UNIVERSIDAD AUTNOMA ESPAA DE DURANGO

INGENIERA MECNICA EN MAQUINARIA AUTOMOTRIZCUARTO CUATRIMESTREMETROLOGA Y NORMALIZACINHISTORIA DE LA METROLOGIACATEDRTICO: TEC. JOS LUIS VALLES MARTINEZ ALUMNO: YERED ISAAC SERRANO HEREDIAVictoria De Durango, Dgo., Enero 2015

CONTENIDO

INTRODUCCINHISTORIA DE LA METROLOGABreve historia de la metrologa.Evolucin de la metrologaLnea del tiempo de la metrologia.CONCLUSINBIBLIOGRAFA

INTRODUCCINDesde la prehistoria, el humano comenz a realizar una serie de actividades como transacciones comerciales, de tierras, los cuales tuvieron la necesidad de ser cuantificadas. Pero antes de que se estandarizara el uso de medidas en forma internacional como lo tenemos en este momento, el humano tubo que ingenirselas de diferentes maneras para poder cuantificar los diversos productos o bienes que desearan, como por ejemplo el uso de partes de su cuerpo para empezar a medir, como lo es el codo y la cuarta, solo por mencionar algunos.No pudiramos imaginarnos en este momento sin el uso de la metrologa, ya que considero que es una de las bases principales en todos los sectores de la vida diaria, por ejemplo, al momento de levantamos hacemos uso del reloj, que es una forma de medir el tiempo, de nuestro auto para desplazarnos, el cual usa sistemas de medida de velocidad, revoluciones, distancias, volmenes, etc. Lo cual nos hace ver que en cada cosa que hacemos est implicada la metrologa, sin duda una de las bases para construir las grandes civilizaciones de la historia hasta el momento.En este trabajo de investigacin, se plantearan los primeros indicios de la metrologa, como lo son las medidas que se utilizaban en el pasado, algunas civilizaciones importantes para la metrologa, entre otras cosas, dando asi una breve historia de la misma.Posteriormente planteare como la metrologa paso de ser lo que era a lo que tenemos hoy en da, como de utilizar pasos para medir grandes terrenos, ahora se hace el uso de medidas internacionales que facilitan este tipo de tareas.Y por ltimo y no menos importante, me di a la tarea de hacer una pequea lnea del tiempo, con los acontecimientos mas importantes que le dieron cimiento a la metrologa que tenemos hoy en dia. Espero y sea de su total agrado.

HISTORIA DE LA METROLOGABreve historia de la metrologa. Desde sus primeras manifestaciones, normalmente incluida dentro de la antropologa general, pasando por la arquitectura y la agrimensura, hasta las transacciones comerciales, la propiedad de la tierra y el derecho a percibir rentas, donde rpidamente se encuentra el rastro de alguna operacin de medida, la metrologa, al igual que hoy, ha formado parte de la vida diaria de los pueblos. Antes del Sistema Mtrico Decimal, los humanos no tenan ms remedio que echar mano de lo que llevaban encima, su propio cuerpo, para contabilizar e intercambiar productos. As aparece el pie, casi siempre apoyado sobre la tierra, como unidad de medida til para medir pequeas parcelas, del orden de la cantidad de suelo que uno necesita, por ejemplo, para hacerse una choza. Aparece el codo, til para medir piezas de tela u otros objetos que se pueden colocar a la altura del brazo, en un mostrador o similar. Aparece el paso, til para medir terrenos ms grandes, caminando por las lindes. Para medidas ms pequeas, de objetos delicados, aparece la palma y, para menores longitudes, el dedo. Pero hay un dedo ms grueso que los dems, el pulgar, el cual puede incluirse en el anterior sistema haciendo que valga 4/3 de dedo normal. Con ello, el pie puede dividirse por 3 o por 4 segn convenga. Y dividiendo la pulgada en 12 partes, se tiene la lnea para medidas muy pequeas. Palma, cuarta, dedo y pulgada.

