ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERO INDUSTRIAL
INGENIERÍA INVERSA PARA LA
CARACTERIZACIÓN DIMENSIONAL Y
GEOMÉTRICA DE UNA PIEZA MECÁNICA
Autor: Ignacio Ramírez Ramón-Borja
Directora: Dra. María Ana Sáenz Nuño
AUTORIZACIÓN PARA LA DIGITALIZACIÓN, DEPÓSITO Y DIVULGACIÓN EN ACCESO ABIERTO ( RESTRINGIDO) DE DOCUMENTACIÓN
1º. Declaración de la autoría y acreditación de la misma.
El autor D. IGNACIO RAMÍREZ RAMÓN-BORJA , como ESTUDIANTE de la UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS (COMILLAS), DECLARA
que es el titular de los derechos de propiedad intelectual, objeto de la presente cesión, en relación con la obra INGENIERÍA INVERSA PARA LA CARACTERIZACIÓN DIMENSIONAL Y GEOMÉTRICA DE UNA PIEZA MECÁNICA1, que ésta es una obra original, y que ostenta la condición de autor en el sentido que otorga la Ley de Propiedad Intelectual como titular único o cotitular de la obra.
En caso de ser cotitular, el autor (firmante) declara asimismo que cuenta con el consentimiento de los restantes titulares para hacer la presente cesión. En caso de previa cesión a terceros de derechos de explotación de la obra, el autor declara que tiene la oportuna autorización de dichos titulares de derechos a los fines de esta cesión o bien que retiene la facultad de ceder estos derechos en la forma prevista en la presente cesión y así lo acredita.
2º. Objeto y fines de la cesión.
Con el fin de dar la máxima difusión a la obra citada a través del Repositorio institucional de la Universidad y hacer posible su utilización de forma libre y gratuita ( con las limitaciones que más adelante se detallan) por todos los usuarios del repositorio y del portal e-ciencia, el autor
CEDE a la Universidad Pontificia Comillas de forma gratuita y no exclusiva, por el máximo plazo legal y con ámbito universal, los derechos de digitalización, de archivo, de reproducción, de distribución, de comunicación pública, incluido el derecho de puesta a disposición electrónica, tal y como se describen en la Ley de Propiedad Intelectual. El derecho de transformación se cede a los únicos efectos de lo dispuesto en la letra (a) del apartado siguiente.
3º. Condiciones de la cesión.
Sin perjuicio de la titularidad de la obra, que sigue correspondiendo a su autor, la cesión de derechos contemplada en esta licencia, el repositorio institucional podrá:
(a) Transformarla para adaptarla a cualquier tecnología susceptible de incorporarla a internet; realizar adaptaciones para hacer posible la utilización de la obra en formatos electrónicos, así
o cualquier otro sistema de seguridad o de protección.
(b) Reproducirla en un soporte digital para su incorporación a una base de datos electrónica, incluyendo el derecho de reproducir y almacenar la obra en servidores, a los efectos de garantizar su seguridad, conservación y preservar el formato. .
(c) Comunicarla y ponerla a disposición del público a través de un archivo abierto institucional, accesible de modo libre y gratuito a través de internet.2
(d) Distribuir copias electrónicas de la obra a los usuarios en un soporte digital. 3
4º. Derechos del autor.
El autor, en tanto que titular de una obra que cede con carácter no exclusivo a la Universidad por medio de su registro en el Repositorio Institucional tiene derecho a:
a) A que la Universidad identifique claramente su nombre como el autor o propietario de los derechos del documento.
b) Comunicar y dar publicidad a la obra en la versión que ceda y en otras posteriores a través de cualquier medio.
c) Solicitar la retirada de la obra del repositorio por causa justificada. A tal fin deberá ponerse en contacto con el vicerrector/a de investigación ([email protected]).
d) Autorizar expresamente a COMILLAS para, en su caso, realizar los trámites necesarios para la obtención del ISBN.
d) Recibir notificación fehaciente de cualquier reclamación que puedan formular terceras personas en relación con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos de propiedad intelectual sobre ella.
2 En el supuesto de que el autor opte por el acceso restringido, este apartado quedaría redactado en los
siguientes términos:
(c) Comunicarla y ponerla a disposición del público a través de un archivo institucional, accesible de modo restringido, en los términos previstos en el Reglamento del Repositorio Institucional
El autor se compromete a:
a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningún derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.
b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la intimidad y a la imagen de terceros.
c) Asumir toda reclamación o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daños, que pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e intereses a causa de la cesión.
d) Asumir la responsabilidad en el caso de que las instituciones fueran condenadas por infracción de derechos derivada de las obras objeto de la cesión.
6º. Fines y funcionamiento del Repositorio Institucional.
La obra se pondrá a disposición de los usuarios para que hagan de ella un uso justo y respetuoso con los derechos del autor, según lo permitido por la legislación aplicable, y con fines de estudio, investigación, o cualquier otro fin lícito. Con dicha finalidad, la Universidad asume los siguientes deberes y se reserva las siguientes facultades:
a) Deberes del repositorio Institucional:
- La Universidad informará a los usuarios del archivo sobre los usos permitidos, y no garantiza ni asume responsabilidad alguna por otras formas en que los usuarios hagan un uso posterior de las obras no conforme con la legislación vigente. El uso posterior, más allá de la copia privada, requerirá que se cite la fuente y se reconozca la autoría, que no se obtenga beneficio comercial, y que no se realicen obras derivadas.
- La Universidad no revisará el contenido de las obras, que en todo caso permanecerá bajo la responsabilidad exclusiva del autor y no estará obligada a ejercitar acciones legales en nombre del autor en el supuesto de infracciones a derechos de propiedad intelectual derivados del depósito y archivo de las obras. El autor renuncia a cualquier reclamación frente a la Universidad por las formas no ajustadas a la legislación vigente en que los usuarios hagan uso de las obras.
- La Universidad adoptará las medidas necesarias para la preservación de la obra en un futuro.
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERO INDUSTRIAL
INGENIERÍA INVERSA PARA LA
CARACTERIZACIÓN DIMENSIONAL Y
GEOMÉTRICA DE UNA PIEZA MECÁNICA
Autor: Ignacio Ramírez Ramón-Borja
Directora: Dra. María Ana Sáenz Nuño
Autor: Ramírez Ramón-Borja, Ignacio.
Directora: Sáenz Nuño, María Ana.
Entidad Colaborativa: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.
RESUMEN DEL PROYECTO
Objetivo
Este proyecto trata sobre el desarrollo de un proceso de medición de una pieza
mecánica mediante el brazo de medición por contacto y otros instrumentos si fuese
necesario.
El procedimiento se ha desarrollado de acuerdo con el CEM (Centro Español de
Metrología) siguiendo un esquema general establecido por el mismo.
Pieza medida
La pieza del proyecto es una pieza mecánica que se usa para que futuros metrólogos se
- Croquis de la pieza.
- Medición de la pieza con el calibre. - Plano de la pieza con Solid Edge.
- Definición de parámetros necesarios sobre el plano. - Medir en el laboratorio.
- Tabla Excel con las mediciones del laboratorio. - Modificar el plano con las medidas reales de la pieza.
