📏 Medir en ciencia: el SI y los datos
Las unidades del SI, los prefijos que se usan en biología y cómo se leen una tabla y una gráfica.
Por qué todos los científicos miden igual
Un número sin unidad no es un dato. «La dosis es 5» no significa nada: cinco miligramos, cinco gramos y cinco mililitros son tres cosas distintas y una de ellas puede matar a un paciente.
Por eso la ciencia acordó un solo sistema, el Sistema Internacional de Unidades —SI, por sus siglas en francés—, que es la versión moderna del sistema métrico decimal. Sus ventajas son dos: todo el mundo entiende lo mismo al leer un artículo, y las conversiones son de mover el punto decimal, porque todo va de diez en diez.
En biología se usan sobre todo cuatro magnitudes: longitud en metros, masa en gramos o kilogramos, volumen en litros y temperatura en grados Celsius. Y casi siempre con prefijo, porque lo vivo rara vez mide un metro exacto.
Dato: En 1999 la NASA perdió la sonda Mars Climate Orbiter porque un equipo trabajó en unidades del sistema inglés y otro en unidades del SI. Costó unos 125 millones de dólares no ponerse de acuerdo en las unidades.
Los prefijos que hay que traer aprendidos
Un prefijo multiplica o divide la unidad por una potencia de diez, y siempre significa lo mismo esté donde esté: mili es la milésima parte, se pegue a un metro, a un gramo o a un litro.
En biología no se necesitan los quince: con estos cinco se lee todo el libro.
kilo (k): mil veces la unidad
1 kg = 1 000 g. Se usa para masas grandes: el peso de un animal, la biomasa de una parcela.
centi (c): la centésima parte
1 cm = 0.01 m, o sea que 100 cm hacen 1 m. Es la unidad de casi cualquier medida que se tome con regla en el laboratorio.
mili (m): la milésima parte
1 mm = 0.001 m y 1 mL = 0.001 L. El mililitro es la unidad reina del laboratorio, y equivale exactamente a un centímetro cúbico.
micro (μ): la millonésima parte
1 μm = 0.000001 m. Es la escala de las células: casi todo lo que se ve en un microscopio óptico se mide en micrómetros.
nano (n): la mil millonésima parte
1 nm = 0.000000001 m. Es la escala de las moléculas: el ancho de la doble hélice del ADN y el tamaño de los virus.
| Aspecto | Igualdad | Cuántas veces |
|---|---|---|
| Longitud | 1 m = 1 000 mm | mil milímetros en un metro |
| Longitud pequeña | 1 mm = 1 000 μm | mil micrómetros en un milímetro |
| Longitud diminuta | 1 μm = 1 000 nm | mil nanómetros en un micrómetro |
| Masa | 1 kg = 1 000 000 mg | un millón de miligramos en un kilogramo |
| Volumen | 1 L = 1 000 mL | mil mililitros en un litro |
| Volumen equivalente | 1 mL = 1 cm³ | son la misma cantidad, con dos nombres |
Dato: Los prefijos se encadenan: como 1 m = 1 000 mm y 1 mm = 1 000 μm, entonces 1 m = 1 000 000 μm. Cada salto de prefijo en esta escala es de tres ceros.
La escala de lo vivo
Esta es la tabla que hace que el resto del libro se pueda imaginar. Todo lo de la unidad de la célula vive entre el nanómetro y el micrómetro, y por eso hace falta un microscopio para verlo.
| Qué es | Cuánto mide | Con qué se ve | Lo que hay que saber |
|---|---|---|---|
| Átomo | unas décimas de nm | Con ninguno de los dos | Está tres órdenes de magnitud por debajo de lo que ve un microscopio de escuela. |
| Ancho del ADN | 2 nm | Microscopio electrónico | Mide 2 nm de ancho, y el ADN de una sola célula tuya mediría unos dos metros estirado. |
| Virus | de 20 a 300 nm | Microscopio electrónico | Por eso no se supo cómo eran hasta bien entrado el siglo XX. |
| Bacteria | de 1 a 10 μm | Microscopio óptico | Se ven como puntitos. Una bacteria común es unas cien veces más grande que un virus. |
| Célula animal | de 10 a 100 μm | Microscopio óptico | Un glóbulo rojo mide unos 7 μm; un óvulo humano, unos 120 μm. |
| Lo que ve el ojo | desde unos 100 μm | A simple vista | Por debajo de una décima de milímetro ya no distingues nada: ahí empieza el microscopio. |
Dato: Puestos en escala, si una célula animal fuera del tamaño de un salón de clases, una bacteria sería una mochila y un virus una moneda de diez pesos.
Datos: cuantitativos y cualitativos
Los datos que se recogen en un experimento vienen en dos formas, y las dos sirven.
Los cuantitativos son números con unidad: 12.4 cm, 37.2 °C, 15 mL. Se pueden promediar, graficar y comparar entre grupos, y son los que sostienen una conclusión.
Los cualitativos son descripciones: «las hojas se pusieron amarillas», «el olor cambió», «la solución quedó turbia». No se promedian, pero muchas veces son los que avisan de algo que nadie estaba midiendo.
Un buen registro trae los dos, se anota en el momento y no al final de memoria, y se escribe siempre con su unidad. Un cuaderno lleno de números sin unidades es un cuaderno que ya no sirve para nada al día siguiente.
Dato: Cuando se repite una medición varias veces, se reporta el promedio, no la que salió más bonita. Elegir el dato que conviene tiene nombre y es la peor falta que se puede cometer en un laboratorio.
Leer una gráfica sin que te la cuenten
Una tabla guarda los datos; una gráfica los hace visibles. La regla del eje es fija y no cambia nunca: la variable independiente —lo que tú cambiaste— va en el eje horizontal, y la dependiente —lo que mediste— en el vertical.
Al graficar puntos experimentales se traza una línea que siga el patrón general, no una que una punto por punto: los datos reales traen ruido, y el zigzag de unir todos los puntos sugiere un comportamiento que no existe.
Y hay tres preguntas que conviene hacerle a cualquier gráfica, también a las de una noticia: qué dice cada eje, en qué unidades está, y si el eje vertical empieza en cero. Un eje que empieza en 90 en vez de en 0 hace que una diferencia mínima se vea como un abismo, y esa es la manera más común de mentir con datos verdaderos.
Dato: Extrapolar es estimar más allá de los datos que tienes; interpolar es estimar entre dos datos que sí mediste. Interpolar suele ser seguro; extrapolar es donde se cometen los errores de predicción.
Basado en: Biggs, Biología, cap. 1 «El estudio de la vida», sección 3.