Artículos anteriores: Una obsesión del hombre: medir. Pero ¿cómo medir? – ¿Qué son las tolerancias?
Ya hablamos que las tolerancias nos sirven para controlar las medidas, y establecer unos márgenes en los cuales se puede aceptar una medición realizada como correcta. Pero necesitamos alguna cosilla más como conocer la apreciación de los instrumentos de medición, también denominada sensibilidad.
Vamos a visitar a nuestro amigo Andrés, que fabrica las piezas para los Cubirruvi. Finalmente tenía ciertas restricciones a la hora de fabricar: inyectar piezas entre 9,8mm y 10,2mm. Como os he dicho que la precisión es una cualidad de los útiles de medición, vamos a ver con qué está midiendo Andrés…
¡No hombre no! Con la regla que utilizabas para ir a clase de dibujo no puedes medir esto… Una regla es un instrumento de medición, cuya apreciación es de 1mm, como mucho de 0,5mm (separación entre las rayas que vemos grabadas en ella). Además no es un instrumento que asegure que la medición sea precisa como en otros instrumentos que veremos más adelante. Igualmente, la regla de Andrés nos permite medir con una apreciación milimétrica (de 1mm en 1mm):
1 – 2 – 3 – 4 – 5…………18 – 19 – 20 – 21……….64 – 65 – 66 – 67
Si Andrés quiere saber qué medidas tienen realmente las piezas que está fabricando, necesitará como mínimo una apreciación decimal, 0,1 mm (un mm partido 10 veces), porque las medidas permitidas, van desde 9,8mm, hasta 10,2mm, o sea, se mueven de décima en décima. Si medimos y sale 9,8mm es correcta, pero 9,7mm no, y por arriba 10,2mm será correcta, y 10,3mm ya no.
Si un instrumento tiene una apreciación como la indicada 0,1mm, significará que podremos apreciar según ese intervalo, así podremos medir piezas desde (en mm):
0,1 – 0,2 – 0,3 – 0,4 – 0,5……..1,0 – 1,1 – 1,2 – 1,3………23,5 – 23,6 – 23,7 – 23,8 (aquí tenéis una simulación que explicaré en el siguiente artículo)
Con un instrumento que tenga una apreciación de 0,05mm:
0,05 – 0,1 – 0,15 – 0,2 – 0,25 – 0,3……..1,05 – 1,1 – 1,15 – 1,2………23,55 – 23,6 – 23,65 – 23,7 (como este)
Con un instrumento que tenga una apreciación de 0,02mm:
0,02 – 0,04 – 0,06 – 0,08 – 0,10 – 0,12……..1,08 – 1,10 – 1,12 – 1,14………23,54 – 23,56 – 23,58 – 23,60 (como este)
Así que está claro, que con la regla no detectará si la pieza hace 10,3mm ó 9,6mm, que estarían mal. Y como somos unos chivatos, hemos avisado a Fede, que rápidamente mediante el Departamento de Calidad, le ha hecho comprarse un instrumento con mayor apreciación (y con su certificado correspondiente para que los laboratorios también se llenen los bolsillos).
Así, definimos la apreciación de un instrumento de medida, como la capacidad para medir entre los intervalos indicados. Un instrumento será de mayor apreciación, cuanto más pequeño sea ese intervalo.
Una balanza de mercado (fijaros la próxima vez), suele medir en kilogramos[kg], con intervalos de 0,005kg, o sea, cada 5 gramos[g], así para pesar: 5g / 100g / 2kg, aparecería en el visor: 0,005kg / 0,100kg / 2,000kg.
En cambio, una balanza de laboratorio, suele medir en gramos, con intervalos de 0,0005g, o sea, hasta 0,5miligramos[mg], así para pesar: 0,5mg /5mg /0,5g / 5g, aparecería en el visor: 0,0005g / 0,0050g / 0,5000g / 5,0000g.
En resumen, las tolerancias afectan a los valores de las medidas, y la apreciación afecta a los instrumentos que utilizamos para medir. En el ejemplo que vimos del GPS, dijimos que la medida del aparato tendría una apreciación de 10metros, pero si lo definimos desde el punto de vista de apreciación del aparato, su apreciación será de 10m respecto al punto que nos indique en el visor en cada momento.
Y la pregunta del millón ¿cuando necesito tener más apreciación o menos? Pues igual que en el campo de las tolerancias, ser restrictivo es caro, y a veces innecesario. Cuanto más aprecie un aparato, mayor será su coste y mantenimiento, pero todo dependerá de la necesidad, observar el ejemplo del mercado y el laboratorio, es bastante significativo…
Como podéis imaginar, para medir existen instrumentos de medición con bastante apreciación, y mucho más fiables que una regla, o un flexómetro, así que iremos hablando de ellos en próximos artículos: El proyector de perfiles, las galgas, el pie de rey o calibre, el micrómetro…pero también balanzas, calibres y algunos instrumentos comunes más.
Corrección 2012: Después de muchos años colgado, corrijo el título y términos del artículo, pues como bien apuntan en un comentario, cometí el error de hablar de precisión, cuando estaba explicando la apreciación de un instrumento de medición.
Federico Juan Andrés Sobedal de los Pazos Ortega Frondón, es diseñador de cubos de Rubik falsos para el mercado internacional de mayores de 75 años con lumbago, el “Cubirruvi”. Constructivamente, un Cubirruvi es un conjunto de piezas de plástico, que al estar montadas deben permitir movimiento entre sí, sino sería como un dado de porcelana. Nos centramos en los cubos que lo componen: Fede, acorto, al diseñar estos cubos, establece en el plano una medida de 10 milímetros [mm] para la distancia entre las caras de los cubos, acota “10mm” sin más información.