Al necesitarse una correspondencia entre unas unidades y otras, aparecen las primeras equivalencias: una palma tiene cuatro dedos; un pie tiene cuatro palmas; un codo ordinario tiene un pie y medio, esto es, 6 palmas; y si a ese codo se le aade un pie ms, tenemos el grado o medio paso que es igual, por tanto, a un codo ms un pie, o dos pies y medio, o diez palmas; y por fin el paso que es la distancia entre dos apoyos del mismo pie al caminar. As que una vez decidido cuanto mide un pie, o un codo, todas las dems medidas se obtienen a partir de l, con lo cual puede hacerse un primer esbozo de un sistema antropomtrico coherente.

Cada una de estas medidas, adems, se corresponde con un gesto humano caracterstico. As, la braza es la altura del cuerpo humano, pero se forma al poner los brazos en cruz con las puntas de los dedos estiradas; y la vara, al doblar los brazos, es lo que mide el hombre de codo a codo. Hasta el Renacimiento, la mayor parte de la informacin existente sobre metrologa se refiere a su aplicacin en las transacciones comerciales y en las exacciones de impuestos. Solo a partir del Renacimiento se hace visible la distincin entre metrologa cientfica y otras actividades metrolgicas, que podramos denominar de aplicacin.Una regla general observada a lo largo de la historia es que cuanto ms barato es un gnero, ms deprisa se hace su medicin y con menor precisin. Hoy da diramos que tanto la tcnica de medicin como el instrumento deben adaptarse a la tolerancia de medida que deseamos comprobar y que, en efecto, mayores tolerancias permiten una medicin ms rpida y menos cuidada.Un hecho que parece claro es el de la aceptacin del nacimiento de la ciencia, entendida en el mismo sentido que hoy da, en la ciudad griega de Mileto, en el siglo VI a.C. y, posteriormente, en la Alejandra de los Ptolomeos, hacia el ao 250 a.C., nacida de una necesidad puramente prctica. La medicin de largas distancias, basndose en la semejanza de tringulos, segn Tales, ha permitido el levantamiento de planos por triangulacin hasta nuestros das. Son innumerables los ejemplos de la aportacin griega a la historia del pensamiento cientfico y de la metrologa en particular, no solo debidos a ellos mismos sino al rescate de conocimientos anteriores derivados de los egipcios, haciendo inteligible lo que hasta entonces era confuso. Puede decirse que los Griegos realizaron el estudio sistemtico de lo conocido hasta entonces, estableciendo un nuevo espritu que se mantendra posteriormente con Pericles, Alejandro Magno, Roma, etc. hasta nuestros das, pasando por nuevos impulsos, ms recientes, obtenidos sucesivamente en dos pocas claves, el Renacimiento y la Revolucin Francesa, las cuales destacan curiosamente por haberse producido en ellas un nuevo acercamiento al espritu griego. Puede sacarse la conclusin, no errnea, de que las pocas de avance de la ciencia coinciden con una vuelta al espritu griego o helenstico; es decir, a esa forma nica de entender el pensamiento y el mtodo para progresar en los estudios. Antes del Renacimiento, el Imperio Bizantino jug tambin un papel importante, por ser su metrologa el germen de los mdulos rabes posteriores. Todos los mdulos empleados por Bizancio derivan de los griegos y de las aportaciones romanas posteriores, stas helenizadas, conduciendo a nombres griegos en su totalidad. La Ciencia, entendida como tal, lleg al Islam con la dinasta de los Omeyas, que en el ao 661 trasladaron su capital a Damasco, tras haber estado afincados en Siria y haber vivido helenizados. De nuevo, el espritu helenizador fue la correa de transmisin de la Cultura. En el ao 827, el califa Al-Mamun orden volver a medir el grado de meridiano, tratando de cotejar el clculo efectuado en su tiempo por Ptolomeo. El primer erudito que estudi la metrologa rabe parece que fue Sylvestre de Sacy, el cual efectu la traduccin del tratado metrolgico de Makrizi. Este tratado es una recopilacin del sistema de medidas y monetario empleado por los rabes. En las obras de Ruiz-Castillo y Snchez Prez figura una relacin importantsima de instrumentos cientficos, en su mayora astronmicos, desarrollados en este periodo. Posteriormente, entre el final del siglo XV y el XVIII, se consiguieron importantes avances en la astronoma, la geodesia y la medida del tiempo. La aparicin de nuevas ideas marca para siempre el devenir de la ciencia en los pases desarrollados. La metrologa acompaa y precede en muchos casos a los avances cientficos. Todo esto tiene lugar cuando se establece con firmeza la superioridad del mtodo experimental frente a la especulacin. A partir de esta idea, los cientficos exigen ya instrumentos cada vez ms perfectos, pudiendo ser considerados como metrlogos aquellos que fueron capaces de construirlos por s mismos. Considerando en este largo periodo figuras como Coprnico, Johann Mller (Regiomontano), Bernard Walther, Peurbach, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo, etc., se comprende que ya estamos hablando de otro nivel de conocimientos y de filosofa subyacente en la aproximacin a la ciencia. Aqu, el espritu del Renacimiento (de nuevo vuelta al espritu griego) se manifiesta en su vigor pleno. Aunque