Equipos usados
o Brazo de medición por contacto.
o Perfilómetro.
o Máquina de visión.
o Calibre.
o Goniómetro.
o Equipos auxiliares.
Resultados
En total se han realizado 55 medidas para definir la pieza mecánica. Por cada medida se
efectúan 10 mediciones (550 mediciones en total). Con estas mediciones, se realizan las
tablas de incertidumbres de cada uno y se llega a una incertidumbre expandida que será
la que nos dé la tolerancia final de la cota. Se efectúa también por cada medida, un
análisis de las distintas contribuciones a la incertidumbre para ver cuál es la magnitud
principal causante del error. A continuación se le atribuye a cada medida un intervalo de
tolerancia en función de su desviación e incertidumbre final. Con todos los valores y sus
Cuarenta y Siete y Setenta y Cuatro céntimos), impuesto incluidos.
Conclusiones
Cada vez más la Metrología gana más importancia. La industria es una competencia
contínua y por ello el control de calidad es de gran importancia para asegurar unos
mínimos de calidad y mejorar los diseños ganando precisión y, por tanto, calidad.
Una vez finalizado el proyecto, se puede concluir que los resultados están dentro de lo
esperado. Todas las incertidumbres están en un rango de valores normales. El mayor
error es por la repetibilidad la gran causante de que las medidas no sean más precisas,
deberíamos realizar más veces la misma medida. Cuantas más veces se hagan mejor.
También se podría mejorar la precisión de las medidas mejorando el sistema de sujeción
para que la pieza no se mueva en ninguna medida.
Al principio del proyecto el ingeniero, después de su formación, tenía menos
experiencia. Con más experiencia se obtienen mejores resultados.
Pero lo más importante a destacar del proyecto es que el proceso de medición es el
idóneo para cumplir el objetivo de este proyecto. Que es realizar ingeniería inversa de la
pieza mecánica realizando su plano a partir de la pieza. Con ello se consiguen unas
incertidumbres perfectamente válidas para poder realizar posteriormente la fabricación
Director: Sáenz Nuño, María Ana.
Collaborating Institution: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.
PROJECT SUMMARY
Scope
This Project involves the development of a procedure for the mechanical part
measurement with the faro arm and other instruments if it is necessary.
This procedure has been developed according to the CEM (Spanish Metrology Center).
Measured piece
- Mesurement of the part with the caliber. - A part technical drawing with Solid Edge.
- Definition of parameters required with in the technical drawing. - Measured in the laboratory.
- Table Excel with laboratory measurements.
- Modify the technical drawing with the actual measurements of the part.
Equipment used
o Faro arm.
o Profilometer.
o Vision Machine.
o Caliber.
o Goniometer.
o Auxiliary equipment.
Results
The part is completely measured with 55 steps to define it. In each, 10 measurements
are made (550 measurements in total). With this measurements the tables of
uncertainties are made, obtaining from them an expanded uncertainty that will help with
the final size tolerance and analysis of the various contributions to uncertainty is done to
evaluate which magnitude may cause the error. The following step consisted in
attributing to each measure the tolerance range. A final technical drawing it is
Conclusions
Nowadays, metrology has become a very important subject. The industry is a
continuous competition and therefore quality control is important in order to ensure
minimum quality and improval designs.
The results of the Project are within expectations. All uncertainties and their
contributions are in the range of normal values. The biggest mistake is the repeatability,
we should do more times the same measure.
Measurements precision could have been improved so that the part can’t move in any of
the measurements. In the beginning of the Project, the engineer, after his formation, was
less experienced. With better and major experience, greater results could have been
obtained. The most important issue to highlight in this Project is the fact that the
measurement process has been the idoneous in order to achieve the objective in this
Project, which is to develop the reverse engineering to the mechanical part, developing
the technical drawing from the part; with this aproach we have achieved some
reasonable valid uncertainities in order to build the piece later on, achieving the same
ESTE PROYECTO CONTIENE LOS SIGUIENTES DOCUMENTOS
DOCUMENTO 1: MEMORIA pág. 1 a 256
256 páginas
DOCUMENTO 2: PLANOS pág. 1 a 5
5 páginas
DOCUMENTO 3: PLIEGO DE CONDICIONES pág. 1 a 23
23 páginas
DOCUMENTO 4: PRESUPUESTO pág. 1 a 12
12 páginas
DOCUMENTO 5: ANEXOS pág. 1 a 128
Índice de la memoria
Documento 1: Memoria ... 9
Capítulo 1 Introducción ... 11
1.1 INTRODUCCIÓN ... 11
1.2 ESTADO DE LA CUESTIÓN ... 12
1.3 MOTIVACIÓN ... 13
1.4 OBJETIVOS DEL PROYECTO ... 13
1.5 METODOLOGÍA DE TRABAJO ... 14
1.6 CRONOGRAMA ESPERADO DEL PROYECTO ... 16
1.7 RECURSOS A EMPLEAR ... 17
Capítulo 2 Introducción general ... 19
2.1 CONCEPTO DE METROLOGÍA ... 19
2.2 UTILIDAD DE LA METROLOGÍA ... 20
2.3 HISTORIA DE LA METROLOGÍA ... 20
2.3.1 Ciencia y Metrología en España... 23
2.3.2 La etapa más reciente de la Metrología en España ... 31
2.4 TIPOS DE METROLOGÍA ... 35
2.4.1 Metrología científica ... 35
2.4.2 Metrología industrial ... 36
2.4.3 Metrología legal ... 36
2.5 INGENIERÍA INVERSA ... 37
2.6 USOS FRECUENTES DE LA INGENIERÍA INVERSA ... 39
2.8 INCERTIDUMBRE DE MEDIDA SEGÚN ISO ... 41
2.8.1 Clases de incertidumbres ... 41 2.8.2 Estimación de una magnitud ... 42 2.8.3 Evaluación tipo A ... 42 2.8.4 Evaluación tipo b ... 43 2.8.5 Incertidumbre típica combinada ... 44 2.8.6 Incertidumbre expandida ... 45 2.8.7 Calibraciones ... 45
Capítulo 3 Trabajo en el laboratorio ... 47
3.1 CROQUIS DE LA PIEZA ... 48
3.2 MEDICIÓN DE LA PIEZA CON EL CALIBRE ... 48
3.3 PLANO DE LA PIEZA CON SOLID EDGE ... 50
3.4 DEFINICIÓN DE PARÁMETROS NECESARIOS SOBRE EL PLANO
52
3.5 MEDIDAS EN EL LABORATORIO ... 52
3.6 TABLA EXCEL CON LAS MEDIDAS DEL LABORATORIO... 57
3.7 MODIFICAR EL PLANO CON LAS MEDIDAS REALES DE LA
PIEZA 58
Capítulo 4 Procedimiento de medida ... 59
4.1 OBJETIVO ... 59
4.2 DESCRIPCIÓN DETALLADA ... 59
4.2.1 Conocimiento necesario ... 59 4.2.2 Normativa ... 59 4.2.3 Funcionalidad de la pieza ... 60 4.2.4 Elección de los instrumentos necesarios para medir la pieza ... 60 4.2.5 Elección de los parámetros a medir ... 60 4.2.6 Elaboración de los planos ... 61 4.2.7 Medidas en el laboratorio ... 61 4.2.8 Incertidumbres ... 61 4.2.9 Plano ... 62
4.4 TABLA DE INCERTIDUMBRES ... 66
Capítulo 5 Equipos y materiales empleados ... 69
5.1 EQUIPOS PRINCIPALES ... 69
5.1.1 Brazo de medición por contacto ... 69 5.1.2 Perfilómetro ... 70 5.1.3 Máquina de visión ... 71 5.1.4 Calibre (pie de rey) ... 72 5.1.5 Goniómetro ... 73
5.2 EQUIPOS SECUNDARIOS O AUXILIARES ... 74
5.2.1 Sujeciones ... 74 5.2.2 Banco de apoyo ... 75 5.2.3 Mesa de una coordenada ... 76
5.3 SOFTWARE ... 77
5.4 CRONOGRAMA ... 77
Capítulo 6 Resultados ... 79
Capítulo 7 Cálculos ... 189
Capítulo 8 Presupuesto ... 247
Capítulo 9 Conclusiones ... 249
Capítulo 10 Propuestas para futuros proyectos ... 251
Capítulo 11 Normativa ... 253
Índice de figuras
Figura 1. Campos de la metrología ... 19
Figura 2. Palma, cuarta, dedo y pulgada ... 21
Figura 3. Unidades antropométricas ... 21
Figura 4. Tipos de metrología ... 35
Figura 5. Sentido de la ingeniería inversa ... 39
Figura 6. Pieza mecánica a realizar ingeniería inversa ... 47
Figura 7. Croquis de la pieza (planta, alzado y perfil) ... 49
