T04063

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DESARROLLO DE UN MANUAL TÉCNICO Y GUÍA DE LABORATORIO 
DE METROLOGÍA EN LAS VARIABLES PRESIÓN Y TEMPERATURA 
PARA EL PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL 
DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE 
BAJO EL ENFOQUE DE LA NORMA ISO 9001 VERSIÓN 2000. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PEDRO ANTONIO ANGULO CIFUENTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS DE PRODUCCION 
PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL 
SANTIAGO DE CALI 
2009
2 
 
DESARROLLO DE UN MANUAL TÉCNICO Y GUÍA DE LABORATORI O 
DE METROLOGÍA EN LAS VARIABLES PRESIÓN Y TEMPERATURA 
PARA EL PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL 
DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE 
BAJO EL ENFOQUE DE LA NORMA ISO 9001 VERSIÓN 2000. 
 
 
 
 
 
 
PEDRO ANTONIO ANGULO CIFUENTES 
 
 
 
 
 
Informe final para optar el titulo de 
Ingeniero industrial 
 
 
 
 
 
 
Director 
GIOVANNI DE JESÚS ARIAS CASTRO 
Ingeniero industrial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS DE PRODUCCION 
PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL 
SANTIAGO DE CALI 
2009
 
3 
 
 Nota de aceptación: 
 
Aprobado por el Comité de Grado 
en cumplimiento de los requisitos 
exigidos por la Universidad 
Autónoma de Occidente para optar 
al título de Ingeniero Industrial. 
 
 
 
 
 
 
GIOVANNI DE JESÚS ARIAS 
CASTRO 
 
Director 
 
 
 
 
 
 
 
ALVARO ARARA SALCEDO 
 
Jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santiago de Cali, Julio del 2009 
4 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
A mis padres, por su apoyo incondicional. 
 
A mis amigos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
CONTENIDO 
 
Pág. 
 
RESUMEN 17 
 
INTRODUCCION 18 
 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 19 
 
 
2. ANTECEDENTES 20 
 
 
3. OBJETIVOS 22 
 
3.1 OBJETIVOS GENERALES 22 
 
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 22 
 
 
4. JUSTIFICACIÓN 23 
 
 
5. DEFINICION DE METROLOGÍA 25 
 
5.1 CATEGORÍAS DE LA metrología. 27 
 
5.1.1 La metrología científica. 27 
 
5.1.2 Metrología Legal. 28 
 
5.1.3 Metrología Industrial 28 
 
5.2 CONFIABILIDAD EN LA CALIBRACION 30 
 
5.2.1 Repetibilidad del Proceso 31 
 
5.2.2 Transferencia de Procesos 31 
 
5.2.3 Intercambio de Instrumentos 31 
 
5.2.4 Incremento del Tiempo Efectivo de Producción 32 
 
5.2.5 Cumplimiento del sistema de calidad 32 
 
6 
 
6. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 33 
 
6.1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 33 
 
 
7. MEDICIONES 35 
 
7.1 SISTEMA DE MEDIDA 35 
 
7.2 TERMINOS FRECUENTEMENTE USADOS 35 
 
7.2.1 Con referencia al equipo 35 
 
7.2.2 Con referencia a la localización de la variaci ón 35 
 
7.2.3 Con referencia al ancho de la variación. 36 
 
7.2.4 Con referencia a la variación del sistema. 36 
 
7.3. EFECTOS DE VARIABILIDAD DEL SISTEMA DE MEDIDA 37 
 
7.4. CARACTERISTICAS METROLOGICAS MÁS IMPORTANTES DE UN 
SISTEMA DE MEDIDA. 37 
 
 
8. MEDICIÓN DE PRESIÓN 38 
 
8.1 INTRODUCCIÓN 38 
 
8.2 TIPOS DE PRESIÓN 39 
 
8.2.1 Presión atmosférica 39 
 
8.2.2 Presión atmosférica normalizada 40 
 
8.2.3 Presión barométrica 40 
 
8.2.4 Presión relativa 40 
 
8.2.5 Presión relativa normalizada 40 
 
8.2.6 Presión diferencial 40 
 
8.2.7 Presión vacío relativo 41 
 
8.2.8 Presión cero absoluto 41 
 
8.2.9 Presión absoluta 42 
7 
 
8.2.10 Presión vacío absoluto 42 
 
8.2.11 Presión bajo vacío 42 
 
8.2.12 Presión medio vacío 42 
 
8.2.13 Presión alto vacío 42 
 
8.2.14 Presión ultra alto vacío. 42 
 
8.3 TIPOS DE MEDIDORES DE PRESIÓN 43 
 
8.4 CLASIFICACIÓN INSTRUMENTOS MEDICIÓN DE PRESIÓN 44 
 
8.4.1 Elementos mecánicos 44 
 
8.4.1.1 Elementos primarios de medida directa 44 
 
8.4.1.2 Elementos primarios elásticos 44 
 
8.4.1.3 Los medidores de presión absoluta 44 
 
8.4.2 Elementos neumáticos 45 
 
8.4.3 Elementos Electromecánicos Electrónicos 45 
 
8.4.4 Elementos Electrónicos de Vacío 46 
 
8.5 EL MANÓMETRO BOURDON 47 
 
8.5.1 Principio de funcionamiento 48 
 
8.5.2 Ventajas y Desventajas de un Manómetro Bourdon 49 
 
 
9. MEDICIÓN DE TEMPERATURA 50 
 
9.1 INTRODUCCIÓN 50 
 
9.2 CLASIFICACION DE TERMOMETROS 52 
 
9.2.1 Termómetro de gas 53 
 
9.2.2 Termómetros de líquidos 54 
 
9.2.3 Termómetros de vapor 54 
 
9.2.4 Termómetros de metal 54 
8 
 
9.2.5 Termómetros de resistencia 56 
 
9.2.6 Termómetros de termopar 56 
 
9.2.7 Termómetros ópticos 56 
 
9.2.8 El termómetro de mercurio 57 
 
9.2.9 Termómetros de termopar 57 
 
9.2.10 Termómetros de termistor 60 
 
9.2.11 Detector termometrico RTD 61 
 
9.2.11.1 Detector termometrico RTD de platino 62 
 
9.2.11.2 Detector termometrico RTD de níquel 63 
 
9.2.11.3 Detector termometrico RTD de cobre 64 
 
9.2.11.4 Detector termometrico RTD de tungsteno 64 
 
9.2.12 Termómetro Pt 100 65 
 
9.2.13 Termómetros especiales. 66 
 
9.3 FORMAS DE MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA 66 
 
9.3.1 Medición en superficies. 66 
 
9.3.2 Medición en inmersión 67 
 
 
10. CALIBRACIÓN 68 
 
10.1 PROGRAMA DE CALIBRACIÓN 68 
 
10.2 MÉTODOS DE MEDICIÓN 69 
 
10.2.1 Medición directa 70 
 
10.2.2 Medición indirecta 70 
 
10.2.3 Medición por sustitución 71 
 
10.2.4 Medición diferencial 71 
 
10.2.5 Medición por nulo o cero 72 
9 
 
10.3 MÉTODOS DE CALIBRACIÓN 73 
 
10.3.1 Calibración por comparación directa 73 
 
10.3.2 Calibración por transferencia 74 
 
10.3.3 Calibración por sustitución 74 
 
10.3.4 Calibración por equilibrio 75 
 
10.3.5 Calibración por simulación 76 
 
10.3.6 Calibración por reproducción 76 
 
10.3.7 Calibración por puntos fijos 77 
 
10.4 CERTIFICADO DE CALIBRACION 78 
 
10.4.1 Títulos del documento 78 
 
10.5 MÉTODOS DE CALIBRACION EN EL CERTIFICADO 79 
 
10.5.1 Métodos normalizados 79 
 
10.5.2 Métodos desarrollados por el laboratorio 79 
 
10.5.3 Métodos no-normalizados 79 
 
 
11. Trazabilidad e incertidumbre en medición. 80 
 
11.1 Utilidad de la trazabilidad. 80 
 
11.1.1 Elementos de la trazabilidad. 81 
 
11.2 Calculo de Incertidumbre de medición 82 
 
11.2.1 Incertidumbre tipo A 83 
 
11.2.2 Incertidumbre tipo B 83 
 
11.2.3 Posibles fuentes de incertidumbre 83 
 
11.2.4 Incertidumbre estándar 83 
 
11.2.5 Incertidumbre estándar combinada argumentos i ndependientes. 84 
 
11.2.6 Incertidumbre expandida 84 
10 
 
11.2.7 Grados efectivos de libertad 86 
 
11.3. FUNCIONES DE DISTRIBUCION 87 
 
11.3.1 Distribución Normal 88 
 
11.3.2 Distribución Rectangular 88 
 
11.3.3 Distribución Triangular 89 
 
 
12. REGLAMENTACION VIGENTE 91 
 
12.1 GENERALIDADES 91 
 
12.1.1 Cumplimiento del Sistema de Calidad 91 
 
12.1.1.1 7.6 Control de los dispositivos de seguimi ento y de medición 91 
 
12.1.2 Confirmación Metrológica. 94 
 
 
13. CONCLUSIONES 98 
 
 
BIBLIOGRAFÍA. 99 
 
 
ANEXOS 102 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
LISTA DE TABLAS 
 
Pág. 
 
 
 
Tabla 1. Categorías de la metrología 27 
 
Tabla 2. Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades 34 
 
Tabla 3. Unidades Suplementarias del Sistema Interna cional de 
Unidades 34 
 
Tabla 4. Unidades derivadas del Sistema Internaciona l de Unidades 34 
 
Tabla 5. Tipos de Medidores de Presión 43 
 
Tabla 6. Escala Internacional de Temperaturas Prácti cas 51 
 
Tabla 7. Combinaciones más usuales para termómetro d e vidrio 54 
 
Tabla 8. Combinaciones más usuales para termómetros bimétalicos 55 
 
Tabla 9. Termopares del código ANSI, con su rango de lectura 59 
 
Tabla 10. Niveles de inseguridad para incertidumbres tipo B. 87 
 
Tabla 11. Ejemplo Cuantificación de la incertidumbre 107 
 
Tabla12. Reporte resultados de la calibración presi ón 111 
 
Tabla13. Estimación de las magnitudes de entrada pre sión 111 
 
Tabla14. Calculo incertidumbre expandida práctica pr esión 114 
 
Tabla 15. Reporte de incertidumbre expandida 115 
 
Tabla 16. Reporte resultados de la calibración práctica temperatura 120 
 
Tabla17. Estimación de las magnitudes de entrada tem peratura 120 
 
Tabla 18. Calculo incertidumbre expandida práctica t emperatura 124 
 
 
 
 
 
 
12 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Pág. 
 
