Nacional de la Calidad Ilustración 4 Logo Instituto Hondureño de Metrología METROLOGÍA • UTH 29 siciones y normas sobre aspectos ambientales, de la salud y la seguridad de los ciu- dadanos; esta función se realiza a través de las Secretarías de Estado en cuyo campo de acción está el mandato por cada uno de los temas que salvaguardan la salud, el ambiente y la seguridad, respectivamente; esto es la función del Sistema en el ámbito regulatorio. También es función del Estado, proveer de una infraestructura de la calidad acorde al tamaño y a las necesidades de su economía, poniendo a disponibilidad de todos los sectores de la sociedad, los organismos técnicos en el ámbito voluntario, que confor- man un sistema con una jerarquía técnica, basada en requisitos y lineamientos interna- cionales, denominado Sistema Nacional de la Calidad (SNC); esta función se ejecuta mediante la programación y preparación de la oferta técnica de servicios que dispone y ofrece cada uno de los organismos involucrados en el proceso. (economico, 2015) 3.10.2 ORGANISMO HONDUREÑO DE NORMALIZACIÓN El Organismo Nacional de Normalización, es el órga- no técnico de la Infraestructura Nacional de la Cali- dad (Sistema Nacional de la Calidad), encargado de ejecutar las actividades de elaboración, aprobación, publicación y divulgación de las normas, con miras a facilitar el comercio, y poder servir como base de la reglamentación técnica, facilitar la evaluación de la conformidad, el desarrollo industrial y proveer las ba- ses para mejorar la calidad de los productos, procesos y servicios. La Organización y operatividad del Organismo Nacional de Normalización está basado en los criterios y normas internacionales, se rige por los principios de amplia participa- ción, transparencia y consenso y se basa en los resultados consolidados de la expe- riencia, la ciencia y la tecnología. (economico, 2015) 3.10.3 CENTRO HONDUREÑO DE METROLOGÍA El Centro Hondureño de Metrología, es el organismo téc- nico responsable de la metrología industrial y científica en el País, así como de ejercer las funciones que inter- nacionalmente se atribuyen a los Institutos Nacionales de Metrología; y como tal actúa en calidad de organismo nacional competente; tiene por objeto promover, fomen- tar, desarrollar y consolidar en el País, la infraestructu- ra metrológicas que impulse el crecimiento en el área de las mediciones, a fin de garantizar la confiabilidad de las mismas, a la vez que contribuyen a obtener productos y servicios de calidad. (economico, 2015) 3.10.4 ORGANISMO HONDUREÑO DE ACREDITACIÓN El Organismo Nacional de Acreditación, es el órgano técnico responsable de dirigir en el País las actividades de acreditación voluntaria, cuyo objetivo es desarrollar las acciones inherentes al reconocimiento formal de competencias técnicas de entes u organismos para efectuar tareas relacionadas a Laboratorios de ensayo y calibración, lustración 3 Logo de Instituto Hondureño de Normalización Organismos de Inspección, Organismos de Certificación (sistemas, personas y productos). Los servicios de Acre- ditación se desarrollan en el marco de Convenio con ECA- /2005-2011 (Ente Costarricense de Acreditación), para el desarrollo de la acreditación nacional. La organización y operatividadde la Oficina Hondureña de Acreditación, se realiza según los criterios internacionalmente establecidos de acuerdo a las normas y guías ISO, lineamientos ILAC, IAF, IAAC para el funcionamiento de los Organismos de Acreditación. (economico, 2015) CAPITULO 4 INSTRUMENTOS DE MEDICION INDUSTRIAL 4.1 CALIBRADOR VERNIER O PIE DE REY El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie de metro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (Decimas, centésimas y milésimas). En la escala de las pulgadas tiene di- visiones equivalentes a 1/16 de pulgada en la regla y en su nonio de 1/128 de pulgada. El calibrador vernier es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado, delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la barra de profundidad). Deben evitarse especialmente las limaduras, que pueden alojar- se entre sus piezas y provocar daños. 