Figura 8. Denominación de los planos, cilindros y conos de la pieza ... 51
Figura 9. Brazo de medición por contacto de Laboratorio de Metrología ... 52
Figura 10. Pieza con sujeción simple encima de una mesa de 1 coordenada ... 53
Figura 11. Pieza con mejora de la sujeción ... 53
Figura 12. Pieza con la sujeción definitiva ... 54
Figura 13. Perfilómetro del Laboratorio de Metrología ... 55
Figura 14. Limitación del Perfilómetro por la longitud del palpador ... 55
Figura 15. Software del Perfilómetro (Formpak) ... 56
Figura 16. Máquina de Visión del Laboratorio de Metrología ... 57
Figura 17. Gráfica de la contribución común a todas las medidas ... 65
Figura 18. Gráfica de la Contribución sin Repetibilidad de la medida D1 ... 66
Figura 19. Brazo de medición por contacto del laboratorio ... 69
Figura 20. Perfilómetro del laboratorio ... 70
Figura 21. Máquina de visión del laboratorio ... 71
Figura 23. Pie de rey del Laboratorio de Metrología ... 72
Figura 24. Goniómetro con sus partes ... 73
Figura 25. Goniómetro del Laboratorio de Metrología ... 73
Figura 26. Sujeción usado para fijar la pieza mecánica ... 74
Figura 27. Elementos usados para la sujeción de la pieza mecánica ... 74
Figura 28. Resultado de la pieza sujeta ... 75
Figura 29. Banco de apoyo del Brazo de medición por contacto ... 75
Figura 30. Banco de apoyo donde se sujetó la pieza para medirla con el brazo de
medición por contacto ... 76
Figura 31. Mesa de una coordenada con la pieza ... 76
Figura 32. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D1 ... 82
Figura 33. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D2 ... 84
Figura 34. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D3 ... 86
Figura 35. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D4 ... 88
Figura 36. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D5 ... 90
Figura 37. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D6 ... 92
Figura 38. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D7 ... 94
Figura 39. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D8 ... 96
Figura 40. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D9 ... 98
Figura 41. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D10 ... 100
Figura 42. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D11 ... 102
Figura 43. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D12 ... 104
Figura 44. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D13 ... 106
Figura 45. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida D14 ... 108
Figura 46. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L1 ... 110
Figura 47. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L2 ... 112
Figura 49. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L4 ... 116
Figura 50. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L5 ... 118
Figura 51. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L6 ... 120
Figura 52. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L7 ... 122
Figura 53. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L8 ... 124
Figura 54. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L9 ... 126
Figura 55. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L10 ... 128
Figura 56. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L11 ... 130
Figura 57. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L12 ... 132
Figura 58. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L13 ... 134
Figura 59. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L14 ... 136
Figura 60. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L15 ... 138
Figura 61. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L16 ... 140
Figura 62. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L17 ... 142
Figura 63. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L18 ... 144
Figura 64. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L19 ... 146
Figura 65. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L20 ... 148
Figura 66. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L21 ... 150
Figura 67. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L23 ... 152
Figura 68. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L24 ... 154
Figura 69. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L25 ... 156
Figura 70. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L26 ... 158
Figura 71. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L27 ... 160
Figura 72. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L28 ... 162
Figura 73. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L29 ... 164
Figura 74. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida L30 ... 166
Figura 76. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida R2 ... 170
Figura 77. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida R3 ... 172
Figura 78. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida R4 ... 174
Figura 79. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida R5 ... 176
Figura 80. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida R6 ... 178
Figura 81. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida R7 ... 180
Figura 82. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida A1 ... 182
Figura 83. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida A2 ... 184
Figura 84. Gráfica de la Contribución sin repetibilidad de la medida A3 ... 186
Índice de tablas
Tabla 1.Cronograma previo al proyecto ... 16
Tabla 2. Factor según nivel de confianza de la distribución Normal ... 43
Tabla 3. Ejemplo de representación de medidas longitudinales y angulares ... 63
Tabla 4. Representación del promedio e IT de las medidas ... 63
Tabla 5. Tabla de ejemplo de las contribuciones con y sin repetibilidad ... 64
Tabla 6. Ejemplo de la tabla de incertidumbres ... 67
Tabla 7. Cronograma real del proyecto ... 77
Tabla 8. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D1 ... 81
Tabla 9. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D2 ... 83
Tabla 10. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D3 ... 85
Tabla 11. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D4 ... 87
Tabla 12. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D5 ... 89
Tabla 13. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D6 ... 91
Tabla 14. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
Tabla 15. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D8 ... 95
Tabla 16. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D9 ... 97
Tabla 17. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D10 ... 99
Tabla 18. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D11 ... 101
Tabla 19. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D12 ... 103
Tabla 20. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D13 ... 105
Tabla 21. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida D14 ... 107
Tabla 22. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L1 ... 109
Tabla 23. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L2 ... 111
Tabla 24. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L3 ... 113
Tabla 25. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L4 ... 115
Tabla 26. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L5 ... 117
Tabla 27. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L6 ... 119
Tabla 28. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
Tabla 29. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L8 ... 123
Tabla 30. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L9 ... 125
Tabla 31. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L10 ... 127
Tabla 32. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L11 ... 129
Tabla 33. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L12 ... 131