Figura 1. Estructura de la metrologia en Colombia. 29 
 
Figura 2. Estructura derivada de la Convención del M etro. 30 
 
Figura 3. Tipos de Presión. 41 
 
Figura 4. Presión de alcances en vacío 42 
 
Figura 5. Tipos de sellos para manómetros 45 
 
Figura 6. Instrumento de presión y campo de aplicaci ón. 46 
 
Figura 7. Tipos de tubos Bourdon 47 
 
Figura 8. Partes de un manómetro Bourdon 48 
 
Figura 9. Partes internas de un manómetro Bourdon 49 
 
Figura 10. Termómetro Bimetálico 50 
 
Figura 11. Campo de medida de los instrumentos de te mperatura. 52 
 
Figura 12. Termómetro de gas 53 
 
Figura 13. Partes de un termómetro bimetálico 55 
 
Figura 14. Principio funcionamiento termómetro bime tálico. 55 
 
Figura 15. Termómetros de resistencia 56 
 
Figura 16. Termómetros de termopar 56 
 
Figura 17. Operación pirómetro de radiación 57 
 
Figura 18. Curva Termopares vs. Temperaturas 58 
 
Figura 19. Generación de tensión en termopar. 58 
 
Figura 20. Código de colores en termopares. 59 
 
Figura 21. Escalas termómetros de resistencia. 60 
 
Figura 22. Símbolo detector de temperatura. 61 
 
13 
 
Figura 23. Curvas usuales de termómetros de resisten cia para 
alambre de platino, cobre y níquel. 62 
 
Figura 24. Sonda termométrica de platino 63 
 
Figura 25. Termómetro de resistencia de níquel. 64 
 
Figura 26. Puente de wheatstone. 65 
 
Figura 27. Diferentes tipos RTD 65 
 
Figura 28. Sensores para medición de temperatura en superficies 66 
 
Figura 29. Sensores para medición de temperatura en inmersión 67 
 
Figura 30. Métodos Directo y Método Indirecto 70 
 
Figura 31. Medición de masa por sustitución 71 
 
Figura 32. Medición diferencial de tensión. 72 
 
Figura 33. Medición de masa por nulo o cero. 72 
 
Figura 34. Calibración de un manómetro analógico y d e una balanza 
de masa por comparación directa. 74 
 
Figura 35. Calibración de una pesa por sustitución. 75 
 
Figura 36. Calibración de una pesa por equilibrio 75 
 
Figura 37. Conexiones para simular un RTD con 3 cond uctores. 76 
 
Figura 38. Marco de pesas (reproducción). 77 
 
Figura 39. Punto de hielo (punto fijo) 77 
 
Figura 40. Pirámide de la trazabilidad de la medició n. 81 
 
Figura 41. Incertidumbre de medición 82 
 
Figura 42. Distribución Normal 88 
 
Figura 43. Distribución rectangular 89 
 
Figura 44. Distribución Triangular 90 
 
Figura 45. Sistema de gestión de las mediciones basado en el 
“enfoque de procesos”. 93 
14 
 
Figura 46. Estructura general de la ISO 10012:2003. 94 
 
Figura 47. Proceso de confirmación metrológica equip o de medición. 95 
 
Figura 48. Secuencia e interacción entre los proceso s de confirmación 
metrológica y de medición. 96 
 
Figura 49. Esquema jerárquico para el sistema de ges tión de las 
mediciones 97 
 
Figura 50. Manómetro de carátula tipo Bourdon. 103 
 
Figura 51. Calibrador de procesos FLUKE 725 107 
 
Figura 52. Modulo de Presión FLUKE 700P27 108 
 
Figura 53. Manómetro Bourdon 0-100 psi 108 
 
Figura 54. Bomba de presión. 109 
 
Figura 55. Esquema de conexión de calibración en pre sión 109 
 
Figura 56. Determinación de la resolución de un manó metro de 
carátula. 110 
 
Figura 57. Fuentes de incertidumbre practica presión 112 
 
Figura 58. Contribución a la incertidumbre practica presión 115 
 
Figura 59. Calibrador de procesos FLUKE 725 117 
 
Figura 60. Vaso Dewar 117 
 
Figura 61. RTD PT-100 118 
 
Figura 62. Indicador de temperatura 118 
 
Figura 63. Esquema de conexión de calibración en tem peratura 119 
 
Figura 64. Fuentes de incertidumbre práctica tempera tura 121 
 
Figura 65. Contribución a la incertidumbre práctica temperatura 124 
 
Figura 67. Hoja de especificaciones calibrador de pr ocesos 
FLUKE 725 125 
 
Figura 68. Bomba Neumática de prueba FLUKE 700PTP 126 
 
15 
 
Figura 69. Hoja de especificaciones Bomba Neumática de prueba 
FLUKE 700PTP 126 
 
Figura 70. Modulo de Presión FLUKE 700P27 127 
 
Figura 71. Hoja de especificaciones Modulo de Presió n 
FLUKE 700P27 127 
 
Figura 72. Manómetro carátula Bourdon 0-100 psi 128 
 
Figura 73. Hoja de especificaciones manómetro Bourdo n 0-100 psi 128 
 
Figura 74. Horno portátil de calibración FLUKE 129 
 
Figura 75. Hoja de especificaciones horno portátil d e calibración 
FLUKE 129 
 
Figura 76. Hoja de especificaciones termómetro resis tencia de 
platino 130 
 
Figura 77. Hoja de especificaciones indicador de tem peratura 131 
 
Figura 78. Exactitud Y Precisión. 134 
 
Figura 79. Representación esquemática de Tolerancia, Incertidumbre 
y división de Escala. 136 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
LISTA DE ANEXOS 
 
Pág. 
 
 
Anexo A. Laboratorio calibración presión. 102 
 
Anexo B. Laboratorio calibración temperatura 116 
 
Anexo c. Calibrador de procesos 125 
 
Anexo D. Bomba neumática de prueba 126 
 
Anexo E. Modulo de presión 127 
 
Anexo F. Manómetro carátula 128 
 
Anexo G. Horno portátil de calibración 129 
 
Anexo H. RTD PT100 130 
 
Anexo I. Indicador de temperatura 131 
 
Anexo J. Glosario de términos 132 
 
Anexo k. Distribución t de student 138 
 
Anexo L. Unidades SI - Unidades técnicas (basada en la pulgada) 139 
 
Anexo M. Tipos de termopares aceptados 140 
 
Anexo N. Tipos de RTD aceptados 141 
 
Anexo O. Resistencia - temperatura de una sonda de p latino PT - 100 142 
 
Anexo P. Certificado de Calibración 142 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
RESUMEN 
 
 
Las necesidades de entrenamientos en metrología se han visto incrementados 
en los años recientes a consecuencia de los requerimientos de las normas ISO 
9001 e ISO 17 025, con lo anterior las empresas privadas y de gobierno han 
requerido a diferentes organizaciones del sector publicado y privado para 
buscar entrenamientos y capacitación de su personal de acuerdo a los 
objetivos específicos que requieren cubrir a las áreas de metrología. 
 
Este trabajo abordara el tema de la metrología desde la parte teórica y 
finalizando con las prácticas de laboratorios, para que el estudiante de 
ingeniería industrial se familiarice con este campo, comprenda su importancia 
y la relación con el sector industrial y logre ser un agente activo en una 
organización. 
 
 
 
 
 
18 
 
INTRODUCCION 
 
“Hay que medir todo lo medible y hacer medible lo que no lo es” 
Galileo 
 
Las mediciones juegan un papel importante en la vida diaria de las personas. 
Se encuentran en cualquiera de las actividades, desde la estimación a simple 
vista de una distancia, hasta un proceso de control o la investigación básica. 
 
La Metrología es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el 
conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica 
de todas las profesiones con sustrato científico ya que la medición permite 
conocer de forma cuantitativa, conocer las propiedades físicas y químicas de 
los objetos. En su generalidad, trata del estudio y aplicación de todos los 
medios propios para la medida de magnitudes, tales como: longitudes, ángulos, 
masas, tiempos, velocidades, potencias, intensidades de corriente, 
temperaturas y presión para nuestro caso. El progreso en la ciencia siempre ha 
estado íntimamente ligado a los avances en la capacidad de medición. 
 
En el mundo industrializado son numerosos los aspectos de la vida que 
dependen de las medidas. La complejidad creciente de las técnicas modernas 
va acompañada de continúas demandas de más exactitud, mayor rango y 
mayor diversidad de patrones en los dominios más variados, además la 
metrología es parte importante para la comercialización de productos a nivel 
nacional e internacional, ya que es usada por los organismos que se encargan 
de asegurar y darle la confianza al cliente de que lo que está adquiriendo 
cumple con los requisitosmínimos de calidad, en cualquier parte del mundo. 
 
El Ingeniero Industrial de la UAO forma parte en este proceso, aportando por 
medio de las competencias que tiene en los diferentes campos de la ingeniería, 
al crecimiento de las organizaciones del sector industrial. Dentro de estas 
competencias también es vital que posea las bases para la toma de decisiones, 
a partir de los resultados de un proceso metrológico, pero de acuerdo al plan 
de estudio de la carrera no se hace mucho énfasis en este campo. 
 
Este manual tiene como propósito precisamente, brindar a los estudiantes de 
Ingeniería Industrial de la UAO, una herramienta práctica en su proceso de 
formación, para el análisis y la posterior toma de decisiones, a partir de un 
proceso de medición en la variable de temperatura y presión; además le puede 
servir de guía en el proceso de calibración en las variables antes mencionadas; 
incluyendo algunas recomendaciones sobre la selección de instrumentos 
empleados en este proceso. Todo esto le brindara un mayor campo de acción 
en la industria, a la vez que le permitirá ser más competitivo. 
 
