Para poder escribir este artículo austera y expatiatemente*, tuve que tomar serias medidas.
Metrología
Metrología es la ciencia de la medición. A partir de tres cantidades fundamentales, longitud, masa y tiempo, se pueden derivar todas las demás cantidades mecánicas como por ejemplo área, volumen, aceleración y potencia. Un sistema completo de medición práctica debe incluír al menos otras tres bases, tomando en cuenta la medición de las cantidades electromagnéticas, de la temperatura y de la intensidad de la radiación como por ejemplo, la luz.
La medida, indeterminadamente definiéndola; es la longitud, el volumen, el peso, cantidad o el tamaño de algún objeto o material que se mide. Hacia los inicios de nuestras desequilibradas sociedades, no existía la idea concreta de un sistema de medición universal, o siquiera ampliamente regional. Esto se mantuvo en este estado hasta el siglo XVIII de la Era Común donde la medición se convirtió en un sistema cohesivo. Este sistema se transmutó en una herramienta vital para el comercio, ingeniería y para cualquier faena que necesitase y dependiese de medidas.
Medir una cantidad significa determinar su relación con alguna otra cantidad fija del mismo tipo, conocida como la unidad de ese tipo de cantidad. Una unidad es una concepción abstracta, definida por referencia a algún estándar material arbitrario o a fenómenos naturales.
El Codo
La más temprana referencia que tenemos sobre la práctica de tomar medidas es el Cubit Real Egipcio. Las unidades de longitud del valle del Indo y el Cubit mesopotámico se utilizaron en el tercer milenio antes de la Era Común, y son las primeras unidades conocidas utilizadas por los pueblos antiguos para medir la longitud. El Cubit se traduce como “codo”.
El Codo es una antigua unidad de longitud basada en la distancia desde el codo al dedo medio. El problema es que no sabemos de quién era el brazo que se eligió para determinar la estandarización de éste como medida. Tuvo que haber cierta medida de discriminación para esto porque si hubiesen elegido a un enano, la medida sería más corta, y por lo contrario si hubiesen utilizado un gigantón, la medida sería mucho más grande. Lo más probable es que hayan elegido a algún funcionario real de lo más circumbirúndico* e importante para utilizar su brazo.
El “codo” se asocia principalmente con los sumerios, egipcios e israelitas. "Cubits" se encuentra en la Biblia con respecto al Arca de Noé, Arca de la Alianza, Tabernáculo, y el Templo de Salomón. Prontamente y como todo, el codo común se fraccionó en 6 palmas × 4 dedos = 24 dígitos. La discriminación social también tenía su rol en esto. Al codo se le agregó una palma extra lo que termino siendo 7 palmas × 4 dedos = 28 dígitos. A esta nueva medida se le bautizó como Codo Real. ¿Qué cosas, no?
Para tener una referencia más moderna con respecto al “codo”, sepa que estas longitudes normalmente oscilaban entre 444 y 529,2 mm (17,48 y 20,83 pulgadas), y con respecto a un codo romano antiguo de hasta 120 cm (47 pulgadas).
En cualquier caso, los escolásticos piensan el Codo, esta unidad de medida lineal utilizada por muchos pueblos antiguos y medievales puede haberse originado en Egipto alrededor del 3000 Antes de la Era Común; y a partir de ese entonces, se tornó omnipresente en el mundo antiguo. Desde su implementación, en muchas partes del mundo se comenzaron a emplear codos de diversas longitudes. Esto es durante la antigüedad, durante la Edad Media y tan recientemente como en la época moderna. El término todavía se usa en la colocación de setos y vallas usando el antebrazo con frecuencia para determinar el intervalo entre las estacas colocadas dentro del seto.
La Cadena del Topógrafo o Gunter’s Chain
La cadena del topógrafo, también denominada “Cadena de Gunter”, es un dispositivo de medición y una unidad de medida completamente arbitraria que todavía se utiliza asazmente para realizar mediciones topográficas en los países de habla inglesa.