todos los descubrimientos e innovaciones tienen ms importancia en campos como la astronoma y la geodesia, tambin en la metrologa aparece, a cargo de Galileo, una clara e importante distincin entre propiedades mensurables y no mensurables de la materia.Evolucin de la metrologaDado que en el sector del automvil hay una constante presin par reducir costes y tiempos (que viene a ser lo mismo) la metrologa y los tiles de control no se escapan a esta tendencia. La metrologa dimensional y el control de calidad siempre han estado presentes en la cadena de produccin industrial, y en el caso del automvil las exigencias en este campo se han llevado siempre al lmite de lo que nos permite la tecnologa en cada momento.En los ltimos aos hemos visto evolucionar el software de medicin a pasos agigantados, para mejorar la captacin de datos, lectura de ficheros y geometras, mejorar la usabilidad del software, reducir los tiempos de formacin y aprendizaje, automatizar los procesos de medicin mediante programacin CNC, calibracin automtica de palpadores y un largo etcetera de aspectos que han mejorado notablemente los tiempos muertos no productivos. Incluso algunos paquetes de CAD, como Catia V5R10 han incorporado un mdulo que permiten la interconexin directa con software de metrologa para facilitar la programacin off-line.Por otro lado, los fabricantes de maquinas CMM han ido aadiendo mejoras para poder acercar las mquinas tridimensionales al taller y a los lugares de produccion, a las celulas de mecanizado, estampacin, inyeccin, etc y de este modo poder tener un control a tiempo real y retroalimentar a los sistemas de fabricacin en caso necesario para corregir los errores. En definitiva: ganar tiempo al tiempo, reducir las mermas y devoluciones. En un articulo anterior ya explicbamos el ejemplo de SOME.Una iniciativa bautizada como I++DME, llevada a cabo por varios fabricantes de vehculos europeos (Volvo, Volkswagen, AUDI, Daimler Chrysler y BMW) persigue estandarizar los sistemas de inspeccin en diferentes puntos de la cadena productiva (metrologia in-line), estandarizando los procesos y las tomas de datos independientemente de la tecnologa que se utilice.Paralelamente, con la introduccin de sensores y tecnologas de medicion sin contacto, llamada metrologa virtual, que permiten la toma de nubes de puntos mediante sensores CCD, tecnologas lser, luz blanca, escaneado fotogrametra y que permiten nuevas prestaciones inalcanzables por los sistemas tradicionales que cubren reas donde las CMM no podan llegar. El software y el hardware han tenido que mejorar mucho para poder tratar estas nubes de puntos sin dificultad. El tratamiento digital de geometras es denominado DSSP.Y finalmente otro campo que ha avanzado en gran medida es el de la metrologa porttil, mediante brazos de medicin o lser-trackers, de la mano de compaas como FARO, Leica, Romer, etc.. o GOM en el caso de la fotogrametra. Sistemas que permiten trabajar sin cables, con conexin al PC, con tolerancias de hasta 0,01 mm y capacidad de medicin hasta 14m. Estos sistemas incluso permiten combinarse entre s (Brazo+Lser-traker) y pueden adaptar sistemas de captacin de puntos sin contacto.En cualquier caso, lo ms importante frente a tanta diversidad, es saber escoger la tecnologa correcta para nuestra aplicacin. Si escogemos una tecnologa avanzada en exceso correremos el riesgo de pagar un precio sumamente elevado a la vez que podemos exponernos a sacar a la luz aspectos que no nos sean favorables. Por el contrario, si escogemos una tecnologa obsoleta que tcnicamente queda lejos de nuestras necesidades, estaremos invirtiendo tiempo y dinero en un sistema que no nos va a detectar lo que necesitamos que detecte, o si lo hace puede ser que los resultados no tengan la precisin suficientemente necesaria para la toma de decisiones.Lnea del tiempo de la metrologia.La historia de la metrologa se remonta desde:5.000 a.C. Comienzan a utilizarse las unidades de medida. El hombre eligi su propio cuerpo como base para las primeras unidades de medida (unidades antropomrficas).2.750 a.C. Unidad de longitud ms antigua, el Real Codo Egipcio.2.500 a.C. Primer patrn sin fundamento corporal. Es una regla graduada que reposa en las rodillas de dos estatuas del Rey-Dios Gudea. Constitua el patrn legal de la unidad de Lagash.1.100. Se define la yarda inglesa por la distancia comprendida entre la punta de la nariz de Enrique I hasta su dedo pulgar con el brazo totalmente estirado.1.287-1.327.Entre los reinados de Enrique III y Eduardo II se dicto diferente normativa, basada en la longitud del pie del regente en ese momento.1.610. Galileo descubre la ley del pndulo y fabrica un telescopio de potencia.1.614. John Napier realiza el descubrimiento matemtico de los logaritmos. Basndose en ellos, William Oughtred construy la primera regla deslizante.1.631. Pierre Vernier descubre el principio de divisin del tornillo micromtrico. Gascoigne fue el primero en utilizar el micrmetro, si bien no lo utiliz para la medicin.1.668. Se crea en Francia un patrn de longitud denominado Toesa de Chatelet, formado por una barra de hierro empotrada en el exterior de un muro del Gran Chatelet de Pars.

