sistema de metrico decimal y su evolucion historica

sistema de metrico decimal y su evolucion historica

Unidades de medida[editar]

Se conocen algunos sistemas convencionales para establecer las unidades de medida: el Sistema Internacional de Unidades y el Sistema Inglés de Unidades. Al patrón de medir se le llama también unidad de medida.

Debe cumplir estas condiciones:

• Ser inalterable, esto es, no ha de cambiar con el tiempo ni en función de quién realice la medida.
• Ser universal, es decir, ser utilizado por todos los países.
• Ser fácilmente reproducible, es decir, reunir las unidades patrón que los científicos han estimado más convenientes. Se han creado los denominados sistemas de unidades.

Sistema Internacional ( S.I.). Este nombre se adoptó en el año 1960 en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas, celebrada en París buscando en él un sistema universal, unificado y coherente que toma como Magnitudes fundamentales: Longitud, Masa, Tiempo, Intensidad de corriente eléctrica, Temperatura termodinámica, Cantidad de sustancia, Intensidad luminosa. Toma además como magnitudes complementarias: ángulo plano y ángulo sólido.

El sistema métrico decimal:​ es un sistema de unidades que tiene por unidades de base el metro y el kilogramo, en el cual los múltiplos o submúltiplos de las unidades de una misma naturaleza siguen una escala decimal. Este sistema es el origen, ampliado y reformado, del Sistema Internacional de Unidades.

Necesidad de una medida universal[editar]

Nació legalmente en Francia por decreto del 13 de brumario del año IX (4 de noviembre de 1800) y, aunque varios países fueron adoptándolo progresivamente, fue implantado como sistema universal por el Tratado del Metro (París, 1875) y confirmado por la primera Conferencia General de Pesas y Medidas (París, 1889). Se pretendía buscar un sistema de unidades único para todo el mundo y así facilitar el intercambio científico, cultural, comercial, de datos, etc. Hasta entonces cada país, incluso cada región, tenía su propio sistema de unidades, en los que, a menudo, una misma denominación representaba un valor distinto en lugares y épocas diferentes. Un ejemplo es la vara, medida de longitud que equivale a 0,8359 m, si se trata de la vara castellana, o a 0,7704 m, si se refiere a la vara aragonesa.

Historia[editar]

Artículo principal: Historia del sistema métrico

Desde los albores de la humanidad se vio la necesidad de disponer de un sistema de medidas para los intercambios. Es fácil contar gallinas o cabras, pero no es tan fácil contar granos de trigo o medir el aceite y, así, nacieron las primeras unidades de peso y de capacidad. También, con la aparición de la propiedad de las tierras o la construcción de edificios suntuosos resultó necesario medir longitudes y superficies. Según estudios científicos las unidades de medida empezaron a utilizarse hacia el año 5000 a. C.

Los egipcios tomaron el cuerpo humano como base para las unidades de longitud, tales como: las longitudes de los antebrazos, pies, manos o dedos. El codo, cuya distancia es la que hay desde el codo hasta la punta del dedo corazón de la mano, fue la unidad de longitud más utilizada en la antigüedad, de tal forma que el codo real egipcio es la unidad de longitud normalizada más antigua conocida. El codo fue heredado por griegos y romanos, aunque no coincidían en sus longitudes.

Los intercambios de mercancías podían suponer problemas de convivencia si no había un sistema de medidas aceptado por todos. Por eso, y para facilitar los intercambios, los gobernantes intentaban fijar los patrones de las unidades de medida, consiguiéndose que algunos de ellos perdurasen durante mucho tiempo. En España, Toledo, recibió de Alfonso el Sabio, la primitiva vara castellana = 3 pies romanos (que difería en un 1/4 línea, un poco menos de 1/2 milímetro, con la de Burgos). Valencia, recibió de don Jaime, el Conquistador, la vara de 3 pies romanos. Felipe II, en junio de 1568, dictó una orden para que se reconociera como vara castellana la de Burgos, y con ese valor llegó a las Indias y se han mantenido hasta hace poco, pero lo cierto es que no consiguió imponerlas en el resto de sus reinos, ni siquiera en la península. En 1746, Fernando VI ordenó el uso de la vara de Burgos, dado que 7 de sus pies equivalían a la toesa de París.²​