4.1.1 HISTORIA El primer instrumento de características similares fue encontrado en un fragmento en la isla de Giglio, cerca de la costa italiana, datado en el siglo VI a. C. Aunque considerado raro, fue usado por griegos y romanos. Durante la Dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.), también se utilizó un instrumento similar en China, hecho de bronce, hallado con una inscripción del día, mes y año en que se realizó. Se atribuye al cosmógrafo y matemático portugués Pedro Nunes (1492-1577) —que inventó el nonio o nonius— el origen del pie de rey. También se ha llamado pie de rey al vernier, porque hay quien atribuye su invento al geómetra Pierre Vernier (1580-1637), aunque lo que verdaderamente inventó fue la regla de cálculo Vernier, que ha sido con- fundida con el nonio inventado por Pedro Núñez. En castellano se utiliza con frecuencia la voz nonio para definir esa escala. El Nonius o Vernier, Calibre o Pie de rey, es un ins- trumento destinado a medir longitudes. La lectura se realiza en la regla fija (graduada en milímetros y pulgadas), pero la rejilla nos permite apreciar una fracción de la unidad impresa en la regla fija. Primero se hace una aproximación de la medida con el cero (ya sea de pulgadas o cm), si queda exactamente el cero en una rayita, esa es la medida exacta, si no, tiene que ver cuál de las siguientes rayitas coincide exactamente y esa medida se la tienes que agregar a la aproximada al cero (próxima inferior, no próxima superior), en las pulgadas cada rayita a la derecha del cero equivale a 1/128, en el caso de los cm. cada rayita equivale a 1/10000 de metro o una décima de mm). METROLOGÍA • UTH30 Ilustración 5 Logo Organismo Hondureño de Acreditación Con el calibrador vernier se pueden hacer mediciones de: • Diámetros internos. • Diámetros externos. • Diámetros de Profundidad. 4.2 COMPONENTES: A. Mordazas para medidas externas. B. Mordazas para medidas internas. C. Colisa para medida de profundidades. D. Escala con divisiones en centímetros y milímetros. E. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada. F. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros o pulgadas según su división. G. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido. H. Botón de deslizamiento y freno. El nonius es un instrumento de medida que consta de dos escalas, una fija y otra des- lizable, denominadas regla y reglilla, respectivamente. 4.3 MATERIAL DE FABRICACIÓN. El pie de rey se fabrica generalmente de acero y está construido de modo que permite medir espesores de piezas, dimensiones interiores de una cavidad y profundidades. Los pies de rey, tienen una precisión, que es función de la calidad de este. Los que nos permiten medir con diferentes precisiones, los más típicos son: • 0.05 mm; Miden 10,50mm - 10,55mm - 10,60mm - 10,65mm. • 0.02 mm; Miden 10,50mm - 10,52mm - 10,54mm - 10,56mm. • 0.01mm; Miden 10,50mm - 10,51mm - 10,52mm - 10,53mm. 4.4 TIPOS DE CALIBRADOR VERNIER • Calibre universal. • Calibre de exteriores. • Calibre de interiores. • Calibre de profundidad. • Calibres especiales (para roscas, etc.) • Calibre pasa no pasa (mide los diámetros de los agujeros). Imagen 5 Aplicación de Vernier METROLOGÍA • UTH 31 METROLOGÍA • UTH32 Ilustración 9 Vernier de botón pulsador Ilustración 10 Vernier digital Ilustración 7 Vernier de reloj Ilustración 8 Vernier de tornillo METROLOGÍA • UTH 33 Ilustración 11 Vernier tipo gramil Ilustración 13 Calibrador Vernier de interiores digital y análogo Ilustración 12 Calibrador Vernier de exteriores digital Ilustración 14 Calibrador Vernier digital de profundidad. 4.5 CUIDADOS Y PRECAUCIONES DE USO • Eliminar rebabas, polvo y rayones de la pieza antes de medir. • Cuando mida, mueva lentamente el cursor mientras presiona con suavidad el botón para el pulgar contra el brazo principal. • Mida la pieza utilizando la parte de las puntas más cercana al brazo principal. • No use una fuerza excesiva de medición cuando mida con calibradores vernier. • La lectura debe de ser de frente. • Después de utilizar un calibrador vernier hay que limpiarlos y lubricarlos, y guardarlos con las puntas ligeramente separadas. • No aplique excesiva fuerza al calibrador, ya que podría dañar las caras de medición del calibra EJERCICIOS PRÁCTICO VERNIER CON PRECISIÓN DE 0.05 ! ! Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura METROLOGÍA • UTH34 VERNIER CON PRECISIÓN DE 0.02 Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura METROLOGÍA • UTH 35 Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura METROLOGÍA • UTH36 Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura Lectura METROLOGÍA • UTH 37 METROLOGÍA • UTH38 Lectura: Lectura: Lectura: Lectura: Lectura: Lectura: Lectura: Lectura: VERNIER DE RELOJ METROLOGÍA • UTH 39 4.2 RELOJ COMPARADOR Un reloj comparador es un aparato que transforma el movimiento rectilíneo de los palpadores o puntas de contacto en movimiento circular de las agujas. Se trata de un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación de piezas y que por sus propios medios no