Esta volage* medida inventada por el matemático inglés Edmund Gunter a principios del siglo XVII, fué una cadena de exactamente 22 yardas (unos 20 m) de largo y está dividida en 100 eslabones. Este sistema de medida es más acertado ya que el metal mantiene su tamaño a pesar de los cambios de temperatura, y es independiente del uso de anacrónicos apéndices humanos.
En este fecundo dispositivo cada enlace es una barra metálica sólida, cada una de la misma medida. La medición topográfica de las tierras públicas en Estados Unidos y Canadá se sigue basando en la cadena de Gunter. Un área de 10 cadenas cuadradas es equivalente a 4.046.86 metros cuadrados.
Edmund Gunter, (1581 – 1626)
Edmund Gunter nació en 1581 en Hertfordshire, Inglaterra, y murió el 10 de Diciembre de 1626 en Londres. Gunter fué un matemático inglés que inventó muchos dispositivos de medición útiles, incluído un precursor de la regla de cálculo.
Gunter también fué profesor de astronomía en el Gresham College de Londres desde 1619 hasta su muerte. Las descripciones de algunos de sus inventos se revelan en sus tratados sobre el sector, el báculo, el arco, el cuadrante y otros instrumentos. En Canon Triangulorum, o Tabla de senos y tangentes artificiales (1620), la primera tabla publicada de logaritmos comunes de las funciones seno y tangente, introdujo los términos coseno y cotangente. También sugirió a su amigo Henry Briggs, el inventor de los logaritmos comunes, el uso del “complemento aritmético”.
Los inventos prácticos de Gunter incluyeron el Cuadrante de Gunter el que se utilizó para encontrar la hora del día, el azimut del sol y la altitud de un objeto en grados. La Escala de Gunter, o Línea de Gunter, generalmente llamada Gunter a secas por los marineros, era una escala plana grande con divisiones logarítmicas trazadas en ella. Con la ayuda de un compás, se utilizó para multiplicar y dividir. La Escala de Gunter fué un paso importante en el desarrollo de la regla de cálculo.
En un salto a tiempos más modernos, la Regla de cálculo es un dispositivo formado por escalas graduadas con movimiento relativo mediante las cuales se pueden realizar mecánicamente cálculos sencillos. Las reglas de cálculo típicas contienen escalas para multiplicar, dividir y extraer raíces cuadradas, y algunas también contienen escalas para calcular funciones trigonométricas y logaritmos. La regla de cálculo siguió siendo una herramienta esencial en la ciencia e ingeniería, y se usó ampliamente en los negocios y la industria hasta hace muy poco, la que paulatinamente fué siendo reemplazada por la moderna calculadora electrónica portátil creada a principios de 1960. Probablemente su papá utilizó la Regla de Cálculo. Mi papá la usó cuando estaba en la Marina.
En consecuencia, la XI Conferencia General de Pesos y Medidas de 1960 adoptó seis cantidades y unidades como base sobre la que se estableció el Sistema Internacional de Unidades. Desde 1887 se han fundado muchos laboratorios de estándares nacionales para establecer y mantener estándares de medición, tanto para las seis cantidades básicas como para sus derivados sistemáticos. Esto es algo que nuestros sucios políticos chupacabras mentales no podrán entender jamás.
Cronología
Cuando las “medidas” comenzaron a hacerse presentes en el planeta, los nombres de varias de sus unidades básicas de medida se derivaron de la morfología humana. Por ejemplo, el pié, la mano, el ritmo, etc., pero estas unidades de medición no se regían bajo ningún estándar. A medida que la industria y el comercio comenzaron a florecer a través del planeta, fué perentorio tener un sistema único medición estandarizado. Además, la expansión y crecimiento del comercio internacional fructificase, era ineludible el tener un sistema unificado para crear un equilibrio, no solo entre los bienes trocados, pero también entre las diversas industrias y el valor de los productos y servicios.