Hasta el siglo XIX proliferaban los distintos sistemas de medición, lo que suponía con frecuencia conflictos entre mercaderes, ciudadanos y los funcionarios del fisco. A medida que se extendía por Europa el intercambio de mercancías, los poderes políticos apreciaron la posibilidad de que se normalizara un sistema de medidas para todo el continente (y América) que por entonces se consideraba "todo el mundo", que "normalizara" los intercambios del comercio y la industria. Por otro lado los científicos necesitaban un sistema, mucho más amplio, que permitiese el intercambio de las experiencias realizadas en cualquier país.

Primeros intentos de un sistema de unidades universal[editar]

Portada de An Essay Towards A Real Character and a Philosophical Language de John Wilkins.

La primera tentativa notoria de establecer un sistema de unidades universal (es decir, fundado en fenómenos físicos reproducibles) es sin duda la deJohn Wilkins, un científico inglés miembro de la Royal Society que, en 1668, definió una longitud y un volumen universales y luego una masa universal (la de la cantidad de agua de lluvia contenida en un cubo de lado igual a la unidad de longitud). La longitud tomada fue aproximadamente la de un péndulo simple cuyo semiperiodo de oscilaciones pequeñas es igual a un segundo y que hizo coincidir con la de 38 pulgadas de Prusia (993,7 mm).³​

Hacia 1670, un religioso de Lyon, Gabriel Mouton, propuso una unidad basada en la medida del meridiano terrestre y definió también una serie de múltiplos y submúltiplos basado en un sistema decimal.⁴​

En 1675 el científico italiano Tito Livio Burattini renombra la medida universal de Wilkins, metro (en griego, medida) y toma por definición exacta la del péndulo descrito antes (y no la de 38 pulgadas de Prusia), llegando a una longitud de 993,9 mm.⁵​ Pero este valor depende de la aceleración de la gravedad y varia ligeramente de un lugar a otro.

Luis XVI de Francia, encargó a un grupo de sabios (entre los que estaba Lavoisier) estudiar las posibilidades de un nuevo sistema de medidas, comisión que propuso como unidad de longitud el metro y de peso el grave (de gravedad) (dividido en 1000 gramos). Sus trabajos sentaron las bases para la creación del sistema métrico decimal.⁶​ Lavoisier llegó a decir de él que «nada más grande ni más sublime ha salido de las manos del hombre que el sistema métrico decimal».^{[cita requerida]}

Grabado en madera, de 1800, mostrando las nuevas unidades decimales que fueron las legales en Francia desde el 4 de noviembre de 1800.

La Revolución francesa y el nacimiento del sistema métrico[editar]

En 1790 la Asamblea Nacional se pronuncia, a propuesta de Talleyrand, aconsejado por Condorcet, por la creación de un sistema de unidades estable, uniforme y sencillo y elige la unidad de longitud de Burattini como unidad básica. Ya comprobado que la longitud de un péndulo que oscila en un segundo, varía dependiendo del lugar donde se encuentre, en 1793 y provisionalmente, se elige como unidad la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. Se encarga a dos científicos, Delambre y Méchain hacer las mediciones geodésicas necesarias, lo que, con la colaboración del español Gabriel Ciscar,⁷​ harán durante siete años.⁸​ Se decidió medir la longitud del meridiano que va desde la torre del fuerte en Montjuīc, en Barcelona a Dunkerque, que era el segmento más largo sobre tierra y casi totalmente dentro de territorio francés. A pesar de que durante el proceso de medición hubo hostilidades ocasionales entre Francia y España (guerra del Rosellón), el desarrollo del nuevo sistema de medidas se consideró de tal importancia que el grupo de medición francés fue escoltado por tropas españolas dentro de España a fin de asegurar la continuidad de la medición.