Tabla 34. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L13 ... 133
Tabla 35. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L14 ... 135
Tabla 36. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L15 ... 137
Tabla 37. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L16 ... 139
Tabla 38. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L17 ... 141
Tabla 39. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L18 ... 143
Tabla 40. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L19 ... 145
Tabla 41. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L20 ... 147
Tabla 42. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
Tabla 43. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L23 ... 151
Tabla 44. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L24 ... 153
Tabla 45. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L25 ... 155
Tabla 46. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L26 ... 157
Tabla 47. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L27 ... 159
Tabla 48. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L28 ... 161
Tabla 49. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L29 ... 163
Tabla 50. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida L30 ... 165
Tabla 51. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida R1 ... 167
Tabla 52. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida R2 ... 169
Tabla 53. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida R3 ... 171
Tabla 54. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida R4 ... 173
Tabla 55. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida R5 ... 175
Tabla 56. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
Tabla 57. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida R7 ... 179
Tabla 58. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida A1 ... 181
Tabla 59. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida A2 ... 183
Tabla 60. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida A3 ... 185
Tabla 61. Representación de las medidas, promedio IT y contribuciones de la
medida A4 ... 187
Tabla 62. Incertidumbres medida D1 ... 191
Tabla 63. Incertidumbres medida D2 ... 192
Tabla 64. Incertidumbres medida D3 ... 193
Tabla 65. Incertidumbres medida D4 ... 194
Tabla 66. Incertidumbres medida D5 ... 195
Tabla 67. Incertidumbres medida D6 ... 196
Tabla 68. Incertidumbres medida D7 ... 197
Tabla 69. Incertidumbres medida D8 ... 198
Tabla 70. Incertidumbres medida D9 ... 199
Tabla 71. Incertidumbres medida D10 ... 200
Tabla 72. Incertidumbres medida D11 ... 201
Tabla 73. Incertidumbres medida D12 ... 202
Tabla 74. Incertidumbres medida D13 ... 203
Tabla 75. Incertidumbres medida D14 ... 204
Tabla 76. Incertidumbres medida L1 ... 205
Tabla 77. Incertidumbres medida L2 ... 206
Tabla 78. Incertidumbres medida L3 ... 207
Tabla 80. Incertidumbres medida L5 ... 209
Tabla 81. Incertidumbres medida L6 ... 210
Tabla 82. Incertidumbres medida L7 ... 211
Tabla 83. Incertidumbres medida L8 ... 212
Tabla 84. Incertidumbres medida L9 ... 213
Tabla 85. Incertidumbres medida L10 ... 214
Tabla 86. Incertidumbres medida L11 ... 215
Tabla 87. Incertidumbres medida L12 ... 216
Tabla 88. Incertidumbres medida L13 ... 217
Tabla 89. Incertidumbres medida L14 ... 218
Tabla 90. Incertidumbres medida L15 ... 219
Tabla 91. Incertidumbres medida L16 ... 220
Tabla 92. Incertidumbres medida L17 ... 221
Tabla 93. Incertidumbres medida L18 ... 222
Tabla 94. Incertidumbres medida L19 ... 223
Tabla 95. Incertidumbres medida L20 ... 224
Tabla 96. Incertidumbres medida L21 ... 225
Tabla 97. Incertidumbres medida L23 ... 226
Tabla 98. Incertidumbres medida L24 ... 227
Tabla 99. Incertidumbres medida L25 ... 228
Tabla 100. Incertidumbres medida L26 ... 229
Tabla 101. Incertidumbres medida L27 ... 230
Tabla 102. Incertidumbres medida L28 ... 231
Tabla 103. Incertidumbres medida L29 ... 232
Tabla 104. Incertidumbres medida L30 ... 233
Tabla 105. Incertidumbres medida R1 ... 234
Tabla 107. Incertidumbres medida R3 ... 236
Tabla 108. Incertidumbres medida R4 ... 237
Tabla 109. Incertidumbres medida R5 ... 238
Tabla 110. Incertidumbres medida R6 ... 239
Tabla 111. Incertidumbres medida R7 ... 240
Tabla 112. Incertidumbres medida A1 ... 241
Tabla 113. Incertidumbres medida A2 ... 242
Tabla 114. Incertidumbres medida A3 ... 243
Capítulo 1
I
NTRODUCCIÓN
1.1
INTRODUCCIÓN
La finalidad del proyecto es la de diseñar un procedimiento de medida teniendo en
cuenta aquellos parámetros que mejor definan la pieza mecánica. Todo ello es
para, finalmente, elaborar el plano de dicha pieza.
Antes de empezar incluso a pensar cómo se realizará el proyecto, es importante la
formación sobre ingeniería inversa.
El proyecto comienza con un croquis inicial de la pieza para elegir los parámetros
necesarios para medir correctamente la pieza.
Posteriormente se mide en el laboratorio para poder realizar los cálculos que se
necesitan para sacar la precisión de la pieza y, con todo ello, elaborar finalmente
el plano.
En la segunda parte del proyecto es donde aparece la explicación de qué
procedimiento de medida se ha empleado y porqué, incluyendo las medidas del
laboratorio, los cálculos y sus resultados.
La ingeniería inversa es el proceso en el que se estudia de qué está, cómo funciona
y cómo ha sido fabricado a partir de la pieza ya fabricada. Como su nombre
indica, es el proceso contrario al efectuado normalmente en la industria, la
fabricación de una pieza a partir del plano diseñado previamente.
Si un producto o material se obtiene mediante ingeniería inversa de manera
apropiada, se trata de un proceso legítimo y legal.
Así los productos genéricos realizados mediante la información que nos
La ingeniería inversa es un proceso mediante el cual se estudia la pieza hasta el
punto de conocer su funcionamiento y de poder modificarlo y mejorarlo si fuese
necesario.
El desarrollo del procedimiento de medida se realizará teniendo en cuenta los
aspectos relacionados con la metrología de la pieza mecánica.
1.2
ESTADO
DE
LA
CUESTIÓN
En las dos últimas décadas la ingeniería inversa ha evolucionado
representativamente, posibilitando un continuo mejoramiento de los procesos de
construcción de software, permitiendo a arquitectos y desarrolladores tener una
clara imagen del sistema que están construyendo, disminuyendo la posibilidad de
error al facilitar la verificación de la coherencia entre el código desarrollado y la
arquitectura propuesta, facilitando a su vez el mantenimiento y la adquisición de
conocimiento de sistemas heredados. Esto se evidencia en el surgimiento de un
número cada vez más amplio de herramientas de ingeniería inversa que ofrecen
múltiples funcionalidades. Pero, en realidad, cualquier producto puede ser objeto
de un análisis de Ingeniería Inversa.
El proyecto se basa en lo establecido por el CEMEl procedimiento de medida que
se va a desarrollar en el proyecto ha sido diseñado de acuerdo con el modelo
establecido por el CEM (Centro Español de Metrología), y por lo tanto se sigue un
esquema general establecido por él para el desarrollo de procedimientos.
De esta manera se persigue que el desarrollado en el presente proyecto sea dentro
1.3
MOTIVACIÓN
El principal motivo de este proyecto es la creación de un proceso de medición que
pueda ser utilizado en la industria, realizando las medidas con instrumentos de la
más alta precisión posible para realizar el plano de la pieza lo mejor posible.
Es un paso necesario para cualquier pieza. Esta importancia se ve incrementada si
la pieza debe interactuar con otra cuyo funcionamiento debe estar medido y
controlado al milímetro por la precisión que necesitan en su movimiento.
