Unidades de Medición

Sistema Internacional de Unidades (SI)

El sistema de medidas que se utiliza en el campo científico se llama Systeme International d’Unites (Sistema Internacional de Unidades) y se escribe SI en forma abreviada. Es una versión moderna del sistema métrico, un sistema basado en la unidad de longitud denominada metro (m).

El sistema SI es un sistema decimal en el que las magnitudes difieren de la cantidad fundamental en potencias de diez mediante el uso de prefijos como múltiplos o como submúltiplos de la unidad básica. Por ejemplo, el prefijo kilo significa mil veces (103) la unidad básica y se abrevia por K (tabla No. 1).

El sistema SI también tiene, además de las unidades básicas, otras unidades que se llaman derivadas. Éstas últimas se pueden expresar en términos de las unidades básicas. Las unidades derivadas más comunes empleadas en química se muestran en la tabla No.2.

Tabla No. 1 Sistema Internacional de Unidades

Tabla No.2 Unidades derivadas más comunes empleadas en química

Cifras significativas

Supóngase que se desea medir la longitud del objeto que se muestra en la figura 10 utilizando dos reglas A y B. La lectura en la regla (A) indica que el objeto mide 4.65 cm donde la última cifra no es segura, es incierta o dudosa. Sin embargo, la lectura según (B) sólo permite expresar la longitud como 4.7 cm y la última cifra es también dudosa. Nótese que en el primer caso la longitud se puede reportar con un máximo de tres cifras significativas mientras que en el segundo caso con únicamente dos cifras significativas.

Figura 1. Medidas experimentales

De modo que los resultados obtenidos directamente de una medición están sujetos aincertidumbre (margen de duda), debido a que la escala de medición tiene un límite determinado por su sensibilidad.

Se denominan cifras significativas del resultado de una medición, a las cifras exactamente conocidas más la cifra incierta. El resultado de la medición anterior se debe reportar como 4.75 ± 0.01 cm o 4.7 ± 0.1 cm dependiendo de la regla utilizada lo cual da a entender que la incertidumbre absoluta está en las centésimas o en las décimas y que su valor es de ± 1 unidad en dicha cifra; en otras palabras, el valor real de la longitud medida debe estar entre 4.64 y 4.66 en el primer caso o entre 4.6 y 4.7 en el segundo.

Cifras significativas en el resultado de operaciones matemáticas

Cuando se hacen operaciones matemáticas con números, producto de mediciones, el resultado se debe reportar con un número apropiado de cifras significativas dependiendo de las cantidades que a dicho resultado dieron lugar.

• El número de cifras decimales en el resultado de operaciones de adición y/o sustracción, está determinado por el sumando que tenga menor número de ellas. Por ejemplo, el resultado de la operación:

0.043 g + 132.1 g – 18.46 g + 0.0021 g – 35.49 g = 78.1951 g

debe reportarse como 78.2 g ya que el sumando 132.1 g tiene un solo decimal.

• El número de cifras significativas en el resultado de un producto y/o cociente es igual al número de cifras significativas de aquél factor que menos cifras significativas tenga. Por ejemplo, el resultado de la operación:

debe reportarse como 0.011 atm ya que el factor 0.082 sólo tiene dos cifras significativas.

Cuando se trata de operaciones complejas se aconseja realizar las operaciones intermedias completas (teniendo en mente las cifras significativas) y redondear sólo el resultado final al número apropiado de cifras significativas.

Nótese que al reportar el resultado de operaciones matemáticas con números productos de mediciones, es necesario hacer redondeos para expresar dicho resultado correctamente. Deben tenerse en cuenta las siguientes normas:

• Si la cifra siguiente (teniendo en cuenta los dígitos que le siguen) a la que se ha de redondear es menor que 5, la cifra a redondear se deja como tal. Por ejemplo, al redondear a 3 cifras el número 0.438497, éste queda como 0.438.