Longitud
Si hubiese alguna medida que haya demostrado ser la más útil para las actividades del hombre, sería la longitud. Ejemplos de longitud incluyen la pulgada, el pie, la yarda el centímetro, el metro y la milla. El proceso de aprendizaje de cómo medir la longitud fué muy útil para realizar levantamientos topográficos con fines de derechos de propiedad. Conocer la extensión del terreno proporcionó las unidades precisas necesarias para determinar el precio correspondiente.
Largo
Para mantener una idea única y común de cuánto debería ser la medición, se mantenían barras o varillas en lugares públicos centrales. Esta herramienta de medición se consideraba el estándar y, por lo tanto, se distribuían a la comunidad. Un ejemplo de esto ocurrió en Mesopotamia y Egipto, donde mantenías estas varas en los templos para asegurarse de que no se perdiera la medida exacta. La dimensión más común llamada codo, se tomaba típicamente de las dimensiones físicas del rey o del faraón. ¿Qué cosas, no?
Peso
El peso no es tan simple de medir como la longitud. En particular, el ingenio humano ha sido capaz de refinar las complicaciones de esta medida. Casualmente los granos de trigo tienen un tamaño estandarizado. Connaturalmente, el peso se comenzó a medir en referencia a los granos de trigo. Este método es todavía usado por los joyeros. Al igual que se hizo con la longitud, se salvaguardaban fragmentos de metal en un edificio público que representaban el peso estándar de una determinada cantidad de grano.
El problema es que el peso se puede manipular fácilmente de esta manera. El metal se puede quitar o agregar de una romana, lo que proporciona una lectura inexacta de la medición real. A pesar del riesgo de actividades covinuas*, los contrapesos y las básculas siguen siendo esenciales para determinar la precisión en el cotejo del peso. La fuerza de gravedad nos asiste en este aspecto, elemento que es el único que trata al ser humano con igualdad.
Volumen
Entre la gran variedad de las unidades de medida, el volumen es el más ventajoso para los comerciantes. El cálculo del volumen es uno de los más difíciles de medir. Se han hecho intentos para proporcionar estimaciones estándar de medición, como la elaboración de ollas, cestas y sacos del mismo tamaño, pero aún así, es muy difícil medir el volumen exacto de un contenedor aunque éste aparenta parecerse físicamente igual a las dimensiones exactas de otro contenedor.
Hora
La medición del tiempo es una medida completamente abstracta. El tiempo no se puede ver ni tocar. La percepción del tiempo solo puede “verse” usando aparatos como por ejemplo, un reloj de sol. En nuestros avanzados tiempos, el concepto de tiempo es claramente entendido, y nos establece cuándo comemos, cuándo dormimos, cuándo y el lapso de nuestro periodo de trabajo, e incluso nos dice la edad que tenemos (con las mujeres esto no funciona).
Durante la mayor parte de la historia humana, hemos discernido el tiempo a través de días y la acumulación de éstos. La invención del calendario dictamina la duración de un periodo al que llamamos: año. Antes de la tecnología moderna, las personas podían distinguir la hora del día siguiendo el sol a través del éter. Cuando el sol aparecía en el horizonte era de mañana; cuando estaba en su cúspide en el cielo, era el mediodía o la tarde, y cuando el sol desaparecía en el horizonte, era de noche. En aquellos antiguos tiempos era improductivo usar las horas del día ya que las horas, los minutos y los segundos eran irrelevantes. Medidas más amplias se usaban tales como tiempo de cosecha y tiempo de sembrar.
La medición del tiempo usando aparatos físicos se ha desarrollado grandemente y sigue ejerciendo un papel tan importante en la sociedad moderna que requiere un desglose y un análisis mucho más detallado del “tiempo” como, por ejemplo:
Reloj de sol
Antiguamente, la forma más fácil de horología es representar el movimiento del sol en su jornada cruzando el cielo. Esta medida se establece midiendo la sombra proyectada por el sol detrás de una vara o de una cuña vertical. Este instrumento se llama: reloj de sol. Los relojes de sol permiten realizar cálculos más exactos, pero irregulares. Los primeros relojes de sol datan de Egipto alrededor de 800 años antes de la Era Común. Una deficiencia del reloj de sol es que daba una medición cabal de la hora del día. Esto es porque el tiempo de la marcha del sol a través del cielo es diferente en cada estación.