Este proceso además garantiza que le cliente se le ofrece lo que él ha comprado de
acuerdo con lo que necesite o exija.
Por lo tanto es necesario realizar un procedimiento de medida que pueda
garantizar, tanto a una empresa como a un cliente, que las medidas realizadas y las
introducidas en el plano se han realizado de manera fiable y correcta, siguiendo
unas normas establecidas.
1.4
OBJETIVOS DEL PROYECTO
El objetivo del proyecto es obtener un procedimiento de medida para hacer
ingeniería inversa a partir de una pieza mecánica, por tanto, se desea a partir de la
pieza mecánica llegar a realizar su plano indicando la precisión de dichas
magnitudes que se ven afectadas por las máquinas con las que realizaron dichas
medidas.
Para hacer ingeniería inversa se deben seguir unos pasos meticulosamente para
garantizar la calidad de dicho plano final:
- Croquis inicial con medidas del pie de rey
- Plano con los parámetros necesarios para facilitar el trabajo en el
laboratorio.
- Mediciones en el laboratorio con el brazo de medición por contacto,
Para cumplir el objetivo del proyecto es necesario también reunir dichas medidas
y calcular sus errores de medida y tenerlo en cuenta una vez se haga el plano final
para evaluar y estimar las tolerancias.
1.5
METODOLOGÍA DE TRABAJO
Para poder comenzar el trabajo en el laboratorio se necesita un croquis en donde
aparecen los parámetros a medir y como se medirán.
Para tener ese plano primero se realiza un croquis a mano alzada en donde
aparecen las vistas necesarias para realizar todas las medidas de mi pieza
mecánica. El croquis necesita medidas orientativas de mi pieza, para ello se usa
un pie de rey.
Una vez realizado el croquis se pasa a representar la pieza en 3D con Solid Edge
con las medidas del pie de rey. De ahí obtenemos las vistas que decidimos para
representar la pieza.
Con ese plano sin las medidas se decide qué parámetros harán falta medir
realmente y cómo se medirá de manera más eficiente y cómoda en el laboratorio
con sus máquinas correspondientes. Los nombres que se les pone a dichos
parámetros es necesario ponerlos en orden ya que luego será como se llamen en el
software posteriormente usado en las mediciones. Cuando se hagan las tablas
cualquier malentendido supondría no saber que se ha medido y se deberían repetir
las medidas.
Llegados a este punto se empiezan las mediciones en el laboratorio con precisión.
La primera máquina a usar es el brazo de medición por contacto o faro arm
usando su software correspondiente Calypso. El brazo de medición es la máquina
más precisa de las que voy a usar en el laboratorio.
Los datos se toman de punto a punto hasta tomar unos 10 puntos aleatorios de
cada superficie aproximadamente y Calypso convierte dichos puntos en una
son necesarias especificar en Calypso para nuestra pieza mecánica son planos,
cilindros y un cono, hay muchas más pero no nos hacen falta para la pieza. Estas
medidas se realizan en todas las superficies posibles de la pieza 10 veces
obteniendo 10 veces la pieza obtenida en Calypso. A continuación, con Calypso
se obtienen las distancias radios y diámetros que especifica el plano realizándose
una vez por cada medición de la pieza realizada, en este caso 10 veces distintas.
Cuando se realizan las mediciones de todos los parámetros posibles mediante el
brazo de medición con gran precisión se dispone a realizar las medidas que no
fueron posible con otros aparatos del que se disponen en el laboratorio.
Se eligen el Perfilómetro Mitutoyo Formpak y la Máquina de visión Mitutoyo. El
primero en usarse es el perfilómetro realizando las medidas del mayor número de
parámetros posibles por tener mayor precisión que la máquina de visión y el resto
de medidas se harán con la máquina de visión.
Con el perfilómetro se miden algunos ángulos, siempre que la punta de la
máquina llegue, y la zona ondulada. Para ello se coloca la punta del perfilómetro
encima de la pieza en la zona donde se quiere medir su geometría en un extremo
teniendo en cuenta hacia donde se moverá una vez empiece con la medida. Luego
se moverá de manera rectilínea el punta hasta su tope o hasta que se le indique.
Hay que tener en cuenta que es un aparato sensible y podría romperse frente a
obstáculos.
Y con la máquina de visión se medirán las medidas que falten.
Todas las medidas se realizan según lo establecido en el plano realizado al
principio y en el software de cada máquina se les ha denominado tal y como dice
el plano para saber que se está midiendo en cada momento y tener cierto orden en
las mediciones.
Para la posible realización de las medidas y el cuidado de las máquinas antes de
realizar cualquier medida en cualquier máquina es necesario formarse con dichos
aparatos y software.
Cuando se tienen todas las medidas realizadas en el laboratorio se hará una tabla
ese momento se revisa que no hayan mediciones atípicas por la posible mal
realización de dicha medida. Si se descubre alguna medición que está mal medida
se repite la medición para tener al final una tabla con medidas precisas.
1.6
CRONOGRAMA ESPERADO DEL PROYECTO
Este es el cronograma que se esperaba llevar a cabo durante el proyecto. Más
adelante se comprobará que hubo ciertas diferencias con respecto al que realmente
se efectuó.
Tabla 1.Cronograma previo al proyecto
Julio (intensivo
mañanas) Agosto-Septiembre Octubre-Diciembre Enero-Marzo Abril
Croquis
Decisión de parámetros a medir
y cómo medir
Mediciones en el
laboratorio
Memoria
Tablas con
resultados y cálculos
1.7
RECURSOS
A
EMPLEAR
En este proyecto los aparatos con el que se realizan las mediciones son: pie de rey,
brazo de medición por contacto, perfilómetro y máquina de visión.
Al comenzar el proyecto se necesita hacer un croquis en el cual se mide la pieza
con el pie de rey para poder realizar un primer plano mediante Solid Edge con los
parámetros necesarios insertados con el Word.
A continuación, con el plano de parámetros en mano, se mide la pieza 10 veces
con el brazo de medición por contacto adquiriendo gran precisión las mediciones.
El software que se utiliza para el brazo de medición por contacto es Calypso.
Se decide realizar con el perfilómetro las mediciones que no son posibles por su
geometría con el brazo de medición por contacto. Se pone en un extremo de la
superficie que queramos medir la punta del perfilómetro y recorre la superficie en
una recta describiendo dicha superficie para realizar la medida que se desee. Para
recoger las medidas del perfilómetro el software que se emplea es Formpak.
Para finalizar las mediciones del laboratorio se utiliza la máquina de visión
únicamente para el caso de que el perfilómetro no pueda realizar alguna medida
que haga falta por sus limitaciones al no poder llegar a todos los rincones.
Una vez terminado el trabajo del laboratorio lo que queda es realizar tablas
Capítulo 2
I
NTRODUCCIÓN GENERAL
2.1
CONCEPTO
DE
METROLOGÍA
Según la R.A.E. la metrología es: La ciencia que tiene por objeto el estudio el
estudio de los sistemas de pesas y medidas.