 
19 
 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
El objeto de estudio de la Ingeniería Industrial es el mejoramiento continuo de 
sistemas productivos de bienes y servicios conformado por: recursos humanos, 
tecnológicos, financieros, económicos, materiales y de información; con el fin de 
incrementar la productividad y competitividad de las organizaciones. La 
Ingeniería Industrial es quizás la rama de la ingeniería ligada más estrechamente 
al desarrollo socio-económico de un país, por lo menos visto desde el interior de 
las organizaciones ya sean públicas o privadas1 
 
Partiendo de esta definición el Ingeniero Industrial de la UAO debe tener la 
formación necesaria en los diferentes campos de la ciencia, como también en 
la metrologia que juega un papel importante en la industria y que a su vez está 
en constante cambio por los procesos de globalización; desde esta perspectiva 
la Ingeniería Industrial debe estar acorde con esas tendencias, que están muy 
ligadas con rama de la ciencia y que a su vez, impactan directamente en la 
calidad del producto final, a partir de de los resultados obtenidos en un proceso 
de confirmación metrológica. 
 
Pero se observa que dentro de la formación que tiene el Ingeniero Industrial de 
la UAO, no se hace mucho énfasis en este campo de la ciencia; de acuerdo al 
“contenido programático de las asignaturas 563241 procesos y materiales, 
561225 gestión y control de calidad” 2, donde se estudia la metrologia de 
longitudes de forma muy superficial; por consiguiente no se tienen los 
fundamentos necesarios para la toma de decisiones a partir de los resultados 
de un sistema de medición de temperatura y presión; ya que el proceso de 
elaboración de productos de calidad, se sustenta en la extracción de datos del 
producto y procesos, que una vez analizados se emplean para validar 
prototipos y procesos o reprocesar materiales y productos no conformes. 
 
Con el proyecto pretendemos resolver la siguiente pregunta: ¿Tiene Ingeniero 
Industrial de la UAO las bases suficientes en metrologia para no tomar una 
mala decisión en el análisis de datos obtenidos a partir de un proceso de 
confirmación metrológica, los cuales pueden ocasionar la entrega de productos 
defectuosos o el rechazo de los cumple su especificación, el desajuste de 
procesos productivos, reclamaciones de clientes, aumento de los costos de 
producción, perdida de imagen o confianza? 
 
1 Proyecto Educativo Del Programa De Ingeniería Industrial de la Universidad Autónoma De 
Occidente [en línea]. Santiago de Cali: Universidad Autónoma De Occidente, 2007. [Consultado 
el 02 de Octubre del 2008] Disponible en Internet: http:// uao.edu.co/ 
2 Ibíd., Disponible en Internet: http:// uao.edu.co/ 
20 
 
2. ANTECEDENTES 
 
Con relación al tema propuesto y de acuerdo a la revisión de literatura 
realizada de los estudios (Superintendencia de Industria y Comercio, la 
Universidad Tecnológica Pereira, entre otros), los cuales hacen referencia a 
estado actual de la metrología en Colombia a nivel industrial y académico, 
encontramos que todas estas entidades concluyen que es necesario fortalecer 
una cultura metrológica, a través de espacios de capacitación, crear 
laboratorios de metrología en las universidades, ya que estos traen beneficios 
en lo que respecta la investigación y la conexión de estos con la industria. 
 
Por otro lado la globalización, obliga al país a que este preparado, en la 
normalización de sus procesos y facilitar el intercambio comercial a nivel 
internacional. 
 
A continuación se citan algunos artículos: 
 
En Colombia tenemos la Superintendencia de Industria y Comercio, como 
entidad gubernamental que posee los patrones a nivel nacional y la cual en 
Octubre 4 de 2007, Colombia quedó a la vanguardia en materia de metrología, 
gracias al reconocimiento internacional de los patrones nacionales de medición, 
de las capacidades de medición de calibración, de los certificados de de 
calibración emitidos y de la competencia técnica del laboratorio de Masa de la 
Superintendencia de Industria y Comercio. 
 
El Gobierno Colombiano a través del Ministerio de Desarrollo Económico expidió 
el Decreto 2269 de 1993, el cual organiza el Sistema Nacional de Normalización, 
Certificación y Metrología - SNNCM, el esquema garantiza una amplia 
participación y exige el compromiso de todos los sectores involucrados: 
Gobierno, industria y consumidores en general. Así mismo, mediante Resolución 
No. 8728 del 26 de marzo de 2001, se estructuró el proceso de acreditación de 
laboratorios y entes certificadores, donde se establecen los requisitos de 
acuerdo con los lineamientos internacionales, para responder con agilidad y 
eficiencia la demanda del comercio mundial. 
 
El Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología SNNCM, tiene 
como objetivos3: 
 
• Proteger al consumidor de bienes y servicios que puedan afectarlo en 
aspectos como la seguridad, salud, economía y medio ambiente. 
• Incidir positivamente en los procesos de calidad y competitividad de la 
industria nacional productora de bienes y servicios. 
• Facilitar el intercambio comercial. 
• Racionalizar la infraestructura nacional relacionada con la calidad. 
 
3 Diagnostico de la metrología [en línea]. Bogota: Superintendencia de Industria y Comercio 
(SIC), 2008. [Consultado 25 de marzo de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.sic.gov.co/metrologia/Novedades/2007/Colombia_Obtiene.php 
21 
 
• Disponer de un sistema nacional que garantice agilidad y confiabilidad. La 
estructura del Sistema Nacional de Normalización, Certificación y Metrología 
SNNCM, lo conforman: 
 
• Organismo de Acreditación. 
• Organismo de Certificación. 
• Organismos de Inspección. 
• Laboratorio de Pruebas de Ensayo. 
• Laboratorio de Pruebas de calibración. 
• Organismo Nacional de Normalización. 
 
22 
 
3. OBJETIVOS 
 
 
3.1 OBJETIVOS GENERALES 
 
Desarrollar un manual técnico de metrología para las variables presión y 
temperatura bajo el enfoque de la norma ISO 9001 versión 2000 y diseñar las 
respectivas prácticas de laboratorio para el programa de Ingeniería Industrial 
de la Universidad Autónoma de Occidente con el fin de generar una 
herramienta práctica para los estudiantes del programa en esta área. 
 
 
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Reconocer la importancia de la metrología en el proceso de formación del 
ingeniero industrial, para participar de manera activa en el sector productivo. 
 
• Definir y establecer las principales operaciones de gestión de equipos, en la 
calibración, verificación, mantenimiento y ajuste en las variables de presión y 
temperatura, para tener la capacidad de seleccionarlos en un proceso 
productivo. 
 
• Conocer los requisitos necesarios que exige la norma de calidad ISO 9001 
versión2000 para la elaboración de un sistema de confirmación metrológica a 
los equipos de inspección, medición y ensayo, en una organización. 
 
 
23 
 
4. JUSTIFICACIÓN 
 
Las mediciones juegan un importante papel en la vida diaria de las personas. 
Se encuentran en cualquiera de las actividades, desde la estimación a simple 
vista de una distancia, hasta un proceso de control o la investigación básica. 
 
La Metrología es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el 
conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica 
de todas las profesiones con sustrato científico ya que la medición permite 
conocer de forma cuantitativa, las propiedades físicas y químicas de los 
objetos. El progreso en la ciencia siempre ha estado íntimamente ligado a los 
avances en la capacidad de medición. Las mediciones son un medio para 
describir los fenómenos naturales en forma cuantitativa. Como dijo 
Mendeleyev, ” la Ciencia comienza donde empieza la medición, no siendo 
posible la ciencia exacta en ausencia de mediciones4”. En la Europa actual, las 
mediciones suponen un costo equivalente a más del 1% del PIB combinado, 
con un retorno económico equivalente de entre el 2% y el 7% del PIB. Ya sea 
café, planchas de madera, agua, electricidad o calor, todo se compra y se 
vende tras efectuar procesos de medición y ello afecta a nuestras economías 
privadas. Los radares (cinemómetros) de las fuerzas de seguridad, con sus 
consecuencias económicas y penales, también son objeto de medición. Horas 
de sol, tallas de ropa, porcentaje de alcohol, peso de las cartas, temperatura de 
locales, presión de neumáticos, etc. Es prácticamente imposible describir 
cualquier cosa sin referirse a la metrología. El comercio, el mercado y las leyes 
que los regulan dependen de la metrología y del empleo de unidades comunes. 
 
Hoy en día, los sistemas de calidad desempeñan un papel cada vez más 
significativo en el desarrollo de una base sustentable nacional, que permite 
realizar de una manera sana la promoción de un comercio nacional como 
internacional, y dentro de tales sistemas, la metrología tiene un papel especial 
dentro de estas estrategias. Pero nos preguntamos: ¿Por qué la metrología?, 
¿por qué ahora?, para respuesta a dichas preguntas se muestran tres líneas de 
acción como un aspecto importante dentro de la lista de actividades que 
relacionan la economía moderna5: 
 
• Globalización comercial, investigación y manufactura. 
• El desarrollo de normas internacionales para todos los tipos de mercancías 
y servicios. 
• El explosivo crecimiento de la alta tecnología en casi todos los sectores de 
la economía 
 
 
4 MARBAN, Rocío y PELLICER, Julio A. Metrología para no metrologos [en línea]. México. 
2008 [Consultado 15 de abril de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.science.oas.org/oea_gtz/libros/metrologia/metrolo_all.pdf 
5 Diagnostico de la metrología Op. cit., Disponible en Internet: 
http://www.sic.gov.co/metrologia/Novedades/2007/Colombia_Obtiene.php 
24 
 
Cada una de estas líneas se ha incrementado la demanda de los 
requerimientos metrólogicos, así como las competencias y conocimientos 
técnicos de las personas que trabajan en dichas áreas. 
 