1.791. La Asamblea Nacional Francesa adopta un sistema de medidas cuya unidad bsica es el metro, definido como la diezmillonsima parte del cuadrante del meridiano terrestre. As se cre el primer sistema mtrico decimal, que se denomin genricamente Sistema Mtrico. Se basaba en dos unidades fundamentales: El metro y el kilogramo.1.799. Se deposita en los archivos de Francia el primer prototipo del metro, formado por una regla de platino sin inscripciones ni marcas.1.849. Espaa se adhiere al sistema mtrico definido en Francia.1.840-1.850. Henry Maudslay construye un micrmetro con una precisin de la milsima parte de una pulgada. Jean Laurent Palmer realiz la primera patente del calibre husillo, que era un instrumento de bolsillo.1.868. Seller perfecciona y estandariza la rosca de 60 y Whitworth lo hace con la de 55 en Gran Bretaa. Adems, Whitworth contribuy con sus calibres intercambiables y la mquina medidora, que era sensible a la millonsima parte de una pulgada. No obstante la incertidumbre de medida con estas mquinas era bastante superior asu divisin de escala.1.870. Wilmot dise un micrmetro que meda milsimas. J. R. Brown y Lucian Sharped disean el primer micrmetro mecnico, utilizando los diseos de Palmer y Wilmot. Joseph Saxton construy su comparador reflectante.1.892. Albert Abraham Michelson desarroll el interfermetro, cuya base cientfica es la aplicacin de los fenmenos de interferencia tomando la luz como fuente, debido a su comportamiento como fenmeno ondulatorio. Lo utiliz para medir la barra mtrica internacional.1.896. Carl Edward Johanson cre un juego de galgas en incremento uniforme. El primer juego de galgas, con una exactitud de 0.001mm se utiliz en la factora de armas. Otra idea desarrollada y patentada por Johanson fue lo que l denomin Tolerancias progresivas. La tolerancia era funcin del tamao de las galgas, cuanto menor era la galga menor era la tolerancia. Cadillac fue el primer fabricante en utilizar un juego de galgas patrn. Las tolerancias de fabricacin no se haban reducido todava de 0.001 por dos razones: No eran necesarias toleranciassimilares. Lasmquinas herramientas no haban alcanzado el suficiente grado de precisin.1.910. Solex idea la amplificacin neumtica. Elnacimiento de la industria del automvil, la aplicacin de los sistemas de produccin en masa y la industria militar proporcionaron un fuerte empuje a la metrologa en el siglo XX. Durante el primer cuarto del siglo, se perfeccionaron los comparadores y sistemas de divisin para la diseminacin del metro. Aparece el comparador de esfera y la galga neumtica.1.929. Aparece la electrogalga.