A partir del metro se definieron las unidades de volumen (el litro, igual a un decímetro cúbico), de peso (el grave igual al de un litro de agua destilada) y de superficie (el área, igual a un cuadrado de 10 m, o 1 dam, de lado): se creó así el sistema métrico decimal. Ese mismo año laConvención Nacional ordena la construcción de patrones para el metro y el grave.⁹​

La Asamblea invitó a varios países a participar en el establecimiento del nuevo sistema pero, dado el rechazo del resto de las naciones al régimen revolucionario francés, la Asamblea se quedó sola y, si bien aceptó el metro, no le gustó el nombre de grave (cuyo nombre estaba relacionado con el abolido título de conde en cierta forma) y prefirió el gramo. Encontraron entonces el problema de que hacer un gramo-patrón era muy complicado, por pequeño, y esta es la razón "histórica" por la que una unidad básica incluye en su nombre el prefijo de un múltiplo.⁶​

Los patrones del metro y del kilogramo, en platino, previstos por los decretos de la convención nacional, se depositaron en los Archivos Nacionales el 4 de Mesidor del año VII (22 de junio de 1799) en lo que se considera habitualmente como el acto fundacional del sistema métrico.¹⁰​

Creado por ley en 1795, el sistema métrico se hace obligatorio en Francia en su quinto aniversario por decreto del 13 de brumario del año IX (4 de noviembre de 1800), prohibiendo el empleo de cualquier otro sistema.

Napoleón, que abolió el calendario republicano cuando llegó al poder, no se atrevió con el Sistema Métrico, aunque no fuera de su gusto, como lo demuestra este fragmento de sus Memorias escritas en Santa Elena:

La necesidad de uniformar los pesos y medidas se ha sentido en todos los siglos; los Estados Generales lo han dicho varias veces […] La ley de este asunto era tan sencilla que podía redactarse en 24 horas […] Solo era necesario hacer comunes en todas las provincias las unidades de pesos y medidas de la ciudad de París […] Se consultó a geómetras y matemáticos para un asunto que era cuestión exclusiva de la administración. Pensaron que la unidad de pesos y medidas debía deducirse del orden natural, para que pudiera ser adoptada por todas las naciones […] Desde ese momento se puso en vigor una nueva unidad que no cuadraba con los reglamentos de la administración pública, ni con los sistemas de medida de todas las artes […] No existía la ventaja de que este sistema se extendiese a todo el universo; cuestión que era además imposible: el espíritu nacional de los Ingleses y de los Alemanes se opuso […] Sin embargo se sacrificó a unas abstracciones y unas esperanzas vanas el bien de las generaciones presentes […] Los sabios concibieron otra idea extraña al buen funcionamiento de la unidad de peso y medida; adoptaron la numeración decimal […] suprimieron todos los números complejos. Nada es más ajeno a la organización del espíritu, de la memoria y de la imaginación […] Para terminar se sirvieron de raíces griegas, lo que aumentó las complicaciones: estas denominaciones, que podían ser útiles para los sabios, no eran buenas para el pueblo […] Es atormentar al pueblo con fruslerías¹¹​

El sistema métrico original[editar]

Objetivo y características[editar]

El objetivo del sistema métrico decimal es la unificación y racionalización de las unidades de medición, y de sus múltiplos y submúltiplos. Las características que deben poseer dichas unidades: neutralidad, universalidad, ser prácticas y fácilmente reproducibles.

En su origen, el metro se definió como la diezmillonésima parte del arco del meridianoterrestre que va del polo norte alecuador.

Magnitudes básicas y derivadas[editar]

El sistema métrico original tenía dos magnitudes básicas y de ellas nacían otras magnitudes derivadas:

• Como unidad de medida de longitud se adoptó el metro (del griego: medida), definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridianoterrestre, cuyo patrón se reprodujo en una barra de platino.
• Como medida de peso se adoptó el kilogramo,^{nota 1}​ definido a partir del peso de un decímetro cúbico (dm³) de agua pura a su densidad máxima¹²​ (unos 4 °C) y materializado en un kilogramo patrón, de forma cilíndrica y también de platino.