Las necesidades de entrenamientos en metrología se han visto incrementados 
en los años recientes a consecuencia de los requerimientos de las normas ISO 
9001 e ISO 17 025*, con lo anterior las empresas privadas y de gobierno han 
requerido a diferentes organizaciones del sector publicado y privado para 
buscar entrenamientos y capacitación de su personal de acuerdo a los 
objetivos específicos que requieren cubrir a las áreas de metrología. 
 
Por otro lado el Ingeniero Industrial tiene una formación de carácter general, 
que le capacita para el ejercicio profesional de una gran cantidad de las áreas y 
técnicas del sector industrial, tanto en la resolución de los problemas técnicos 
planteados, como en el diseño e implantación de nuevas tecnologías en el 
proceso productivo; entrando la metrología como una ficha clave en todo este 
proceso. 
 
Desde esta perspectiva se requiere que los estudiantes de ingeniería industrial 
de la Universidad Autónoma de Occidente, aporten al progreso del sector 
industrial, por medio de conocimiento y de herramientas claras sobres el área 
de la metrología. 
 
El presente proyecto de investigación, nos mostrara una información general 
sobre la metrología su relación de con las norma de calidad ISO9001 versión 
2000, hasta una guía práctica para la calibración de equipos para la medición 
de temperatura y presión. 
 
Por lo anterior podemos concluir, que esta investigación aportara datos útiles a 
los estudiantes de ingeniería de la Universidad Autónoma de Occidente, para 
ampliar sus conocimientos sobre este campo de la ciencia y reforzar las 
competencias necesarias en el desempeño de su vida laboral. 
 
* Norma ISO 17025:2005-Requisitos generales para la competencia de los Laboratorios de 
Ensayos y Calibraciones 
25 
 
5. DEFINICION DE METROLOGÍA 
 
La metrología es la ciencia de las medidas; en su generalidad, trata del estudio 
y aplicación de todos los medios propios para la medida de magnitudes, tales 
como: longitudes, ángulos, masas, tiempos, velocidades, potencias, 
temperaturas, intensidades de corriente, etc. Por esta enumeración, limitada 
voluntariamente, es fácil ver que la metrología entra en todos los dominios de la 
ciencia. 
 
Todo el tiempo es necesario medir. En el comercio, en la industria, en la vida 
diaria, se deben tomar decisiones con base a resultados de medición. Por la 
mañana, lo primero que hacemos al despertamos, es mirar la hora (medición 
de tiempo). Con base al resultado de esta medición decidimos si debemos 
levantarnos o podemos seguir durmiendo. 
 
Al manejar un auto se esta midiendo permanentemente la velocidad, la 
temperatura del motor, el nivel de aceite; como también en una estación de 
servicio en la cual se mide la presión de aire de los neumáticos, la cantidad de 
combustible cargado, etc. 6. 
 
¿Para qué se mide? Básicamente, para tomar decisiones. Entonces, si se 
realiza una mala medición, se corre el riesgo de tomar decisiones 
equivocadas. ¿Y qué significa, o se debe hacer para medir bien? La ciencia de 
las mediciones o la metrología responde este tipo de preguntas. 
 
Es bastante común que aquellos que por primera vez escuchan o leen la 
palabra Metrología la confundan con Meteorología. Si bien es necesario medir 
mucho y bien para pronosticar el clima y para realizar otras actividades 
meteorológicas, ambas disciplinas son muy diferentes. La Metrología se ocupa 
de explicar cómo medir bien. Para hacerlo bien y de forma exacta, se debe 
tener claro qué se quiere medir y cuál será la unidad de medida empleada, 
luego utilizar instrumentos y métodos confiables, saber cómo usarlos, y cómo 
expresar e interpretar un resultado. 
 
“La Trazabilidad es la propiedad de un resultado de medición por la cual el 
resultado puede ser relacionado a una referencia establecida mediante una 
cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones, cada una de las cuales 
contribuye a la incertidumbre de medida “7. 
 
¿Cómo hacer, por ejemplo, para saber que el valor que indica la balanza de un 
comercio es confiable? Para ello, se pesa con dicha balanza un conjunto de 
pesas de referencia, llamadas pesas patrones, y se compara el valor indicado 
con el previamente conocido de estas pesas, verificando que coincidan (o que 
 
6 MARBAN, Op. cit., Disponible en Internet: 
http://www.science.oas.org/oea_gtz/libros/metrologia/metrolo_all.pdf 
7 VIM (Vocabulario internacional de términos fundamentales y generales de metrología). 3 ed. 
[en línea]. Brasil: SIM, 2006. [Consultado 10 de marzo de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.sim-metrologia.org.br/docs/span_VIM.pdf 
26 
 
“casi” coincidan).Este proceso se denomina calibración, y es la manera de 
brindar trazabilidad a las mediciones que se efectúen con la balanza. 
 
Pero ¿cómo saber que los valores de esas pesas patrones son confiables? Se 
debe entonces calibrarlas contra otros patrones de categoría superior. Y a su 
vez, éstos contra otros de categoría aún más elevada. Y esto sería la historia 
del huevo o la gallina si no hubiera algo a lo que llamamos “un patrón primario”, 
una referencia internacional vinculada a la misma definición de las unidades de 
medida. Como ejemplo el patrón primario de masa es una pesa de 1 kg de 
platino irradiado mantenida en los laboratorios del Bureau Internacional de 
Pesas y Medidas (BIPM) de Francia. 8 
 
Otros patrones primarios, en cambio, no son artefactos materiales, se realizan 
a través de una experiencia física. Por ejemplo, para alcanzar una temperatura 
de 100ºC, basta con poner a hervir agua. Y para alcanzar 0ºC, basta con 
enfriarla hasta que se vuelva hielo. Así se podrían realizar patrones primarios 
de temperatura en forma sencilla y calibrar termómetros que midan en 0ºC y 
100ºC. Los patrones primarios de temperatura usados en los principales 
laboratorios del mundo siguen básicamente estos principios. Si se calienta un 
trozo de plata hasta fundirlo, se alcanzara (aproximadamente) los 961ºC, y si 
se enfría mercurio hasta solidificarlo se llegara a –39ºC. Se obtienen así otros 
dos “puntos fijos”, o patrones primarios de temperatura: el de la plata y el del 
mercurio. Para definir temperaturas intermedias entre dos puntos fijos se 
utilizan fórmulas matemáticas de interpolación adecuadas. 
 
Si se piensa en todo esto, se concluirá que no hizo falta ningún artefacto 
material para obtener referencias primarias de temperatura (a diferencia de las 
referencias en masa, donde sí se requiere al kilogramo patrón). Al 
independizarse de los patrones materiales, se logra una metrología que se 
podría describir como “más democrática”, ya que cualquiera que tenga los 
medios y el conocimiento adecuado podría, en principio, realizar sus propios 
patrones primarios, independizándose de las calibraciones periódicas contra 
otras referencias. 
 
Los patrones primarios para las mediciones eléctricas se realizan también a 
través de ciertos experimentos físicos (lamentablemente, algo más 
complicados que hervir agua). Estos son: el llamado efecto Josephson, para 
realizar un patrón primario de tensión eléctrica, y el efecto Hall cuántico, para 
realizar un patrón primario de corriente. En otras palabras, la realización del 
Volt y del Ampère, respectivamente. 
 
 
 
 
 
8 PORQUE CALIBRAR [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 [consultado 15 de 
Agosto de 2008]. Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-
02-01.pdf 
27 
 
5.1 CATEGORÍAS DE LA METROLOGIA. 
 
La metrología de acuerdo con la definición formal, conviene resaltar que la 
metrología contempla aspectos tanto teóricos como prácticos, lo cual implica 
reconocer ciertas categorías de metrología en función del énfasis o profundidad 
con que se lleven a cabo estos aspectos teóricos y prácticos, estas categorías 
son reconocidas como metrología científica, industrial y legal. 
 
Tabla 1. Categorías de la metrología 
 
Metrología Área de desarrollo 
Científica Investigación, desarrollo de teorías y principios 
Legal Normalización, cumplimento de leyes y regulaciones 
Industrial 
(técnica) 
 Aplicación en producción y control de procesos, 
desarrollo de métodos y soluciones 
 
Fuente: Clasificación áreas Metrología [en línea]. Ciudad de México: 
metas.com. 2008 [consultado 10 de Septiembre de 2008]. Disponible en 
Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-06-06-
Clasificacion-areas-Metrologia.pdf 
 
 
5.1.1 La metrología científica. El objeto de estudio de la llamada Metrología 
Científica es el desarrollo y mantenimiento de patrones primarios 
internacionales o nacionales, que permitan sostener todas las otras actividades 
metrológicas. La Metrología Científica se desarrolla generalmente en institutos 
o laboratorios oficiales de los distintos países del mundo llamados Institutos 
Nacionales de Metrología, responsables de realizar y mantener los patrones 
nacionales de medida en cada país9. 
 
La metrología científica que comprende (Investigación): 
 
• El Sistema Internacional de unidades SI. 
• Las unidades de medición y patrones (Realización, reproducción y 
diseminación). 
• Los métodos de medición, exactitud, incertidumbre. 
• Los instrumentos de medición. 
• La capacitación de personal. 
 
 
 
9 Clasificación áreas Metrología. [en línea]. Ciudad de México: Metas. com, 2008 [consultado 
15 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-
MetAs-06-06-Clasificacion-areas-Metrologia.pdf 
28 
 
5.1.2 Metrología Legal. Área de la metrología relativa a las unidades de 
medida, a los métodos de medición y a los instrumentos de medición, en lo que 
concierne a las exigencias técnicas y jurídicas reglamentadas que tienen como 
fin asegurar la garantía pública desde el punto de vista de la seguridad, la 
salud, la economía, el medio ambiente y de la exactitud conveniente de las 
mediciones. 
 
En otras palabras se puede decir que se ocupa de asegurar las mediciones 
relacionadas con la ley y el comercio, proteger al consumidor, al medio 
ambiente y a la sociedad en general. 
 
 
5.1.3 Metrología Industrial. La Metrología Industrial se ocupa de asegurar las 
mediciones necesarias para la fabricación de productos. Comprende todas las 
actividades metrológicas que necesita la industria para cumplir con sus tareas 
como: 
 
• La información sobre mediciones. 
 
• Las calibraciones. 
 
• La trazabilidad. 
 