Reloj de agua
Los griegos inventaron este aparato al que llamaron: clepsidra. Este reloj de agua intenta medir el tiempo computando la cantidad de agua que gotea en una palangana o jofaina. La mayor desventaja de los relojes de agua es que se basa en el agua como instrumento de medición. Para contar la hora exacta, el agua debe ser estable, lo que implica que el agua debe estar en un ambiente controlado para evitar evaporación.
Experimentos prácticos han demostrado fehacientemente que el agua nunca podrá ser 100% estable por sí sola, y por esta razón el reloj de agua nunca fué concluyente. A pesar de esto, el hidro-reloj fué utilizado por largo tiempo en varias culturas. Estas civilizaciones aproximadamente a partir del año 1400 antes de la Era Común incluyeron Egipto, Roma, Arabia, Grecia, China y Europa hasta el siglo XVI. Nunca faltó el sediento que se bebió el reloj...
Aparentemente algunas personas todavía utilizan los relojes de agua porque dicen: “vuelvo en diez minutos”, pero no regresan hasta 4 horas después.
Reloj de arena
El reloj de arena utiliza el mismo principio que el reloj de agua, pero en lugar de agua, utiliza arena. ¡Duh!
El uso del reloj de arena es mucho más antiguo que el del reloj de agua. Un uso notable de éste data de los púlpitos del siglo XVIII en Gran Bretaña, el que se usaba para medir la duración de los sermones y la sarta de mentiras que los degenerados frailes esputaban a sus mentalmente retardados feligreses. Recuerde que ir a la iglesia no le convierte en cristiano más de lo que ir a un garaje le convierte en un automóvil.
La hora durante el siglo XIV
Durante el siglo XIV de la Era Común, desmenuzar el espacio de un día en horas era simplemente resolver un problema matemático. El día se dividió arbitrariamente en 12 fracciones ya que este número es fácilmente divisible entre 2, 3 y 4. La idea de dividir la hora en 1/12 (doceavo) permitió a las personas calcular y establecer con mejor fidelidad su día y mantener una agenda más exacta.
Predecir la hora en esta forma ofrecía las mismas falacias que ofrecía el reloj de sol. A medida que cambian las estaciones, el período de tiempo puede disminuír o alargarse. Como resultado de esto, las horas del día tienen alteraciones con respecto a las horas nocturnas, las que también están divididas en doce horas. Esta práctica de usar las fracciones del día para decir la hora nos llevó al descubrimiento de los equinoccios de Primavera y Otoño, un evento celestial que ocurre naturalmente dos veces al año en el que las 12 horas del día tienen exactamente la misma duración que las 12 horas de la noche. ¿Qué cosas, no?
El sentido de la “hora” fué cambiando paulatinamente comenzando en el siglo XIV de la Era Común. El concepto de la “hora” se comenzada a percibir como una medida más específica de tiempo y en una escala más diminuta la que divide un ciclo solar completo desde amanecer hasta amanecer defloculado* en 24 porciones iguales.
Minutos y Segundos
El haber disectado un ciclo solar en 24 pedazos no fué lo suficientemente eficaz para el veloz desarrollo del siglo XIV. Los industriosos y afanados ciudadanos demandaban una medición del tiempo de más exactitud. Entonces, esto dió nacimiento a los diales del reloj.
Una vez que se comenzaron a agregar las agujas a la esfera de los relojes, fué posible diferenciar los minutos.
Durante la Edad Media, las romanas envolvieron como herramientas de medición científica basadas en el número 60. También existía una unidad de medida aún más pequeña: 1/16 conocida como pars minuta prima (primera parte muy pequeña). También existió una sexagésima parte adicional de esa medida llamada segundo par minuto secunda (parte muy pequeña). Así fué como nació el concepto del segundo. ¿Qué cosas, no?