De estas magnitudes básicas se derivaron otras, dependientes de las básicas:

• Unidad de volumen de líquidos: el litro, equivalente a un decímetro cúbico (1 dm³) .
• Unidad de volumen de sólidos: el estéreo, igual a un cubo de un metro de lado (1 m³).^{nota 2}​
• Unidad de superficie: el área, equivalente a un cuadrado de diez metros de lado (1 dam²).^{nota 3}​
• Además, se introdujo en Francia una nueva moneda nacional, el franco, equivalente a 4,5 g de plata fina, que también era decimal (dividido en cien céntimos).

En la Convención del Metro (1875) se llegó a la conclusión de que el perfeccionamiento de los sistemas de medición tanto del tamaño de la Tierra como de las propiedades del agua mostraban discrepancias con los patrones. La Revolución Industrial había empezado hacía un siglo y la normalización de las piezas mecánicas, fundamentalmente tornillos y tuercas, era de la mayor importancia y ésta dependía de mediciones precisas. A pesar de que las discrepancias que hubiera habrían quedado totalmente enmascaradas en las tolerancias de fabricación de la época, cambiar los patrones de medida para ajustarse a las nuevas mediciones no hubiera sido práctico, especialmente cuando nuevos y mejores instrumentos acabarían encontrando otros valores cada vez más precisos. Por ello se decidió romper con la relación que existía entre los patrones y sus fuentes naturales, de tal forma que los patrones en sí se convirtieron en la base del sistema y permanecieron como tales hasta 1960, año en el que el metro fue nuevamente redefinido en función de propiedades físicas y más tarde, en 1983, laXVII Conferencia General, celebrada en París hace una nueva definición del metro, como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante 1/299 792 458 segundo. De esta forma, el metro recobró su relación con un fenómeno natural, esta vez realmente inmutable y universal.

En la XIII Conferencia General, de 1967, se cambió la definición de segundo como la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (¹³³Cs), a una temperatura de 0 K. El patrón del kilogramo, sin embargo, se ha resistido a encontrar una nueva definición, a pesar de los esfuerzos de los científicos, y permanece formalmente definido basándose en el patrón que ya tiene dos siglos de antigüedad.^{nota 8}​

Se ha propuesto una nueva definición de todas las unidades en la CGPM de 2011, que incluye una definición del kilogramo; a falta de algunas precisiones técnicas, se esperaba aprobar en la XXV Conferencia General que se celebró en 2014, pero la decisión fue pospuesta a la siguiente conferencia general, por falta de definición exacta de las constantes requeridas.¹⁹​

Magnitudes del sistema MKS[editar]

Tras las diversas vicisitudes relatadas más arriba, en el sistema métrico decimal (ampliado a sistema MKS^{nota 9}​), quedaron tres magnitudes básicas: longitud, peso (o masa) y tiempo (LMT) y varias derivadas:

• Como unidad de medida de longitud se adoptó el metro (del griego: medida), definido originalmente como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, se convirtió la longitud de una barra de platino iridiado, cuyo patrón original se depositó en París y se hizo una copia para cada uno de los veinte países firmantes del acuerdo.
• Como medida de peso (y de masa) se adoptó el kilogramo, definido originalmente a partir del peso de un decímetro cúbico (dm³) de agua pura a su densidad máxima¹²​ (unos 4 °C), que se materializó en una pieza de platino iridiado que sirve como kilogramo patrón. Como en el caso anterior, el original se depositó en París y se hizo una copia para cada uno de los veinte países firmantes del acuerdo. Esta definición sigue estando vigente. En 1901, se distinguieron los conceptos de peso y masa y el kilogramo pasó a ser la unidad de masaexclusivamente.
• Como medida del tiempo se adoptó el segundo, definido inicialmente (hasta 1967) como la ochentaiseismilcuatrocientosava parte (1/86 400) del día solar medio entre los años 1750 y 1890.