• El servicio de calibración. 
 
• El aseguramiento de la calidad. 
 
Las industrias hacen lo posible para controlar, asegurar y mejorar la calidad y 
confiabilidad de sus productos. Para esto, deben realizar mediciones sobre las 
materias primas, los procesos y condiciones de fabricación y los productos 
terminados. La calidad de un producto nunca puede ser mejor que la calidad de 
las mediciones realizadas para fabricarlo. Estas mediciones pueden ser 
necesarias para garantizar que los productos fabricados estén en conformidad 
con normas o especificaciones de calidad, o para el control de los procesos de 
fabricación, o bien para el diseño de los productos, entre muchas otras 
aplicaciones. 
 
Las dimensiones de una pieza que deberá ser ensamblada en otra para armar 
la carrocería de un automóvil, la rugosidad de un disco de frenos que asegure 
adherencia, la potencia eléctrica de una estufa de cuarzo, el contenido de 
principio activo en un medicamento para la presión arterial, el porcentaje de 
grasa de una hamburguesa, la resistencia de una bobina de papel, la 
temperatura que debe tener un horno donde se elabora pan, son ejemplos de 
mediciones que se realizan habitualmente en las industrias, y que deben 
realizarse bien, esto es, con criterios metrológicos adecuados. El primer 
29 
 
requisito a cumplir en este sentido, es la calibración de instrumentos de 
medición contra patrones que sean trazables.10 
 
 
Figura 1. Estructura de la metrologia en Colombia. 
 
 
Fuente: Curso de Metrologia en el área de temperatura: Bogotá D.C. : 
Superintendencia de Industria y Comercio. 2008. p 7. 
 
 
10 Ibíd., Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-06-06-
Clasificacion-areas-Metrologia.pdf 
30 
 
Figura 2. Estructura derivada de la Convención del M etro. 
 
Fuente: Curso de Metrologia en el área de temperatura: Bogotá D. C.: 
Superintendencia De Industria Y Comercio, 2008. p 9. 
 
5.2 CONFIABILIDAD EN LA CALIBRACION 
 
Un manómetro esta leyendo un pascal (Pa) [o un bar o un Torr o un psi], o 
bien, un termómetro esta leyendo un grado Celsius (ºC)[o un grado Fahrenheit 
o un kelvin]. ¿Cómo saber que la presión es realmente un pascal o que la 
temperatura es realmente un grado Celsius?, ¿Es necesario atender esto? 
 
La única forma para saber si la lectura es correcta, es si el instrumento esta 
calibrado, con un patrón de referencia reconocido, y que este patrón sea 
trazable a los patrones nacionales mantenidos por el Centro Nacional de 
Metrología.11 
 
El costo de no atender esto puede llegar a ser desastroso. La calibración y 
trazabilidad son cruciales para la empresa, principalmente en las actividades de 
producción, desarrollo e investigación, analizando algunas razones del por qué, 
tenemos: 
 
 
 
11 PORQUE CALIBRAR Op. cit., Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-01.pdf 
31 
 
• Repetibilidad del proceso 
• Transferencia de procesos 
• Intercambio de instrumentos 
• Incremento del tiempo efectivo de producción 
• Cumplimiento del sistema de calidad 
 
 
5.2.1 Repetibilidad del Proceso. La calibración de los instrumentos se puede 
ver alterada por muchas cosas, incluyendo inicialización inadecuada por 
configuración o instalación inapropiada, contaminación, daños físicos, o deriva 
pie en el tiempo. Algunas veces este cambio en la calibración provoca cambios 
en la calidad del producto o servicio. Estos cambios en la calidad pueden ser 
advertidos mediante rutinas de calibración de los instrumentos, protegiendo así 
la repetibilidad de su proceso. 
 
 
5.2.2 Transferencia de Procesos. Transferir un proceso desde el 
departamento de desarrollo o de ingeniería al piso de producción, entre 
máquinas de producción o de un laboratorio de investigación a otro, puede ser 
una tarea difícil. Debido a esto es crítico calibrar, ya que las variaciones en las 
mediciones de los instrumentos pueden afectar seriamente la calidad y la 
integridad de su proceso. 
 
Por ejemplo, una medición de presión en una máquina en desarrollo, la cual es 
repetible día a día produciendo el resultado deseado, puede estar presentando 
un error debido, a una calibración incorrecta. Repetir el proceso en producción 
llega a ser un problema dado que la presión que se desea reproducir es 
desconocida. 
 
La capacidad de transferencia es también importante cuando se va de un 
sistema de producción al siguiente. Un proceso puede trabajar muy bien en una 
máquina de producción, pero reproducir esto en otra máquina puede ser difícil. 
Si se esta realizando una investigación, sus resultados podrán ser fácilmente 
duplicados o verificados si el proceso de medición a sido calibrado y trazable a 
patrones nacionales. 
 
 
5.2.3 Intercambio de Instrumentos. La habilidad para actualizar o remplazar 
un instrumento dentro de la ruta de producción sin afectar el proceso es 
esencial. 
 
Algunas veces los instrumentos llegan a dañarse y deben ser remplazados. 
Igualmente es importante actualizar la instrumentación a medida que nuevas 
tecnologías son desarrolladas, para mantenerse competitivo. 
 
Mantener la calibración de sus instrumentos asegura la posibilidad de 
remplazar los instrumentos, por falla o actualización tecnológica, sin afectar el 
tiempo de operación de su proceso. 
32 
 
5.2.4 Incremento del Tiempo Efectivo de Producción. Un proceso puede ser 
interrumpido por cualquier cantidad de razones, algunas de las cuales están 
fuera de control. Asegurando la calibración de sus instrumentos, se puede 
minimizar el error de los instrumentos como causa de paro. 
 
Un programa de calibración no solo incrementará los tiempos efectivos de 
producción mediante la predicción y la prevención, permitiéndole descubrir 
problemas de instrumentación antes de que causen una falla completa. 
Descubrir problemas potenciales con anterioridad en el proceso, permitirá 
evitar una situación crítica cuando un instrumento repentinamente falle parando 
la producción. 
 
 
5.2.5 Cumplimiento del sistema de calidad. La compañía debe disponer de 
equipos de medida para cuantificar todos los parámetros relacionados con la 
calidad, y estos equipos deben tener las características metrológicas 
adecuadas.12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 Curso en metrologia con énfasis en temperatura, masa y balanzas. Cali: Corporación Mixta 
Metrocalidad Universidad del Valle, 2007. p 52. 
33 
 
6. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 
 
 
6.1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 
 
El Sistema Internacional de Medidas fue adoptado en Colombia por medio del 
decreto 1731 de 1967 y 3463 de 1980. La resolución 005 del 3 de abril de 1995 
del Consejo Nacional de Normas y Calidades oficializó con carácter de 
obligatoria la norma técnica colombiana 1 000 Metrología, Sistema 
Internacional de Unidades (cuarta revisión). Este sistema es coherente el cual 
es adoptado y recomendado por la Conferencia General de Pesas y Medidas 
(NTC 2194 – numeral 1.12). 
 
Cada unidad básica está definida exactamente en términos de mediciones 
físicas reproducibles en cualquier lugar, por ejemplo el metro que es la 
distancia que recorre la luz en el espacio vacío durante 1/299792458 de 
segundo. Las unidades del sistema internacional se pueden multiplicar o dividir 
con otros símbolos matemáticos para obtener unidades derivadas por ejemplo 
el m², todas las unidades se derivan de las siete unidades básicas. 
 
Unidad de longitud: El metro (m) es la longitud del trayecto recorrido en el 
vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo. 
 
Unidad de masa: El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo internacional 
del kilogramo. 
 
Unidad de tiempo: El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770 periodos de 
la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del 
estado fundamental del átomo de cesio 133. 
 
Unidad de intensidad de corriente eléctrica: El ampere (A) es la intensidad de 
una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, 
rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a 
una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 
2.10-7 newton por metro de longitud. 
 
Unidad de temperatura termodinámica: El kelvin (K), unidad de temperatura 
termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del 
punto triple del agua. 
 
Unidad de cantidad de sustancia: El mol (mol) es la cantidad de sustancia de 
un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 
0,012 kilogramos de carbono 12. 
 
Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que 
pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos 
especificados de tales partículas. 
 
34 
 
Unidad de intensidad luminosa: La candela (cd) es la unidad luminosa, en una 
dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de 
frecuencia 540 1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 
1/683 watt por estereorradián.13 
 
Tabla 2. Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades 
 
Unidades básicas 
Magnitud Nombre Símbolo 
Longitud metro m 
Masa kilogramo kg 
Tiempo segundo s 
Corriente eléctrica Amper A 
Temperatura Kelvin K 
Intensidad Luminosa Candela cd 
Cantidad de sustancia Mol mol 
 
 
Tabla 3. Unidades Suplementarias del Sistema Interna cional de Unidades 
 
Unidades Suplementarias 
Magnitud Nombre Símbolo 
Angulo radián rad 
Angulo sólido stero-radián srad 
 
 
Tabla 4. Unidades derivadas del Sistema Internaciona l de Unidades 
 
Unidades derivadas 
Magnitud Nombre Símbolo Definición 
Fuerza Newton N kg m s-2 
Energía Joule >J N m 
Potencia Watt W J s-1 
Frecuencia Hertz Hz s-1 
 
 
13 Historia de SI [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 [consultado 15 de Agosto de 
2008]. Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-06-02-Historia-del-SI.pdf 
35 
 
7. MEDICIONES 
 
 
7.1 SISTEMA DE MEDIDA 
 
El VIM (4.5)* lo define como: El juego completo de instrumentos de medición y 
otros equipos acoplados para realizar mediciones específicas. 
 
El MSA (Measurement Systems Análisis desarrollado por Chrysler, Ford y 
General motors lo define como: El conjunto de operaciones, procedimientos, 
instrumentos de medición, accesorios, software, personal, medio ambiente y 
suposiciones involucrados en la obtención del resultado de una medida. 
 