da lectura directa, pero que es útil para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran ve- rificar. La capacidad para detectar la diferencia de medidas es posible gracias a un mecanismo de engranajes y palancas, que van metidos dentro de una caja metálica de forma circular. Dentro de esta caja se desliza un eje, que tiene una punta esférica que hace contacto con la superficie. Este eje, al desplazarse, mueve la aguja del reloj, y hace posible la lectura directa y fácil de las diferencias de medida. La precisión de un reloj comparador puede ser de centésimas de milímetros o incluso de milésimas de milímetros micras, según la escala a la que esté graduado. También se presentan en milésimas de pulgada. El mecanismo consiste en transformar el movimiento lineal de la barra deslizante de contacto en movimiento circular que describe la aguja del reloj. Es un instrumento muy útil para la verificación de diferentes tareas de mecanizado, especialmente la excentri- cidad de ejes de rotación. Una variante de reloj comparador es el reloj palpador que se utiliza en metrología para la comprobación de la planitud, concentricidad, de piezas mecanizadas. El reloj palpa- dor va fijado a un gramil que se desliza sobre un mármol de verificación y con ello se pueden leer las diferencias de planitud que tiene una pieza cuando ha sido mecanizada. Imagen 6 Reloj comparador y sus accesorios El reloj comparador se usa mayormente para lo que son las medidas referenciales y no las medidas precisas. Eso quiere decir que busca un punto de referencia en la mayoría de los casos contra la medida menor para poder determinarlas demás. No siempre las superficies donde se coloca el reloj para medir suelen ser planas y rec- tas. En algunas ocasiones, son diagonales. Aquí el reloj comparador debe ser colocado en la parte más baja para que así, al momento de ir deslizándolo, haya una referencia de medida. La aplicación en la electrónica a los aparatos de medida ha dado lugar, como no, a relojes comparadores de funcionamiento electrónico, que pueden presentar la lectura de la medición de forma digital. Un reloj comparador digital tiene una forma similar al tradicional, pero con las ventajas de la tecnología digital, presenta la información en una pantalla, en lugar de manecillas y permite, en muchos casos, su conexión a un ordenador o equipo electrónico. LAS CARACTERÍSTICAS DE UN RELOJ DIGITAL SON: • Amplitud de medida. • Apreciación. • Conectividad: Puerto serie. USB. • Información en pantalla: • Lectura en formato digital. • Lectura en forma analógica. • Datos en milímetros. • Datos en pulgadas. • Estado de la batería. Imagen 8 Reloj comparador digital Valor mínimo de una división 0,01 Escala de incremento en sentido horario Los números mayores indican el incremento de una vuelta de la aguja prin- cipal, entonces 1 vuelta es igual a 1mm, 2 vueltas = 2mm y así sucesivamente. Escala de incremento en sentido antihorario Imagen 7 Partes de un reloj comparador LAS PARTES DEL RELOJ COMPARADOR SON: • Caratula. • Aguja principal. • Arillo. • Vástago. • Husillo. • Punta de contacto. • Aguja cuenta vueltas • Indicadores de pasa no pasa • Capuchón o ajuste. METROLOGÍA • UTH40 Entre las funciones del comparador digital están: • Puesta a cero. • Memoria de lecturas. • Fijación de lectura. • Establecer cuota máxima y mínima. 4.2.1 TIPOS DE RELOJ COMPARADOR Existen varios tipos de reloj comparador según su aplicación, usos y partes, entre los de mayor uso industrial tenemos: • Reloj comparador de caratula Vertical. • Reloj comparador de doble cara. • Reloj comparador digital. • Reloj comparador de caratula o análogo. Imagen 9 Tipos de reloj comparador BASE MAGNÉTICA ANALÓGICO PALPADORDIGITAL METROLOGÍA • UTH 41 Excentricidad del árbol de levas Juego de longitudinal del árbol de levas Excentricidad del CigÜeñal Deflexión del volante de inercia Excentricidad del engrane del árbol de levas Descentramiento APLICACIONES El reloj comparador tiene numerosas aplicaciones en la mecanización industrial, en comparación de piezas, y determinación de desgaste. Imagen 10 Aplicaciones de Reloj Comparador METROLOGÍA • UTH42 Ilustración 15 Ejemplos de medición con reloj comparador Ilustración 16 Ejemplos de medición con reloj comparador Ilustración 17 Ejemplos de medición con reloj comparador digital RECOMENDACIONES Y CUIDADOSDE USO • Seleccione el reloj comparador adecuado a la necesidad de medición (Tamaño, curso, lectura y tipo). • Observe la caratula del reloj Frontalmente. • Haga el montaje del reloj en posición perpendicular a la base de referencia. • Proteja el reloj de