La metrología es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y
de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y
calibración periódica. Hay quien la definen como “el arte de las mediciones
correctas y confiables”. Las mediciones son importantes en la mayoría de los
procesos productivos e industriales, así como saber con qué precisión se realiza la
medición. La mayoría de las empresas, independientemente de su tamaño, tienen
“necesidades metrológicas”, aunque no siempre las reconocen como tales.
Empresarios y consumidores necesitan saber la precisión de los productos de la
empresa. Por eso las empresas deben contar con buenos instrumentos y
profesionales para obtener medidas cuya fiabilidad esté dentro de un rango dando
así la precisión necesaria.
2.2
UTILIDAD
DE
LA
METROLOGÍA
Algunas estadísticas señalan que un gran porcentaje de los fallos en una fábrica
están relacionados directamente con la falta de un adecuado sistema metrológico.
Este no solo se refiere al instrumento de medición, sino también al factor humano.
Es decir, se necesita de personal conformación metrológica para el correcto uso de
la maquinaria e interpretación de los resultados obtenidos. El error a la hora de
interpretar los resultados se deben tener en cuenta.
También hay que tener en cuenta que se debe cuidar los equipos de medición para
que estén en perfecto estado y sean capaces de proporcionar la precisión que se
espera a la medida.
2.3
HISTORIA
DE
LA
METROLOGÍA
Desde sus primeras manifestaciones, normalmente incluida dentro de la
antropología general, pasando por la arquitectura y la agrimensura, hasta las
transacciones comerciales, la propiedad de la tierra y el derecho a percibir rentas,
donde rápidamente se encuentra el rastro de alguna operación de medida, la
metrología, al igual que hoy, ha formado parte de la vida diaria de los pueblos.
Antes del Sistema Métrico Decimal, los humanos no tenían más remedio que
echar mano de lo que llevaban encima, su propio cuerpo, para contabilizar e
intercambiar productos. Así aparece el pie como unidad de medida útil para medir
pequeñas parcelas, del orden de la cantidad de suelo que uno necesita. Aparece el
codo, útil 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, útil para medir
terrenos más grandes, caminando por las lindes. Para medidas más pequeñas, de
objetos delicados, aparece la palma y, para menores longitudes, el dedo.
Pero hay un dedo más grueso que los demás, el pulgar, el cual puede incluirse en
adelante. Con ello, el pie puede dividirse por 3 o por 4 según convenga. Y
dividiendo la pulgada en 12 partes, se tiene la línea para medidas muy pequeñas.
Figura 2. Palma, cuarta, dedo y pulgada
Al necesitarse una relación 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 añade un
pie más, tenemos el grado o medio paso que es igual, por tanto, a un codo más 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. Así que una vez decidido cuanto mide un
pie, o un codo, todas las demás medidas se obtienen a partir de él, con lo cual
puede hacerse un primer esbozo de un sistema antropométrico coherente, como el
que muestra la Figura 3. Unidades antropométricas.
Hasta el Renacimiento, la mayor parte de la información existente sobre
metrología se refiere a su aplicación en las transacciones comerciales y en las
exacciones de impuestos. Solo a partir del Renacimiento se hace visible la
distinción entre metrología científica y otras actividades metrológicas, que
podríamos denominar “de aplicación”.
Una regla general observada a lo largo de la historia es que cuanto más barato es
un género, más deprisa se hace su medición y con menor precisión. Hoy día
diríamos que tanto la técnica de medición como el instrumento deben adaptarse a
la tolerancia de medida que deseamos comprobar y que, en efecto, mayores
tolerancias permiten una medición más rápida y menos cuidada.
Un hecho que parece claro es el de la aceptación del nacimiento de la ciencia,
entendida en el mismo sentido que hoy día, en la ciudad griega de Mileto, en el
siglo VI a.C. y, posteriormente, en la Alejandría de los Ptolomeos, hacia el año
250 a.C., nacida de una necesidad puramente práctica. La medición de largas
distancias, basándose en la semejanza de triángulos, según Tales, ha permitido el
levantamiento de planos por triangulación hasta nuestros días.
Antes del Renacimiento, el Imperio Bizantino jugó también un papel importante,
por ser su metrología el germen de los módulos árabes posteriores. Todos los
módulos empleados por Bizancio derivan de los griegos y de las aportaciones
romanas posteriores “helenizadas”, conduciendo a nombres griegos.
La Ciencia, entendida como tal, llegó al Islam con la dinastía de los Omeyas, que
en el año 661 trasladaron su capital a Damasco. En el año 827, el califa
Al-Ma’mun ordenó volver a medir el grado de meridiano, tratando de cotejar el
cálculo efectuado en su tiempo por Ptolomeo.
El primer erudito que estudió la metrología árabe parece que fue Sylvestre de
Sacy, el cual efectuó la traducción del tratado metrológico de Makrizi. Este
tratado es una recopilación del sistema de medidas y monetario empleado por los
árabes.
Posteriormente, entre el final del siglo XV y el XVIII, se consiguieron
metrología acompaña y precede en muchos casos a los avances científicos. Todo
esto tiene lugar cuando se establece con firmeza la superioridad del método
experimental frente a la especulación. A partir de esta idea, los científicos exigen
ya instrumentos cada vez más perfectos, pudiendo ser considerados como
metrólogos aquellos que fueron capaces de construirlos por sí mismos.
Durante el Renacimiento aparece en la metrología, a manos de Galileo, la
distinción entre propiedades mensurables y no mensurables de la materia.
2.3.1
CIENCIA Y METROLOGÍA EN ESPAÑA
En el último tercio del siglo XVIII, mientras en el plano internacional comienza
en Inglaterra la revolución industrial, ampliada a Estados Unidos a comienzos del
siglo XIX, de la mano de nombres como James Watt, Henry Maudslay, Eli
Whitney, considerado como el padre de la fabricación en masa, Joseph
Whitworth, etc., en España tiene lugar una actividad mitad científica, mitad
política, que se traduce en expediciones científicas a América, las cuales
atendieron tanto a las ciencias naturales, como a la hidrografía y al análisis
político del ámbito colonial, llegando a realizarse cerca de cuarenta expediciones
en el reinado de Carlos III y alrededor de treinta en el de Carlos IV.
Entre los componentes de estas expediciones destaca, como consecuencia de la
estructura existente, la presencia de la Armada, los ingenieros del Ejército y las
nuevas escuelas y observatorios militares. Desde el punto de vista de nuestro
interés por la Metrología, es de destacar la realizada por Antonio de Ulloa y Jorge
Juan, formando la delegación española de la expedición al Perú organizada por la
Academia de Ciencias francesa, encabezada por Godin, ayudado por La
Condamine, Bouguer y Jussieu, junto con el quiteño Pedro Vicente Maldonado.
La misión que iban a desarrollar constaba de dos fases bien diferenciadas; la
geodésica, consistente en triangular una distancia de unos 400 km a lo largo del
corredor interandino, aprovechando las cordilleras occidental y oriental para la
instalación de los puestos de observación, la cual les ocupó entre 1736 y 1739, y
bondad del resultado final; los derivados del instrumental científico empleado
(cuarto de circulo y barómetro) y aquellos asociados a la multitud de
verificaciones accesorias y observaciones complementarias cuyo objetivo era
depurar los datos, reduciendo los lados de la triangulación al nivel del mar. La
segunda fase se refiere a las observaciones astronómicas para determinar la
amplitud angular del arco triangulado.