Barómetro
Esta circumbirúndica y útil herramientita hoy la conocemos con el nombre de barómetro. Este instrumento se descubrió por mero accidente en 1643. El asistente de Galileo, Evangelista Torricelli, estaba interesado en descubrir por qué era tan difícil extraer agua de un pozo en el que el agua estaba muy por debajo del suelo.
Evangelista Torricelli (15 de Octubre de 1608 - 25 de Octubre de 1647) fué un físico y matemático italiano, y un estudiante de Galileo Galilei. Torricelli es más conocido por su invención del barómetro, pero también es conocido por sus avances en óptica y su trabajo en el método de los indivisibles.
Como prueba empírica, Torricelli llenó un tubo de vidrio con mercurio y seguidamente lo sumergió en un baño de mercurio levantando el extremo sellado a una inclinación vertical. Lo que descubrió a raíz de este experimento fué prodigioso. Descubrió que el mercurio se deslizaba hacia el interior del tubo y conjeturó que el peso del aire en el baño de mercurio soportaba el peso del mercurio en el tubo. Dedujo que el espacio en el tubo sobre el mercurio debe ser un vacío.
Torricelli realizó por primera vez el descubrimiento de la presión atmosférica. Observó que la altura del mercurio en el tubo variaba en lugar de permanecer en su nivel "normal". Estas variaciones las correlacionó con los cambiantes patrones climáticos. Así fué como nació el barómetro.
Después de su descubrimiento, Torricelli estipula además que el aire debe tener peso y que cuanto mayor sea la altitud, menor será la presión atmosférica. Aunque fué el descubrimiento de Torricelli, le correspondería a Blaise Pascal llevar a cabo un experimento, a través de su cuñado, para demostrar que estas teorías eran correctas. Pascal recibió toda la fama y el acuerdo asociados con probar estas teorías.
Termómetro de Mercurio
A partir de la segunda década de 1700 (1714-1742), el termómetro tradicional de ese entonces era el termómetro florentino, el que ya se estaba utilizando durante más de medio siglo. El fabricante de instrumentos y soplador de vidrio alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, un físico, inventor y fabricante de instrumentos científicos; estaba interesado en mejorar el diseño del termómetro florentino.
En el diseño original, el termómetro florentino dependía de la expansión y contracción del alcohol dentro de un tubo probablemente hecho de vidrio, y midiendo la temperatura, el alcohol entonces se expande con las temperaturas altas. Sin embargo, la velocidad de expansión del alcohol no era invariable lo que llevaba a lecturas inexactas.
Durante el año de 1714, Gabriel Fahrenheit creó dos termómetros similares en base a alcohol los que probaron ser más precisos que el original termómetro florentino. Durante ese mismo año, Fahrenheit comenzó a investigar los experimentos del físico francés Guillaume Amontons, quien se especializaba a montón en el estudio sobre las propiedades térmicas del mercurio.
Cronómetro
En 1714 John Harrison respondiendo a la oferta de los británicos por un premio de £ 20,000, para cualquiera que pudiera inventar un instrumento que pudiese mantener la “hora” durante la navegación; John Harrison inventó el primer cronómetro en 1735 a la edad de 21 años. Durante el período de un cuarto de siglo, reemplazó su modelo original tres veces antes de que el gobierno le impusiese pruebas.
A la edad de sesenta y siete años, Harrison le dió la responsabilidad de probar el cronómetro a su hijo, quien llevó la herramienta con él en su viaje a Jamaica en 1761. Al final del viaje, el instrumento estaba desalineado solo cinco segundos de la hora real. A pesar de que los resultados fueron un éxito perentorio, el gobierno británico arguyó que los resultados fueron una casualidad, y solo le dieron a Harrison £ 2500. ¡Políticos desgraciados!