• Si la cifra siguiente (teniendo en cuenta los dígitos que le siguen) a la cifra a redondear es mayor que 5, ésta se aumenta en una unidad. Así, el número 0.345013 redondeado a 2 cifras significativas queda como 0.35.

• Si la cifra siguiente a la que se ha de redondear es exactamente 5, ésta se aumenta en una unidad si es impar, o se deja como tal si es par. Por ejemplo, al redondear a dos cifras significativas el número 3.4500, el resultado es 3.4; al redondear a 4 cifras significativas el número 7.01350 el resultado es 7.014.

Exactitud y precisión

El término precisión se utiliza para describir la reproducibilidad de los resultados experimentales. Se puede definir como el nivel de similaridad entre los valores numéricos de varias medidas de la misma propiedad, realizadas bajo las mismas condiciones experimentales.

La exactitud denota la cercanía de un resultado experimental al valor que se acepta como correcto para dicho resultado y se expresa en términos del error. Nótese que hay una diferencia fundamental entre los términos precisión y exactitud: ésta última indica una comparación con un valor aceptado, mientras que la precisión compara un conjunto de resultados entre sí para definir su nivel de concordancia.

Reglas para usar los símbolos

a. No se colocarán puntos después de los símbolos de las unidades SI, sus múltiplos o submúltiplos. Ejemplo: kg, dm, mg

b. Cuando sea necesario referirse a una unidad se recomienda escribir el nombre completo de la unidad, salvo en casos en los cuales no exista riesgo de confusión al escribir únicamente el símbolo.

c. El símbolo de la unidad será el mismo para el singular o para el plural. Ejemplo: 1 kg, 5 kg

d. No se acepta la utilización de abreviaturas para designar las unidades SI. Ejemplo: grs no corresponde a gramos, lo correcto es g

e. Cuando se deba escribir (o pronunciar) el plural del nombre de una unidad SI, se usarán las reglas de la gramática española. Ejemplo: metro - metros, mol - moles.

f. Se usarán los prefijos SI y sus símbolos, para formar respectivamente los nombres y los símbolos de los múltiplos y submúltiplos de las unidades SI. Ejemplo: centímetro = cm

g. No deberán combinarse nombres y símbolos al expresar el nombre de una unidad derivada. Ejemplo : metro/s, lo correcto es: m /s o metro/segundo

h. Cada unidad y cada prefijo tiene un solo símbolo y éste no puede ser alterado de ninguna forma. No se deben usar abreviaturas. Ejemplo:

i. Todos los símbolos de las unidades SI se escriben con letras minúsculas del alfabeto latino, con la excepción del ohm (W) letra mayúscula omega del alfabeto griego, pero aquellos que provienen del nombre de científicos se escriben con mayúscula. Ejemplo:

j. Los símbolos se escriben a la derecha de los valores numéricos separados por un espacio en blanco. El espacio en blanco se eliminará cuando se trate de los símbolos de las unidades sexagesimales de ángulo plano. Ejemplo : 10 A, 270 K 30 m, 40º 30' 20" .

k. Todo valor numérico debe expresarse con su unidad, incluso cuando se repite o cuando se específica la tolerancia. Ejemplo: 30 m ± 0.1 m.

l. Las unidades cuyos nombres son derivados de cientificos no se deben traducir, deben escribirse tal como en el idioma de origen.

La coma como marcador decimal

La coma es reconocida por la Organización Internacional de Normalización (alrrededor de 90 países de todo el mundo) como único signo ortográfico en la escritura de los números utilizados en documentos y normas técnicas.

a. La importancia de la coma para separar la parte entera del decimal es enorme. Esto se debe a la esencia misma del sistema métrico decimal, por ello debe ser visible no debiéndose perder durante el proceso de ampliación o reducción de documentos.

b. La grafía de la coma se identifica y distingue mucho más fácilmente que la del punto.

c. La coma es una grafía que por tener forma propia demanda del escritor la intención de escribirla, el punto puede ser accidental o producto de un descuido. El punto facilita el fraude, puede ser transformado en coma pero no viceversa.