Objetivos de los datos obtenidos mediante cualquier sistema de medida se 
utilizan para los siguientes propósitos: 
 
• Decidir si un proceso debe o no ajustarse. 
• Aceptar o rechazar un producto. 
• Determinar el grado de correlación: 
 
o Entre dos magnitudes medibles del proceso 
o Entre una magnitud del proceso y una característica de calidad. 
 
Por otro lado la calidad de los datos de medición están definidos por las 
propiedades estadísticas de las múltiples mediciones obtenidas de los sistemas 
de medición operando bajo condiciones estables. 
 
 
7.2 TERMINOS FRECUENTEMENTE USADOS 
 
 
7.2.1 Con referencia al equipo. 
 
• Resolución: La unidad de lectura más pequeña posible. 
• Valor de referencia: Valor aceptado y que es usado como el más cercano al 
valor verdadero 
• Valor Verdadero: Valor real, es desconocido. 
 
 
7.2.2 Con referencia a la localización de la variación. 
 
• Exactitud: Cercanía entre el resultado de una medición y un valor verdadero 
de la magnitud por medir. 
 
 
* VIM (Vocabulario Internacional De Términos Fundamentales Y Generales De Metrología) 3ª. 
Edición. Nov 13, 2006 
36 
 
• Desviación: Diferencia entre el valor observado y el valor de referencia o 
convencionalmente verdadero. 
• Estabilidad: Cambios de desviación en el tiempo. 
• Linealidad: Cambios de desviación sobre el rango de operación. 
 
 
7.2.3 Con referencia al ancho de la variación. 
 
• Repetibilidad (r) : Cercanía entre los resultados de las mediciones sucesivas 
de la misma magnitud por medir, efectuadas en las mismas condiciones de 
medición. Las condiciones de repetibilidad incluyen: el mismo procedimiento de 
medición, el mismo observador, el mismo instrumento de medición utilizado en 
las mismas condiciones, el mismo lugar, repetición dentro de un periodo de 
tiempo corto. 
 
• Reproducibilidad (R) : Cercanía entre los resultados de las mediciones 
sucesivas de la misma magnitud por medir, efectuada bajo condiciones de 
medición variables. Las condiciones de que varían pueden ser entre otras: 
principio de medición, el método de medición, el observador, el instrumento de 
medición, el patrón de referencia, el lugar, las condiciones de uso, el tiempo. 
 
• R&R: La combinación de la repetibilidad y reproducibilidad. Los métodos 
aceptables para la determinación de estudios de repetibilidad y reproducibilidad 
se basan en la evaluación estadística de las dispersiones de los resultados, ya 
sea en forma de rango estadístico (máximo - mínimo) o su representación 
como varianzas o desviaciones estándar, estos métodos pueden ser Rango, 
Promedio y Rango, ANOVA (análisis de varianza).14 
 
• Capacidad del sistema de medición: Estimado a corto plazo de la variación 
del sistema de medición. 
• Rendimiento del sistema de medición: Estimado de la variación del sistema 
de medición a largo plazo. 
• Sensibilidad: Respuesta al cambio más pequeño en la señal de entrada. 
• Consistencia: El grado de cambio de la repetibilidad en el tiempo. 
• Uniformidad: El cambio en la repetibilidad sobre el rango de operación. 
 
 
7.2.4 Con referencia a la variación del sistema. 
 
• Capacidad: Variabilidad en las lecturas tomadas en un corto período de 
tiempo. 
• Rendimiento: Variabilidad en las lecturas tomadas en un largo período de 
tiempo. 
 
14 Aplicación Metrológica de los Estudios R&R [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 
[consultado 10 de Enero del 2009]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-03-11-r-R.pdf. 
37 
 
• Incertidumbre: Un estimado alrededor del valor medido en el que se espera 
se encuentre el valor verdadero. 
 
 
7.3. EFECTOS DE VARIABILIDAD DEL SISTEMA DE MEDIDA 
 
La capacidad de un sistema de medida, puede ser afectado por varias fuentes 
de variación, y es la combinación de los errores aleatorios; estas pueden ser 
evaluadas a corto y largo plazo los cuales son atribuibles a: 
 
• Linealidad. 
• Uniformidad. 
• Repetibilidad. 
• Reproducibilidad. 
 
 
7.4. CARACTERISTICAS METROLOGICAS MÁS IMPORTANTES DE UN 
SISTEMA DE MEDIDA. 
 
• Capacidad de discriminación. 
• Resolución (del instrumento de medición). 
• División de escala (del instrumento de medición). 
• Repetibilidad y Reproducibilidad (del sistema de medición). 
• Incertidumbre (de los valores generados por el sistema de medición) 
• Capacidad de proceso. 
• Exactitud. 
• Linealidad. 
• Estabilidad. 
• Curva de desempeño.15 
 
 
 
15 PORQUE CALIBRAR Op. cit., Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-01.pdf 
38 
 
8. MEDICIÓN DE PRESIÓN 
 
 
8.1 INTRODUCCIÓN 
 
El control de la presión en los procesos industriales, permite condiciones de 
operación seguras. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima 
de operación y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la 
construcción. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destrucción 
del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y 
ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están 
implícitas, líquidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las 
lecturas absolutas de gran precisión con frecuencia son tan importantes como 
lo es la seguridad extrema. 
 
Por otro lado, la presión puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el 
valor de las variables del proceso (como la composición de una mezcla en el 
proceso de destilación). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado 
con precisión de gran importancia ya que afectaría la pureza de los productos 
poniéndolos fuera de especificación. 
 
La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie, en 
donde para la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio 
directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna 
liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con 
un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa 
cuando se le aplica la presión y puede expresarse en unidades tales como 
pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi (libras por 
pulgada cuadrada). En él Sistema Internacional (SI) está normalizada en pascal 
de acuerdo con las Conferencias Generales de Pesas y Medidas que tuvieron 
lugar en Paris en octubre de 1967 y 1971, y según la Recomendación 
Internacional número 17, ratificada en la III Conferencia General de la 
Organización Internacional de Metrología Legal. El pascal es 1 newton por metro 
cuadrado (1 N/m²), siendo el newton la fuerza que aplicada a un cuerpo de masa 
1 kg, le comunica una aceleración de 1 m/s² Como el pascal es una unidad muy 
pequeña, se emplean también el kilopascal (1 kPa = 10 ² bar), el megapascal (1 
MPa = 10 bar) y el gigapascal (1 GPa = 10 000 bar). En la industria se utiliza 
también el bar (1 bar = 10^ 5 Pa = 1,02 kg/cm. cuadrado) y el kg/CM2, Si bien 
esta última unidad, a pesar de su uso todavía muy extendido, se emplea cada 
vez con menos frecuencia.16 
 
 
Al clasificar los tipos de presión encontramos dos grandes clasificaciones: 
 
• La presión relativa que tiene como punto de referencia la presión 
atmosférica. 
 
16 proceso de medición [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 [consultado 15 de 
Agosto de 2008]. Disponibleen Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-
07-09-proceso-de-medicion.pdf 
39 
 
• La presión absoluta que tiene como referencia la el cero absoluto de 
presión. 
 
Las presiones mayores a la presión atmosférica, se entienden mejor bajo el 
concepto de que presión es igual fuerza por unidad de área (P= F/A), mientras 
que las presiones alrededor de la atmosférica y de presión diferencial toman el 
concepto de presión hidrostática, que es la presión que ejerce el peso de un 
fluido sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la 
superficie de cualquier objeto sumergido en él. 
 
 
(P = p . g . h ) (4.1) 
 
 
Donde, usando unidades del SI, tenemos: 
 
� P : presión hidrostática (en pascales); 
� ρ : densidad del líquido (en kilogramos sobre metro cúbico); 
� g :aceleración de la gravedad (en metros sobre segundo al cuadrado); 
� h : la altura del fluido (en metros). Un liquido en equilibrio ejerce fuerzas 
perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior. 
 
Por otro lado tenemos la presión de gas y el vacío absoluto relacionado con la 
ley de los gases ideales. 
 
 
( P = n . R . T / V). (4.2) 
 
 
Donde: 
 
� P : Presión. 
� V : Volumen. 
� n : Moles de gas. 
� R : Constante universal de los gases ideales . 
� T : Temperatura en Kelvin. 
 
 
8.2 TIPOS DE PRESIÓN 
 
 
8.2.1 Presión atmosférica. El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa 
(aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que 
estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la 
atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro 
(presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor 
de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), disminuyendo estos 
valores con la altitud. 
40 
 
8.2.2 Presión atmosférica normalizada. Presión ejercida por la atmosfera 
bajo condiciones normalizadas, igual a 1013,25 hPa (760 mmHg). La cual 
idealmente se presenta a una altitud de 0 m.s.n.m. (sobre el nivel medio del 
mar), temperatura ambiente de 20 °C, humedad de 65 %HR y densidad del aire 
de 1,2 Kg/m3. 
 
 
8.2.3 Presión barométrica. Presión atmosférica local mas una corrección por 
altitud geopotencial local. La presión barométrica oscila alrededor de la presión 
atmosférica normalizada (1013,25 hPa). 
 
 
8.2.4 Presión relativa. Son normalmente las presiones superiores a la 
atmosférica, que se mide por medio de un elemento y que se define como la 
diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que 
existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica 
aumenta, la presión relativa o manométrica disminuye; esta diferencia 
generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones 
superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto 
de la presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión 
atmosférica a la lectura del manómetro. 
 
Presión Absoluta = Presión Relativa + Presión Atmosférica. 
 
 
8.2.5 Presión relativa normalizada. También conocida como presión a 
referencia constante o referencia sellada. Presión medida con referencia a la 
presión atmosférica normalizada (1013,25 hPa). 
 
 
8.2.6 Presión diferencial. Es la presión que mide la diferencia entre dos 
presiones A-B, la presión relativa y vacío relativo son ejemplos de presión 
diferencial cuando la presión B es igual a la presión atmosférica local. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41 
 
Figura 3. Tipos de Presión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Presión de alcances en vacío [en línea]. Ciudad de México: 
Metas.com, 2008 [consultado 15 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-03-Tipos-presion.pdf 
 
 
8.2.7 Presión vacío relativo. Se refiere a presiones manométricas menores 
que la atmosférica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de 
elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosférica, es 
decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presión atmosférica 
existente. Los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al 
cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centímetros de mercurio 
(cmHg), metros de agua, etc.17 
 
 
8.2.8 Presión cero absoluto. Es la presión de un fluido medido con referencia 
al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente 
cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de 
moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Este 
 
17 Presión de alcances en vacío [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 [consultado 
15 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-
MetAs-02-03-Tipos-presion.pdf 
 
42 
 
término se creo debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y 
muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre 
el nivel del mar por lo que un término absoluto unifica criterios. 
 