impactos o fuerzas excesivas. • Limpie el área de medición. • Limpie el reloj comparador antes de cada medición. • Introduzca correctamente el vástago en el agujero del reloj. • No tome medidas en piezas calientes o muy frías. • Después de cada medición guarde el reloj comparador en su estuche. EJEMPLOS DE MEDICIÓN 1ˈ 32 8 m m 0ˈ 26 3 m m 0 m m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 10 15 5 0 10 15 5 0 10 15 5 0 m m 1ˈ 29 8 m m 5ˈ 20 8 m m 4ˈ 02 7 m m 1ˈ 32 8 m m 0ˈ 26 3 m m 0 m m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 10 15 5 0 10 15 5 0 10 15 5 0 10 15 5 METROLOGÍA • UTH 43 METROLOGÍA • UTH44 EJERCICIOS Lectura:Lectura: Lectura:Lectura: Lectura:Lectura: Lectura:Lectura: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 10 15 5 0 10 15 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 34 5 6 7 8 9 515 10 METROLOGÍA • UTH 45 Lectura:Lectura: Lectura:Lectura: Lectura:Lectura: Lectura: 0 0 1 2 34 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 34 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 34 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 515 10 METROLOGÍA • UTH46 4.3 GALGAS DE MEDICIÓN O CALIBRE FIJO Se llama galga o calibre fijo a los elementos que se utilizan en el mecanizado de piezas para la verificación de las cotas con tolerancias estrechas cuando se trata de la verifi- cación de piezas en serie. La galga también es una unidad de medida, ésta es utilizada para indicar el grosor (es- pesor) de materiales muy delgados o extremadamente finos; la galga se define como el grosor de un objeto expresado en micras multiplicado por 4. Así, por ejemplo, una lámina de polietileno que tenga 25 micras (0,025 mm) de grosor será de 100 galgas; por tanto, la galga equivale a un cuarto de millonésima de metro (2,5 × 10-7 m).1 En el mundo anglosajón las medidas en los calibres fijos también se pueden encontrar indi- cadas en milésimas de pulgada. Las galgas son calibres fijos y no siempre indican su medición y pueden ser meras ré- plicas de la pieza modelo, lo cual las abarata, así algunas sirven sólo para establecer un patrón, con el que se compara la pieza para establecer su validez; están formadas por un mango de sujeción y dos elementos de medida, donde una medida correspon- de al valor máximo de la cota a medir, y se llama «NO PASA» (en inglés «NOT GO»), y la otra medida corresponde al valor mínimo de la cota a medir, y se llama «PASA» («GO»). Las galgas son de acero, templado y rectificado, o de carburos, con una gran precisión de ejecución, también se hacen galgas cerámicas de zirconia. Las dimen- siones, dureza y título de las galgas están estandarizados en la norma DIN 2275. Es un instrumento utilizado para medir, controlar y comprobar las dimensiones de piezas fabricadas; siendo fundamental para saber si las piezas, aparatos o máquinas cumplen o no las condiciones o requisitos necesarios para llevar a cabo la función a la que están destinados. Estos medidores consisten en láminas delgadas que tienen marcado su espesor y que son utilizados para medir pequeñas aberturas o ranuras. El método de medición consiste en introducir una lamina dentro de la abertura, si entra fácilmente se prueba con la mayor siguiente disponible, si no entra vuelve a utilizarse la anterior. Se pueden introducir varios y se suman los valores. (Carlos Gonzales, 1995) Básicamente hay dos tipos de galgas según la forma de sus láminas: • Galgas lisas. • Galgas dentadas Imagen 11 Tipos de galgas (MITUTOYO, 2015) PARTES DE LAS GALGAS: A. Laminas metálicas. B. Cuerpo protector de las laminas C. Medida según su precisión y forma de lamina D. Tornillo sujetador de las láminas. MATERIAL DE FABRICACIÓN A. Acero inoxidable su cuerpo. B. Aluminio y acero inoxidable sus laminas. A B DC METROLOGÍA • UTH 47 TIPOS ESPECIALES DE GALGAS GALGA DE ESPESORES GALGA PARA AGUJEROS Ilustración 18 Tipos especiales de galgas (MITUTOYO, 2015) GALGA PARA VERIFICAR EJES GALGA ETALON FORMAS DE USO Y CUIDADOS Las galgas son instrumentos de mucha precisión, por lo que se debe tomar en cuenta las siguientes recomendaciones. • Almacenar en su estuche entre 20 y 24 Celsius. • Lubricar constantemente las láminas, para evitar el oxido • Si cae polvo, límpielo puede dañar la superficie de la lamina. • Por su espesor no las exponga a altas temperaturas, se dilata el metal. • Medir con la superficie de lámina que posee el valor. • No dejar caer al suelo, esto reduce la precisión. • Almacenarlas con sus láminas abiertas, esto evitara que se unan. EJEMPLOS DE APLICACIÓN Ilustración
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