Medidas y unidades

    Un observable es cualquier fenómeno que se pueda detectar por los sentidos. Que “La Gioconda” es una obra de arte o que un determinado jugador de baloncesto es muy alto son observables. Sin embargo, entre ellos, hay una clara diferencia: nadie puede cuantificar el arte de “La Gioconda”, y en cambio sí puede hacerlo con la estatura del jugador. Estos observables que pueden ser medidos se denominan magnitudes.

    Medir una magnitud es compararla con la unidad, la cual es una cantidad arbitraria de dicha magnitud perfectamente definida. A lo largo del tiempo, se ha establecido un gran número de sistemas de unidades que, en ocasiones sólo era comprendido por los habitantes de una nación e, incluso, únicamente por los de una región. Para mayor embrollo, una unidad designada con un determinado nombre en un lugar no tenía el mismo valor que en otro.

    Ello puso de manifiesto la necesidad de establecer un sistema único de unidades que fuese comprensible por todas las personas. Para la ciencia, el comercio, etc, se trataba de una cuestión de primordial interés.

    Por ello, en 1795, en Francia, se creó el llamado Sistema Métrico Decimal, que intentaba, de manera sencilla, establecer un método para medir que, además, pudiera reproducirse en cualquier lugar y sin necesidad de emplear métodos sofisticados. La unidad fundamental del mismo era el metro, el cual poseía sus correspondientes múltiplos y divisores. A partir del metro se definía el metro cuadrado y el metro cúbico, destinados a medir, respectivamente, superficies y volúmenes.

    La Física, además de considerar longitudes, superficies y volúmenes emplea un gran número de magnitudes. Para normalizar la medición de las mismas se crearon dos grandes grupos de sistemas: los prácticos y los técnicos. Los primeros usan como magnitudes fundamentales la longitud, la masa y el tiempo, mientras que los segundos emplean longitud, peso y tiempo.

    En el grupo de los prácticos, los habituales son el C,G,S, que usa como unidad de longitud el centímetro, como unidad de masa el gramo y como unidad de tiempo el segundo, y el M,K,S, que emplea, respectivamente, el metro, el kilogramo y el segundo. En ambos, a partir de estas magnitudes fundamentales, se definen todas las demás, las cuales se denominan derivadas.

    El sistema M,K,S también se llama Giorgi y Sistema Internacional, ya que en 1960, tras una serie de años en los que se había trabajado sobre la cuestión, la Conferencia General de Pesos y Medidas dio una lista definitiva, aceptada por la inmensa mayoría de las naciones, de magnitudes derivadas, añadiendo, además, como fundamentales el kelvin, para temperaturas, y la candela, para luminosidad. En 1971, se añadió el mol, también como unidad fundamental, para la medición de masas.

    La determinación de estas unidades es la base del llamado análisis dimensional, el cual establece que una condición necesaria, aunque no suficiente, para que una fórmula física sea válida es que sea dimensionalmente homogénea, es decir que las dimensiones de ambos miembros de la ecuación sean las mismas.

    La adopción del Sistema Internacional (SI) ha supuesto un gran avance en el terreno científico, pues sirve para que, al margen de las naciones y de los usos y costumbres de las mismas, todos los hombres de ciencia se expresen en las mismas unidades, lo que permite, entre otras cosas, realizar comparaciones.