Al regreso de dicha expedición, ambos expusieron sus trabajos: Jorge Juan
redactando las Observaciones astronómicas y phisicas hechas de Orden de su S.
Mag. en los reynos del Perú, y Ulloa la Relación histórica del viage. En su texto,
Jorge Juan mostraba sus conocimientos del análisis infinitesimal, su dominio de
las teorías de Huygens y Newton y sus posteriores desarrollos, realizando un
correcto análisis dinámico del movimiento circular aplicado al movimiento de
rotación de la Tierra. Jorge Juan fue finalmente director entre 1752 y 1766 de la
Academia de Guardamarinas de Cádiz, donde fundó un observatorio astronómico,
trasladado más tarde a San Fernando, donde en la actualidad se mantiene y
disemina el segundo, unidad básica de tiempo del Sistema SI.
En esta etapa, no solo en España sino también en el resto de los países, existía una
diversidad enorme de pesos y medidas, lo cual empezaba a obstaculizar el
comercio y el progreso industrial, ambos ya muy importantes, causando de paso
problemas a los recaudadores de impuestos de los Estados.
Aunque la primera propuesta aproximada de lo que luego sería el sistema métrico
decimal parece que fue hecha en 1670 por el francés Gabriel Mouton, dicha
propuesta sería discutida y manipulada durante más de 120 años, siendo
finalmente Talleyrand el que, en 1790, la suscribió ante la Asamblea Nacional
francesa. En los distintos países se expresaban las mismas opiniones respecto a la
variedad de medidas existente. Delambre escribía: “Asombrosa y escandalosa
diversidad”. Talleyrand: “...una variedad cuyo solo estudio espanta”. Pero la idea
de unificar los pesos y medidas era, como siempre ha sido, una revolución social,
España jugó su papel en los trabajos de determinación de la longitud del arco de
meridiano, al igual que ocurriera con la expedición al Perú; en este caso, por
formar parte su territorio de la medición, ya que la Asamblea francesa había
determinado realizar la medición entre Dunquerque y Barcelona, ciudades
situadas casi simétricamente a ambos lados del paralelo 45, estando asentadas al
nivel del mar.
En España, los intentos de unificación de sus sistemas de medidas habían
fracasado uno tras otro. Las “medidas y pesos legales de Castilla” no comenzaron
a utilizarse hasta los tiempos de Carlos IV, el cual, en 1801 promulgó la Ley sobre
“Igualación de pesos y medidas para todo el Reino por las normas que se
expresan”. Conscientes nuestros ilustrados de la necesidad de disponer de un
sistema único, se formó una comisión de cuyos trabajos se dio cuenta en informes
oficiales. Sin embargo, al final, todos estos trabajos resultaron inútiles, ya que
antes de que se implantara un nuevo sistema unificado, apareció el sistema
métrico decimal y los miembros de la Comisión decidieron apoyarlo.
Cuando, en 19 de julio de 1849, Isabel II sanciona la Ley de Pesas y Medidas, la
cual introduce en nuestra legislación el sistema métrico decimal y su
nomenclatura científica, así como los Reales Decretos y Órdenes para su
aplicación, se acomete por tercera vez en la legislación española la unificación de
las pesas y medidas.
Sin embargo, lo que hizo falta fue alguien que, estuviese convencido de que el
sistema métrico decimal era el único camino para atajar la heredada diversidad
metrológica. Este personaje fue Bravo Murillo, que llegó a ministro precisamente
en 1849, y que luego alcanzaría la Presidencia del Gobierno.
Esta Ley de 19 de julio de 1849, que puede considerarse como la primera ley
fundamental de la metrología española, dejaba claramente establecido el concepto
de uniformidad: “En todos los dominios españoles habrá solo un sistema de
medidas y pesas”. “La unidad fundamental de este sistema será igual en longitud a
la diezmillonésima parte del arco del meridiano que va del Polo Norte al Ecuador
este metro, hecho de platino, que se guarda en el Conservatorio de Artes y que fue
calculado por D. Gabriel Ciscar y construido y ajustado por él mismo y D.
Agustín de Pedrayes, se declara patrón prototipo legal y con arreglo a él se
ajustarán todos los del reino”.
“El mismo 19 de julio fueron nombrados los miembros de una Comisión de Pesos
y Medidas, con la misión de garantizar la reforma emprendida por el Estado. El
primero de sus trabajos fue el de conseguir prototipos acreditados del metro y del
kilogramo. Para ello, Joaquín Alfonso, miembro de la Comisión y director del
Conservatorio de Artes, estableció en París contactos con los mejores fabricantes
de instrumentos de precisión de la época, Froment y Gambey, adquiriendo un
metro de platino de sección triangular, un kilogramo cilíndrico también de platino
y un comparador de longitudes que apreciaba centésimas de milímetro, aparte de
otro material diverso, quedando todo ello instalado en el Conservatorio de Artes a
finales de 1850.
Su segunda tarea consistió en el cotejo de los pesos y medidas tradicionales de
todas las capitales de provincia. Enviados los datos por los distintos Gobernadores
Civiles, en respuesta a una circular enviada por Bravo Murillo.
La tercera de las tareas, que consistía en poner a disposición de las capitales de
provincia colecciones métricas, continuando después con las poblaciones cabeza
de partido, iba a resultar más difícil, pues eran necesarias al menos 1200
colecciones, mientras que la industria de la época solo era capaz de fabricar 28
por año. Por ello, un Decreto de 31 de diciembre de 1852 aplazaba en un año la
introducción del sistema métrico. Sucesivos decretos por la misma causa fueron
retrasando la obligatoriedad del sistema métrico y no fue hasta diciembre de 1860,
en que la Comisión de Pesos y Medidas se transformó en Permanente, que se
recuperó el ritmo de los trabajos facultativos.
Tras haber publicado millares de tablas de reducción entre las medidas antiguas y
las nuevas, y haber distribuido millares de colecciones por todos los municipios
de más de 2000 habitantes, junto con la creación de un servicio de
estaba dispuesto para declarar el sistema métrico obligatorio en 1868, pero nuevos
problemas asociados a su puesta en práctica, la resistencia de algunos gremios, el
estado de revolución política, etc., fueron retrasando esta obligatoriedad, y hubo
que esperar hasta el importante decreto de 14 de febrero de 1879, para ver
plasmada la obligatoriedad del sistema métrico decimal a partir del 1 de julio de
1880.
En 1892 el Gobierno se hizo cargo de las copias del nuevo metro y kilogramo de
platino-iridiado que le correspondían como país firmante del Convenio
Diplomático del Metro, y fueron depositadas en los locales de la Comisión
Permanente de Pesas y Medidas, ubicada en la sede del Instituto Geográfico y
Estadístico, declarándose legales para España mediante una nueva ley de 8 de
julio de 1892.
El siglo XX aportaría nuevas necesidades de precisión a las sucesivas definiciones
del metro y de otras unidades, dando lugar a un sistema internacional de unidades
para la ciencia y la técnica, basado en el sistema métrico.