 
8.2.9 Presión absoluta. Presión que se mide con respecto a la presión de cero 
absoluto, la presión atmosférica es un ejemplo de presión absoluta. 
 
 
8.2.10 Presión vacío absoluto. Vacío que se mide con respecto al cero 
absoluto, como una presión absoluta de gas, menor a la presión atmosférica. 
 
 
Figura 4. Presión de alcances en vacío . 
 
 
Fuente: Presión de alcances en vacío [en línea]. Ciudad de México: 
Metas.com, 2008 [consultado 15 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-03-Tipos-presion.pdf 
 
 
8.2.11 Presión bajo vacío. (LV) del ingles low vacuum, presión absoluta de 
gas en el alcance de 100 KPa a 100 Pa. 
 
 
8.2.12 Presión medio vacío. (MV) del ingles medium vacuum, presión 
absoluta de gas en el alcance de 100 Pa a 0.1 Pa. 
 
 
8.2.13 Presión alto vacío. (HV) del ingles high vacuum, presión absoluta de 
gas en el alcance de 0.1Pa a 10 uPa. 
 
 
8.2.14 Presión ultra alto vacío. (UHV) del ingles ultra high vacuum, presión 
absoluta de gas menor a 10 uPa. 
 
 
43 
 
8.3 TIPOS DE MEDIDORES DE PRESIÓN 
 
“Los instrumentos para medición de presión pueden ser indicadores, 
registradores, transmisores y controladores, y pueden clasificarse de acuerdo a 
lo siguiente”18: 
 
Tabla 5. Tipos de Medidores de Presión 
 
Tipo de Manómetro Rango de Operación 
Manómetro de ionización 0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABS 
Manómetro de termopar 1 x 10-3 a 0.05 mmHg 
Manómetro de resistencia 1 x 10-3 a 1 mmHg 
Manómetro mc. Clau 1 x 10-4 a 10 mmHg 
Manómetro de campana invertida 0 a 7.6 mmH2O 
Manómetro de fuelle abierto 13 a 230 cmH2O 
Manómetro de cápsula 2.5 a 250 mmH2O 
Manómetro de campana de mercurio (LEDOUX) 0 a 5 mts H2O 
Manómetro "u" 0 a 2 Kg/cm2 
Manómetro de fuelle cerrado 0 a 3 Kg/cm2 
Manómetro de espiral 0 a 300 Kg/cm2 
Manómetro de bourdon tipo "c" 0 a 1,500 Kg/cm2 
Manómetro medidor de esfuerzos (stren 
geigs) 
7 a 3,500 Kg/cm2 
Manómetro helicoidal 0 a 10,000 Kg/cm2 
 
Fuente: CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial. 5 ed. Ciudad de 
México: Marcombo, 1993. p. 71. 
 
 
 
 
 
 
18 CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial. 5 ed. Ciudad: Marcombo, 1993. p. 71. 
44 
 
8.4 CLASIFICACIÓN INSTRUMENTOS MEDICIÓN DE PRESIÓN 
 
Los instrumentos de presión se clasifican en tres grupos: mecánicos, 
neumáticos, electromecánicos y electrónicos. 
 
 
8.4.1 Elementos mecánicos. Los instrumentos para medición de presión 
mecánicos se dividen en: 
 
 
8.4.1.1 Elementos primarios de medida directa. Que miden la presión 
comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y altura conocidas 
(barómetro de cubeta, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, 
manómetro de toro pendular, manómetro de campana). 
 
 
8.4.1.2 Elementos primarios elásticos. Que se deforman por lapresión 
interna del fluido que contienen, los más empleados son: el tubo Bourdon, el 
elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle. 
 
 
8.4.1.3 Los medidores de presión absoluta. Consisten en un conjunto de 
fuelle y muelle opuesto a un fuelle sellado al vacío absoluto. El movimiento 
resultante de la unión de los dos fuelles equivale a la presión absoluta del 
fluido. El material empleado para los fuelles es latón o acero inoxidable. Se 
utilizan para la medida exacta y el control preciso de bajas presiones, a las que 
puedan afectar las variaciones en la presión atmosférica. 
 
En la medida de presiones de fluidos corrosivos pueden emplearse elementos 
primarios elásticos con materiales especiales en contacto directo con el fluido. 
Sin embargo, en la mayoría de los casos es más económico utilizar un 
separador de fluido cuando él fluido es altamente viscoso y obtura el elemento 
(tubo Bourdon), o bien, cuando la temperatura del proceso es demasiado alta. 
Tal ocurre en la medición de presión del vapor de agua en que el agua 
condensada aísla el tubo Bourdon de la alta temperatura del vapor (figura 5 a). 
 
Se emplean asimismo sellos volumétricos de diafragma y de fuelle (figura 7 b y 
c) que contienen un líquido incompresible para la transmisión de la presión19. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 Ibíd.., p 66. 
45 
 
Figura 5. Tipos de sellos para manómetros 
 
 
 
Fuente: CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial. 5 ed. Ciudad de 
México: Marcombo, 1993. p. 67. 
 
 
8.4.2 Elementos neumáticos. Como elementos neumáticos consideramos los 
instrumentos transmisores neumáticos, los cuales basan su principio de 
uncionamiento en el sistema tobera-obturador que convierte el movimiento del 
elemento de medición en una señal neumática. 
 
Dentro de los cuales tenemos: 
 
• Sistema tobera-obturador 
• Transmisor de equilibrio de movimientos. 
• Transmisor de equilibrio de fuerzas. 
 
 
8.4.3 Elementos Electromecánicos Electrónicos. Los elementos 
electromecánicos de presión utilizan un elemento mecánico elástico combinado 
con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. El 
elemento mecánico consiste en un tubo Bourdon, espiral, hélice, diafragma, 
fuelle o una combinación de los mismos que, a través de un sistema de 
palancas convierte la presión en una fuerza o en un desplazamiento mecánico. 
Los elementos electromecánicos de presión se clasifican según el principio de 
funcionamiento en los siguientes tipos: 
 
• Resistivos. 
• Magnéticos 
• Capacitivos. 
• Extensiométricos. 
• Piezoeléctricos. 
 
 
46 
 
8.4.4 Elementos Electrónicos de Vacío. Los transductores electrónicos de 
vacío se emplean para la medida de alto vacío, son muy sensibles y se 
clasifican en los siguientes tipos: 
 
• Mecánicos Fuelle y ionización Filamento caliente. 
• Diafragma Cátodo frío. 
• Radiación. 
• Medidor McLeod. 
• Térmicos Termopar. 
• Pirani. 
• Bimetal. 
 
Figura 6. Instrumento de presión y campo de aplicación. 
 
 
 
Fuente: CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial. 5 ed. Ciudad de 
México: Marcombo, 1993. p. 65. 
 
47 
 
8.5 EL MANÓMETRO BOURDON 
 
En la actualidad y a pesar del paso del tiempo y las nuevas tecnologías se 
sigue utilizando en la gran mayoría de los campos industriales un manómetro, 
como es el caso del tipo Bourdon. 
 
En 1846 un ingeniero ferroviario el alemán Schinz había descubierto que un 
tubo curvado cambiaría su curvatura cuando estaba sujeta a la presión interna 
y en 1848 este principio funcionaba en las locomotoras en Alemania. 
 
En 1849 el ingeniero francés Eugene Bourdon (1808...1884) tuvo una gran idea 
de inventar un manómetro metálico el cual en esencia su principio fundamental 
es que el movimiento del tubo, que es proporcional a la presión; naciendo así el 
manómetro Bourdon. El cual una de sus primeras aplicaciones fue utilizada por 
la marina francesa en las calderas de vapor. 
 
Los tubos de Bourdon se pueden fabricar en casi cualquier tipo de material que 
tenga las características elásticas adecuadas según sea el intervalo de presión 
en la cual se someterá y la resistencia al medio en el cual se utilizará. Algunos 
de los materiales que se usan son latón, aleación de acero, aceros inoxidables, 
bronce fosforado, K-monel y cobre-berilio.20 
 
Figura 7. Tipos de tubos Bourdon 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Tipos de tubos Bourdon [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 
2008 [consultado 22 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-07-08-manometro-
bourdon.pdf 
 
 
20Tipos de tubos Bourdon [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 [consultado 22 de 
Agosto de 2008]. Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-
07-08-manometro-bourdon.pdf 
48 
 
8.5.1 Principio de funcionamiento . Consiste en un tubo de bronce o acero, 
doblada en circunferencia. La presión interior del tubo tiende a enderezarlo; 
como un extremo del tubo está fijo a la entrada de la presión, el otro extremo se 
mueve proporcionalmente a la diferencia de presiones que hay entre el interior 
y el exterior del tubo, este movimiento hace girar la aguja indicadora por medio 
de un mecanismo de sector y piñón; para amplificar el movimiento, el curvado 
del tubo puede ser de varias vueltas formando elementos en “C”, torcido, 
espiral, o helicoidal. 
 
Figura 8. Partes de un manómetro Bourdon . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Tipos de tubos Bourdon [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 
2008 [consultado 22 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-07-08-manometro-
bourdon.pdf 
 
 
 
 
 6. Tubo Bourdon
1. Aro 7. Caja
 2. Visor 8. Tapón
3. Junta del visor 9. Conexión
4. Carátula10. Empaque (G)
5. Movimiento11. Aguja
49 
 
Figura 9. Partes internas de un manómetro Bourdon . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Tipos de tubos Bourdon Ciudad de México: Metas.com, 2008 
[consultado 22 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-07-08-manometro-
bourdon.pdf 
 
 
8.5.2 Ventajas y Desventajas de un Manómetro Bourdon. Este instrumento 
de medición es muy versátil ya que se puede utilizar con algunos líquidos, 
aceites o gases, según sea su campo de aplicación. Su costo de adquisición y 
mantenimiento es relativamente económico y se pueden adquirir rellenos con 
glicerina para evitar vibraciones en la aguja y con esto lograr una indicación 
confiable, además se pueden tener como patrones secundarios de trabajo o 
como simples indicadores en un proceso, donde solo se requiere una 
indicación de referencia. Son de fácil instalación caracterizándose por tener 
baja rigidez y baja frecuencia natural; pero gran sensibilidad de desplazamiento 
en su propio diseño. Su intervalo de trabajo (medición) característico es de 35 
kPa a 100 MPa. 
 