1.930. Abbot fabrica los primeros instrumentos de medida geomtrica de superficies.1.949. Se inicia la aplicacin del control estadstico de la calidad.1.952. Se comienza a utilizar la electrnica para conseguir mayores amplificaciones.1.959. Aparece la primera mquina herramienta de control numrico con una exactitud de0.001 y un sistemas de dos coordenadas x, y.1.960. En la conferencia de pesas y medidas, se adopta como definicin del metro aquella que lo establece como un determinado nmero de longitudes de onda en el vaco dela radiacin correspondiente a la transicin entre los niveles 2p10 y 5d5 del tomo de Criptn 86.1.965. Se aade un tercer eje a las mquinas medidoras de coordenadas (MMC) y se mejoran estas, consiguiendo precisiones de dos veces las originales y registro impreso de las medidas efectuadas.1.969. Primera MMC controlada por ordenador.1.980. Se aplica el lser en metrologa dimensional, obtenindose precisiones superiores a 10-7 mm.1.981. Se introduce en el control de las MMC procesadores de bajo coste, abaratando las MMC.1.983. Se adopta la definicin actual del metro: Distancia recorrida por la luz en el vaco durante 29792458-1 segundos

Actualmente los avances tecnolgicos de las MMC se focalizan en llevar a la prctica relacione sentre sistemas de inspeccin flexibles, consiguiendo una integracin de las operaciones de manufacturacin con un alto grado de precisin, evitando costes altos de inspeccin y costes de fallo.

CONCLUSIN

Como pudimos observar en este trabajo de investigacin, el humano tiene una capacidad excepcional de hacer uso de los recursos que tiene a su alrededor, ya que su propio cuerpo fue el primer precursor del uso de medida que tuvimos, para asi darle paso a las grandes tecnologas.

Es asombroso, que una de las pocas cosas que en la actualidad la sociedad mundial se pone de acuerdo en su mayora, es del uso del sistema internacional y el sistema ingls, los cuales desde sus primeros pasos, fueron creciendo, debido a la eficiencia que estos les propiciaban a los pases.

Adems un poco ms enfocado al plano automotriz, podemos observar que en la actualidad tenemos usos de la metrologa con alta tecnologa, como lo son los sistemas virtuales de medicin, que sin hacer contacto con lo que se desea cuantificar, tenemos medidas precisas.

Como se mencion, es de suma importancia en la industria del automvil, tener una metrologa mucho ms exacta y eficaz en los procesos que esta demande, ya que esto hace que los dueos de las grandes compaas, tengan un mayor margen de ganancias, teniendo muchsima ms produccin, en tiempo y calidad.

BIBLIOGRAFACARDENAZ ESPINOZA. Dario. (2011). Metrologa e Instrumentacin. Editorial Technology. MORO PIEIRO. Maria. (2009). Metrologa: Introduccin, Conceptos y Elementos. Universidad de Oviedo. EspaaESCAMILLA ESQUIVEL. Adolfo. (2014). Metrologia y Aplicaciones. Editorial Reverte. Mxico DF.