Ambas soluciones actúan de la misma manera, se trata de limitar cuanto puede medir por arriba y por abajo la dimensión que aparece en el plano, a eso se le llama tolerancia, en este caso de fabricación, y que no tiene nada que ver con el problema que tienen (otros), con el uso prolongado de estupefacientes. Fede ha decidido acotar ahora, 10±0,2mm. Eso significa que Andrés sólo podrá fabricar piezas que hagan como mínimo 9,8mm y como máximo 10,2mm, asunto arreglado.
Acabo con otro ejemplo muy familiar, que me ha venido a la cabeza ahora mismo, concretamente ha entrado por la entrada del km. 6. Cuando compramos un GPS, nos dicen que el GPS nos sitúa en una zona aproximada de 10m a la posición que estamos. Eso quiere decir que, aunque el aparato nos avise que hemos llegado al kilómetro 0 español, podríamos estar en cualquier punto dentro del círculo que os he marcado en la imagen (esta hecho a ojo de buen cubero). O sea, las coordenadas que nos refleja en el visor del GPS, deberían tener un ±Xº para ser honestos y correctos. Esto es así porque hablamos desde el punto de vista de la medida, si habláramos desde el punto de vista del aparato, debemos leer el próximo artículo sobre la precisión de los aparatos de medida. (Gracias a un mensaje de David, he intentado aclarar lo escrito inicialmente aquí)
–Gripaje (en inglés seize o seize up): del gripaje ya hablamos anteriormente. Es un término muy común en el mundo del motor. Cuando un equipo se queda sin engrase, os comenté que se genera calor por el rozamiento, se dilatan las piezas, y a tomar por culo (perdón). Pero también se junta con este tipo de desgaste, que debido a la afinidad química entre las piezas, tienen mayor facilidad para engancharse “y liarla” (lo que sucede es que se sueldan y imposibilitan el movimiento).
Los humanos funcionamos en muchos aspectos como máquinas, tenemos sistemas hidráulicos (sanguíneos), sistemas eléctricos (neuronales), y bastantes sistemas mecánicos, como las articulaciones. En este caso os presento la articulación de la cadera.
Desgaste abrasivo: es el que provoca una superficie sobre otra cuando existen protuberancias en el material más duro, que se clavan en el otro. Volviendo a la hamburguesa que mostré en el artículo de la fricción, donde os comenté que las superficie vistas desde muy cerca (tendríais que ser tan pequeño como Pablo Motos para verlas así), no son lisas y tienen muchísimas protuberancias. Si nos acercamos, veremos que básicamente lo que sucede es que el material más duro, al clavarse en el otro, arranca trozos del material (llamado indentación, ranurado o esclopeado), o rompe las crestas del material más blando (llamado pulido). Si cogéis un tenedor y lo arrastráis por encima de un taco de mantequilla, observaréis como funciona. Los mecanizados, son procesos de desgaste abrasivo, pero controlados y provocados.
Desgaste adhesivo: este tipo de desgaste se da entre materiales iguales o parecidos, ya que al tener mayor afinidad, se transfieren moléculas entre ellos, que se pegan, y al continuar el movimiento relativo entre las dos superficies, se arrancan y desprenden. Para no alargar el artículo os hablaré otro día de tipos de desgaste adhesivo, que es muy interesante. Este lo podéis observar si os frotáis las manos (recordar que con la fricción se crea calor), hacerlo con vuestros dedos índices sólo, al final aparecerán entre ellos “unas virutas”, pues eso son células de la piel que por afinidad se enganchan entre ellas, se desprenden y acaban formando ese macarrón (me parto de veros en casa o en el trabajo frontando los dedos).
Desgaste por erosión: este es fácil de entender, porque básicamente es el que se produce por acción de un fluido (líquido o gas), en el que cualquier tipo de partícula arrastrada, al impactar sobre la cualquier superficie, arranca pequeños trozos de ella. Como podéis imaginar este es puñetero, porque cuando más impactos, más partículas arrancas y más problemas puedes tener en tu instalación. No tiene porque ser sólo en tuberías, dos piezas entre las que exista un espacio donde se pueda “colar” una partícula, puede hace un buen destrozo. Este lo podéis hacer el próximo día que vayáis a la playa, o que os acerquéis a una obra, con una hoja de papel hacéis un canuto (de qué me suena a mí esto), y echáis arena sin parar, al final el papel se perforará, y podréis volver a casa…
Desgaste por fatiga: este tipo de desgaste viene habitualmente provocado primero por un número 1 ó 2 (parecen platos combinados), y cuando tenemos una partícula que queda atrapado entre dos superficies, marca o se clava en una de ellas, lo que provoca grietas, dislocaciones (cambios en la estructura del material), o roturas. En la imagen podéis ver como una partícula “se ha clavado” sobre la superficie, y esto ha provocado que por acción mecánica (esfuerzos), una grieta se propague, y acabe destrozando la pieza. No se me ocurre como podéis probar esto…se aceptan aportaciones.
Siguiendo a nivel microscópico, los lubricantes actúan como numerosas capas compuestas de bolitas, que permiten el deslizamiento de unas entre otras, así la pieza que pongamos encima de otra lubricada, tendrá facilidad para moverse “sin quedarse clavada”. Si cuando vais a fregar los platos en casa (ayudar en casa…), y intentáis arrastrar un plato por los mármoles (o madera o granito o…), notaréis como “roza” una superficie sobre otra, pero si ponéis algo de jabón (aprovecharlo luego), notaréis como el plato se desliza más fácilmente ahora…
Para entender cómo se produce realmente la fricción, tendremos que bajar a un nivel microscópico, así que ahora os hago un dibujito con su zoom correspondiente (eso que parece una hamburguesa vacía).