También tienen sus desventajas como: falla por fatiga, por sobre presión, por 
corrosión o por explosión. Algunos factores que pueden afectar su 
funcionamiento son la temperatura ambiente en la cual esta el instrumento, el 
material el cual esta hecho, la forma en la cual se instaló el instrumento o 
vibraciones externas en las cual se instaló el instrumento. La mayoría de los 
puntos señalados anteriormente se pueden evitar teniendo en cuenta el 
conocimiento del proceso o aplicación en donde se tendrá colocado el 
instrumento.21 
 
21 CREUS, Op. cit., p. 73 
50 
 
9. MEDICIÓN DE TEMPERATURA 
 
Figura 10. Termómetro Bimetálico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Termómetro Bimetálico [en línea]. Buenos Aires: wika, 2008 
[consultado 10 de Septiembre de 2008]. Disponible en Internet: 
http://laboratorios.fi.uba.ar/lscm/termometros.pdf 
 
 
9.1 INTRODUCCIÓN 
 
La medición de la temperatura, es una de las magnitudesfísicas más comunes 
en nuestra vida diaria. Se define como la propiedad de un cuerpo que 
determina la transferencia de calor a otros cuerpos. 
 
La escala de temperaturas fundamental es la escala absoluta, termodinámica ó 
de Kelvin. El Kelvin (K) se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura 
termodinámica del punto triple del agua. 
 
El punto triple del agua es un punto fijo, estándar en el que el hielo, el agua 
líquida y el vapor de agua están en equilibrio. La escala Kelvin tiene un cero 
absoluto de 0 °K, que es la temperatura mínima alca nzable, teóricamente. 
 
Dos escalas empíricas de temperatura, que son Celsius y Fahrenheit, se usan 
normalmente. Estas escalas se basan en dos puntos fijos. 
 
La escala de temperatura Celsius, ( °C ), usan las unidades °C, definidas como 
1/100, es la fracción de la diferencia entre la temperatura de ebullición ( 100 °C 
) y la de congelación ( 0 °C ), del agua. 22 
 
La relación entre las escalas Kelvin y Celsius, esta dada por: K = °C + 273.15 
 
La escala Fahrenheit usa las unidades de su mismo nombre, °F, en donde la 
temperatura del punto de ebullición del agua se toma como 212 °F y la 
temperatura del punto de congelación, como 32 °F. 
 
22 Ibíd., p. 215. 
51 
 
Al principio la escala utilizaba la temperatura de una mezcla de hielo con sal 
común, como el 0°F. 
 
La relación entre las escalas Celsius y Fahrenheit se calculan a través de la 
fórmula: °F = 9/5 °C + 32 
 
En el año de 1.968, la IPTS, Escala Internacional de Temperaturas Prácticas, 
estableció 11 temperaturas de referencia concernientes a fenómenos físicos 
que son reproducibles en la naturaleza y se llaman punto de equilibrio. 
 
Tabla 6. Escala Internacional de Temperaturas Prácticas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Escalas de temperatura [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 
2008 [consultado 22 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-12-Temp.pdf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
52 
 
Figura 11. Campo de medida de los instrumentos de te mperatura. 
 
 
 
Fuente: CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial. 5 ed. Ciudad de 
México: Marcombo, 1993. p. 217. 
 
 
9.2 CLASIFICACION DE TERMOMETROS 
 
De acuerdo a principio físico en qué se basan para la medición de temperatura 
se pueden clasificar en: 
 
• Métodos Mecánicos 
 
o Variación de Volumen ( Líquidos , Gases , Sólidos ) 
o Variaciones de Presión a Volumen Constantes 
 
• Métodos Eléctricos 
 
o Variaciones de Resistencia de un Conductor (Sondas de Resistencia) 
o Variación de Resistencia de un Semiconductor ( Termistores ). 
o Diferencia de Potencial creada a partir de la unión de dos Metales. 
(Termopares). 
53 
 
• Métodos Basados en Radiación: 
 
o Intensidad de Radiación emitida (Pirómetros de Radiación) 
 
• Otras mediciones especiales ( algunas no aplicables en la industria). 
 
o Indicadores de Color , Lápices , Pinturas. 
o Sensores Ultrasónicos. Velocidad del Sonido en un Gas. 
o Termómetros Acústicos. Frecuencia de Resonancia de un Cristal. 
o Indicadores de Luminiscencia. Termografía. 
 
El principio de funcionamiento de los diversas clases de los termómetros 
conocidos, se basan, en el cambio que sufren con la temperatura las diferentes 
propiedades de los cuerpos, tales como mecánicas, eléctricas, ópticas etc. 
Los principales tipos de termómetros son: 
 
 
9.2.1 Termómetro de gas. Se basan en la dilatación de los gases, en función 
de la temperatura; siendo el más exacto dentro de la categoría de termómetros 
llenos de gas. Para usos industriales, un termómetro por presión de gas consta 
de un elemento que mide la presión, como el tubo Bourdon conectado por un 
tubo capilar a una ampolla que se expone a la temperatura que se ha de 
medir. El sistema se llena, a presión, con un gas inerte, ordinariamente el 
nitrógeno. Como el gas del elemento medidor y del tubo de conexión no está a 
la temperatura del bulbo, el volumen de éste tiene que ser grande para que los 
errores introducidos por la diferencia de temperatura del elemento medidor de 
la presión y del tubo capilar resulten insignificantes. 23 
 
Figura 12. Termómetro de gas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Termómetro de gas [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 
[consultado 13 de Septiembre de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-03-Tipos-presion.pdf 
 
 
23 Termómetro de gas [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 2008 [consultado 13 de 
Septiembre de 2008]. Disponible en Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-
MetAs-02-03-Tipos-presion.pdf 
54 
 
El bulbo debe tener por lo menos cuarenta veces el volumen del resto del 
sistema. Por ello, y a causa del retardo en la transmisión de los cambios de 
presión por el tubo capilar, la longitud de éste se limita a un máximo de 6 m, y 
es preferible mucho menos. 
 
 
9.2.2 Termómetros de líquidos. Se basan en la dilatación térmica que sufren 
lo líquidos, como el termómetro de vidrio el cual es un tubo de vidrio sellado 
que contiene un líquido, generalmente mercurio, Tempoyertizador y platinium 
alcohol, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este 
cambio de volumen que se visualiza en un capilar cuyo pequeño diámetro 
permite apreciar grandes variaciones de la longitud del fluido dilatado para un 
determinado volumen.. El termómetro de mercurio fue inventado por Fahrenheit 
en el año 1714. 
 
Tabla 7. Combinaciones más usuales para termómetro de vidrio 
 
LÍQUIDO DESDE HASTA 
Mercurio -35 ºC +280 ºC 
Amalgama de 
Mercurio -Talio 
-55 ºC +ND ºC 
Mercurio y capilar 
lleno de Gas 
-35 ºC +450 ºC 
Pentano -200 ºC +20 ºC 
Alcohol -110 ºC +50 ºC 
Tolueno -70 ºC +100 ºC 
 
Fuente: Termómetro de líquido en vidrio [en línea]. Ciudad de México: 
Metas.com, 2008 [consultado 13 de Septiembre de 2008]. Disponible en 
Internet: http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-08-09-
termometros-liquido-en-vidrio.pdf 
 
 
9.2.3 Termómetros de vapor. Son análogos a los termómetros de gas. 
 
 
9.2.4 Termómetros de metal. Se basa en la diferencia de dilatación de los 
metales tales como: Aluminio, Bronce, Cobre, Latón-Níquel, Níquel-Cromo, 
Monel, Acero, Aleación Hierro – Níquel (36%) llamada Invar. Porcelana, 
Cuarzo, siendo el aluminio el que tiene el mayor coeficiente de dilatación de los 
mencionados; una característica importante es que obtienen exactitudes del 
orden del 1% de la medición. 
 
 
 
 
55 
 
Figura 13. Partes de un termómetro bimetálico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Termómetro Bimetálico. [en línea]. Buenos Aires: WIKA, 2008 
[consultado 10 de Septiembre de 2008]. Disponible en Internet: 
http://laboratorios.fi.uba.ar/lscm/termometros.pdf 
 
 
Figura 14. Principio funcionamiento termómetro bimetálico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Termómetro Bimetálico. [en línea]. Buenos Aires: Labotorio de 
Metrologia CM, 2008 [consultado 10 de Septiembre de 2008]. Disponible en 
Internet: http://laboratorios.fi.uba.ar/lscm/termometros.pdf 
 
 
Tabla 8. Combinaciones más usuales para termómetros bimétalicos 
 
Par Bimetalico Temperatura máxima 
de utilización 
Aluminio - Invar 250ºC 
Níquel - Cuarzo 600ºC 
Bronce - Invar 600ºC 
Níquel Cromo - 
Porcelana 
1000ºC 
 
 
 
56 
 
9.2.5 Termómetros de resistencia. Se basan en la variación de resistencia 
eléctrica de ciertos cuerpos fabricados a propósito. 
 
 
Figura 15. Termómetros de resistencia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Termómetros de resistencia [en línea]. Ciudad de México: Metas.com, 
2008 [consultado 16 de Agosto de 2008]. Disponible en Internet: 
http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-11-RTD.pdf 
 
 
9.2.6 Termómetros de termopar. Un termopar es un dispositivo utilizado para 
medir temperatura basada en la fuerza electromotriz que se genera al calentar 
la soldadura de dos metales distintos. 
 
Figura 16. Termómetros