Un sistema de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades:
Particularmente en el análisis estructural y, en términos generales, en el ámbito de la construcción, utilizamos por lo general algunos grupos específicos de medidas o unidades: Las de longitud, como m y cm; las de volumen, como m3 o pié3; las de masa, como Kg o Ton; y las de presión, como Kg/cm2, MPa o kN.
Cuando entramos por primera vez al ámbito del análisis estructural no nos queda claro porqué son tan importantes las unidades de medida.
Vamos a resolver un pequeño problema y luego vamos a comentar la importancia de las unidades de medida:
Imagina una alberca que en vez de estar llena de agua está llena de arena. Supon entonces que tienes un tambo con capacidad de 200 litros. Debes colocarlo sobre la superficie de arena y llenarlo con agua sin que se hunda. ¿Es posible? ...En la alberca, la superficie de arena puede soportar una carga máxima de 0.5 kg/cm2. Sabemos que 200 litros de agua pesan 200 kg (No consideraremos el peso del tambo). La base del tambo es plana y tiene un diámetro de 60 cm.
Suponiendo que colocas el tambo vacío sobre la superficie de arena y después lo vas llenando con agua de forma homogénea, determina:
- Una vez que se encuentre el tambo lleno, ¿la superficie de arena será capaz de resistir su peso?
- ¿Cuál es el esfuerzo de compresión que provoca el tambo lleno en la superficie de arena en donde está colocado?
- ¿Cuál es el límite de carga que puede soportar la superficie de arena en él área en que descansa el tambo?
- ¿Qué unidades utilizaste para resolver el problema?
- ¿Qué importancia tienen dichas unidades?
Sistema Internacional de Unidades
El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI del francés: Le Système International d'Unités), también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en todos los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como «sistema métrico», especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol. Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del Sistema Internacional, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como «la masa del prototipo internacional del kilogramo», el cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y su intercambiabilidad.
(Nota: Los tres únicos países que no han adoptado el Sistema Internacional de Unidades como prioritario o único en su legislación; Birmania, Liberia y Estados Unidos).
Conversión de unidades
La conversión de unidades es la transformación de una unidad en otra.
Este proceso se realiza con el uso de los factores de conversión y las muy útiles tablas de conversión.
Bastaría multiplicar por una fracción (factor de conversión) y el resultado es otra medida equivalente, en la que han cambiado las unidades.
Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo si queremos pasar 8 metros a yardas, lo único que tenemos que hacer es multiplicar 8 x (0.914)=7.312 yardas.
Lo que debemos recordar antes de hacer conversión
de unidades:
- Solo podemos convertir unidades que pertenecen a un mismo tipo o grupo. Obviamente no podemos convertir metros en kilos o metros cubicos en pies.
- Ejemplo 1: pasar 15 pulgadas a centímetros (factor de conversión: 1 pulgada = 2,54 cm)
- 15 pulgadas × (2,54 cm / 1 pulgada) = 15 × 2,54 cm = 38,1 cm
- Sistema Internacional de Unidades o SI: es el sistema más usado. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin, la candela y el mol. Las demás unidades son derivadas del Sistema Internacional.
- Sistema métrico decimal: primer sistema unificado de medidas.
- Sistema cegesimal o CGS: denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro, el gramo y el segundo.
- Sistema Natural: en el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes físicas valgan exactamente 1.
- Sistema técnico de unidades: derivado del sistema métrico con unidades del anterior. Este sistema está en desuso.
- Sistema anglosajón de unidades: aún utilizado en algunos países anglosajones. Muchos de ellos lo están reemplazando por el Sistema Internacional de Unidades.