Fué finalmente en Francia donde se concretó la apariencia final del cronómetro. En 1766, la Academie des Ciencias prometió un gran premio para quien desarrollase un cronómetro más efectivo. Pierre Le Roy, un relojero francés, diseñó un nuevo cronómetro el que después de un viaje de cuarenta y seis días, mostró una precisión con una fluctuación de solo ocho segundos. Aunque este aparato era más grande que el cronómetro de Harrison, fué más rentable de producir.
Los sistemas de medición unificados han fusionado todas las ciencias humanas. Podemos hacer uso de un comercio razonable, podemos derivar por los océanos, hacer cálculos de presión atmosférica y medir muchísimas otras cosas en todas las ciencias existentes, siendo quizá la más importante: el tiempo. Nuestro afán de medir cada rincón del mundo que nos rodea nos ha llevado a inventar una serie de instrumentos que siguen beneficiando a la humanidad. A medida que la tecnología persista en su evolución, perseveraremos innovando y creando mediciones aún más complejas.
Hay muchos otros aparatos de medición no nombrados aquí como por ejemplo, el sextante. La medición es importante porque nos ayudan a tomar decisiones informadas. Esto a no ser que los Milenials quienes personifican la puerta de entrada y el comienzo a la Edad Media (u oscura) del siglo XXI, se hagan cargo de la humanidad.
Curiosidad
La Dioptra de Hero de Alexandria: siglo I de la Era Común.
Uno de los libros supervivientes de Hero de Alexandria, titulado “En la Dioptra”, él describe una técnica muy sofisticada que ha desarrolló para topografía. Delinear la posición exacta y relativa de la tipología de un panorama, esencial para construír mapas con exactitud, es una labor bastante más difícil que sencillamente medir distancias.
Es necesario descubrir ángulos precisos en ambos planos: vertical y horizontal. Para poder determinar estas medidas, el instrumento topográfico usado para esta tarea tiene que compensar ambos planos de manera consistente en diferentes lugares, con el fin de establecer lecturas exactas de la desviación en cada plano entre una ubicación y otra.
Esto es lo que aproximadamente logró conseguir Hero con su Dioptra, es decir, la “mirilla” a través de la cual mira el topógrafo cuando señala el objetivo para leer los ángulos.
Para esta nueva y complicada operación, Hero logra habilitar brillantemente otro instrumento que se había estado usando por un largo tiempo por los astrónomos griegos tales como Hiparco, para medir el ángulo de las estrellas con respecto a la Tierra.
A partir de la descripción de la Dioptra, ésta difiere del Teodolito moderno sólo en dos aspectos importantes: la Dioptra carece de las ventajas accesorias de dos inventos que no estaban disponibles para el astuto Hero: la brújula y el telescopio.
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Et sub Glossarium Glossarium – (Cum amore legentibus)
Circumbirúndico – Este término diccional o vocablo de facundia es de particular territorialidad, y es usado principalmente en Chile por algunas clases sociales connaturalmente desheredadas de una germanía ilustrada y apta, y es una aleatoria fusión de los inuendos del significado de las palabras: asombroso, secreto, misterioso, inexplicable y prodigioso. Así que cuando usted quiera expresar su admiración por algo, o por algún asunto que confine el significado conceptual de estas varias palabras de la lengua Castellana; simplemente use este práctico vocablo chileno y refiérase al asunto en cuestión como: "circumbirúndico".
Covinua – Fraudulenta
Deflocular - romper en pedazos pequeños
Expatiate - Vagar libremente para escribir con gran detalle
Volage - Mareada; frívola; voluble
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Post scriptum et quorumdam suggestionibus pro futurum: Si hay algún tema sobre el cual usted quisiera leer mis traumáticas y ligeramente psicopatísticas opiniones, por favor sugiéralo a: rguajardo@rguajardo.us.
Caveat: Mis opiniones personales pueden resultarle ácidas, demasiado honestas, corrosivas, irreverentes, insultantes, altamente irónicas, acerbas, licenciosas, mordaces y de una causticidad filosófica sin límites conocidos por el ser humano, y quizá no le apetezcan o acomoden intelectualmente; pero es lo que habrá disponible basado en su pedido. Gracias.
El Loco