Retomando la evolución de la ciencia en España, precisamente en 1852 había
nacido Leonardo Torres Quevedo, figura que debemos destacar por contribuir a
que mejorase la situación institucional de la ciencia y tecnología españolas, a
través de la creación de unos centros pioneros en la España de la época, y por
haber apoyado la construcción de un Laboratorio Nacional, como veremos más
adelante.
Con esta exposición en paralelo entre ciencia y metrología, pretendemos mostrar
no solo los aspectos técnicos sino también las Instituciones que fueron
apareciendo en España, a la vez que la Metrología permanecía en manos del
Instituto Geográfico, hasta que la Comisión de Metrología y Metrotécnia se
desligó orgánicamente del Instituto y sufrió su propia evolución.
En 1910, vio la luz una “Asociación de Laboratorios para el fomento de las
investigaciones científicas y los estudios experimentales”, tras la propuesta
realizada por Torres Quevedo en 1909 ante la Junta para Ampliación de Estudios,
material científico y facilitar medios de realizar aquellos estudios experimentales
que se juzgaran de interés para el progreso de la Ciencia”.
Más importantes fueron las aportaciones de otro organismo, el Instituto de
Material Científico, creado por Real Decreto de 7 de marzo de 1911. Este Instituto
se fundó para unificar y ordenar, en una sola partida económica, las cantidades
destinadas a la compra de material científico para los centros docentes, y de otro
tipo, del Estado, que hasta entonces hacían cuanto podían de manera
desorganizada. En principio, su creación implicaba a todas las disciplinas, física,
química, ciencias naturales, medicina, etc.
Torres Quevedo, según Sánchez Ron, puede decirse que no tuvo éxito en cuanto a
que no tuvo capacidad de afectar de forma permanente a la incidencia de la
tecnología en la vida y cultura científica española. Su puesto, por ejemplo, de
vocal en la Junta para Ampliación de Estudios, a pesar de apoyar la idea de que se
crease un Laboratorio Nacional, éste no vería la luz hasta muchos años más tarde,
en 1990, con la creación del Centro Español de Metrología (CEM).
La Junta para Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas (JAE) se creó
en 1907, como institución autónoma dependiente del Ministerio de Instrucción
Pública, inspirada en la ideología que caracterizaba a la Institución Libre de
Enseñanza.
Un hecho que pudo haber sido fundamental para la metrología española es el que
Sánchez Ron cita respecto al congreso que la Asociación Española para el
Progreso de las Ciencias celebró en Sevilla en 1917. “El teniente de Artillería
Fernando Sanz presentó una memoria relativa a la conveniencia de establecer en
España un Laboratorio Nacional análogo a los que ya funcionaban con nombres
semejantes en Alemania (PTR, 1887), Estados Unidos (NBS, 1902) y Gran
Bretaña (NPL, 1903), y cuyas creaciones se deben entender como necesidad de
sus desarrollos industriales. Tras la lectura de esta memoria, Leonardo Torres
Quevedo hizo uso de la palabra, proponiendo que “este importantísimo tema fuese
de Torres Quevedo era totalmente lógico por cuanto desde 1904 dirigía el Centro
de Ensayos de Aeronáutica y Laboratorio de Automática en Madrid.
La Asociación solicitó opiniones de varios militares, ingenieros y catedráticos
miembros de la Asociación, dando como resultado un documento titulado
“Instituto para el progreso técnico de la industria. Bases para la organización del
Laboratorio Nacional”, que se sometió a la consideración del Gobierno con un
escrito dirigido al presidente del Consejo de Ministros.
Es útil comprobar cómo en este documento las necesidades de la industria
nacional figuraban entre los objetivos del centro.
Cabe decir que el Gobierno encontró muy razonable la propuesta y nombró una
comisión para estudiarla.
Aunque el propio Sánchez Ron manifiesta no haber podido averiguar los detalles
subsiguientes, el resultado final fue que no se creó el Laboratorio Nacional.
Cuando menos cabe argumentar que en 1919 no existían en España los grandes
grupos de presión suficientes como para llevar adelante semejante iniciativa, a
pesar de la - en principio - actitud favorable del Gobierno; ausencia ésta que no es
sino manifestación de la precariedad de una industria lo suficientemente
desarrollada como para plantearse problemas técnicos que necesitasen de un
centro técnico avanzado para su solución”
Pero, aparte de las consideraciones anteriores, ¿habría algún otro condicionante u
oposición, por parte de la Institución responsable de la metrología en aquella
época, que impidiera tal creación? No debe olvidarse que la propuesta de creación
de este Laboratorio Nacional tuvo lugar en 1917, justamente un año después de
que el Laboratorio de Investigaciones Físicas se quedara sin su sección de
Metrología. Sería interesante bucear en los archivos y tratar de hallar algo más
relacionado con esta cuestión. Si en este momento se hubiera decidido la creación
de dicho Laboratorio Nacional, aunque hubiera sido necesario trasladar o
depositar en él los patrones con los que contaba la Comisión de Pesas y Medidas,
el Laboratorio estaría integrado en la actualidad dentro de la estructura del CSIC,
como pasó con otras Instituciones y laboratorios, tras la guerra civil.
El Laboratorio de Investigaciones Físicas, dirigido por Blas Cabrera, estaba
instalado en el Palacio de la Industria y de las Artes, y contaba inicialmente con
cuatro secciones: Metrología, Electricidad, Espectrometría y Química Física. En
1914, el físico Jerónimo Vecino se hizo cargo del área de Metrología, año en el
que se trasladó a Santiago de Compostela, y al año siguiente, definitivamente, a la
cátedra obtenida en Zaragoza, con lo que no quedó nadie con conocimientos
suficientes de Metrología, aprovechándose la ocasión para emplear en otro campo
los recursos que ésta había tenido asignados.
Sin embargo, la guerra civil causó la marcha al exilio de Blas Cabrera, el cual
fallecería en México el 1 de agosto de 1945. Por su parte, Miguel Catalán, no
abandonó España, pero sufrió las consecuencias de su relación con la JAE y con
las personas con las que había trabajado, constituyendo un buen ejemplo de exilio
interior. Tras la guerra civil, Catalán se encontró con que le estaba vedado el
regreso a su cátedra de la Universidad de Madrid, aunque oficialmente seguía
manteniéndola. Además, el acceso a su laboratorio del Instituto Nacional de Física
y Química, ahora perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones
Científicas, creado por el Gobierno del general Franco para sustituir a la antigua
JAE, le estaba vedado. Casi siete años tardó Miguel Catalán en recuperar de
manera efectiva su cátedra, y todo ello gracias a numerosos apoyos de eminentes
científicos extranjeros, que no dejaron de interesarse por su caso.
Su prestigio científico, la recuperación de su cátedra, así como llamadas que se le
hacían desde Estados Unidos, favorecieron su entrada final en el CSIC, aunque no
en su viejo Instituto, sino en el Instituto de Óptica “Daza de Valdés”, dirigido por
José María Otero Navascués, quien en 1950 lo nombró Jefe del Departamento de
Espectros. Allí se constituyó un buen equipo, dedicándose a temas relacionados
con la estructura de espectros de distintos elementos.
En este Instituto, creado oficialmente en marzo de 1946, Otero Navascués, quien
