Un kilo dejará de pesar un kilo: cómo va a afectar a la vida diaria

Las más altas autoridades científicas de pesos y medidas en todo el mundo se reunirán en París el próximo viernes 16 de noviembre para modificar la definición del kilogramo, el kelvin, el ampere y el mol. Su implementación, según los expertos, tendrá un gran impacto en el campo científico y tecnológico.

Sistema Internacional de Unidades

Se trata de la mayor revisión del Sistema Internacional de Unidades (SI) desde su instauración en 1960, que tendrá lugar en el marco de la Conferencia General de Pesas y Medidas. Los cambios entrarán en vigencia en mayo de 2019 y suponen las redefiniciones del ampere, el kilogramo, el kelvin y el mol; y la reformulación del metro, el segundo y la candela.

Alto nivel de exactitud

“A partir de ahora todas las unidades se definirán en base a constantes de referencia, en lugar de artefactos, propiedades de materiales o experimentos teóricos irrealizables, como sucede en la actualidad. Esto permitirá a los científicos que trabajan con el más alto nivel de exactitud realizar las unidades en diferentes lugares o momentos, con cualquier experimento apropiado y en cualquier valor de la escala”, destacó a Infobae Héctor Laiz, gerente de Metrología Calidad y Ambiente del Instituto Nacional de Tecnología Industrial(INTI) y miembro del Comité Internacional de Pesas y Medidas, que participará de la conferencia como parte de la delegación argentina.

Revisión histórica

Si bien el sistema ha sido revisado en diversas oportunidades, es la primera vez en la historia que se redefinen cuatro unidades base a la vez con colaboraciones simultáneas en todo el mundo.

“Este cambio no afectará los resultados de las mediciones en la vida cotidiana, pero sí tendrá un gran impacto al más alto nivel de exactitud en la ciencia y la tecnología”, anticipó Laiz, quien también preside el Sistema Interamericano de Metrología.

Variaciones

De acuerdo al experto, la variación en el kilogramo va a ser de 0,00000001 y en el resto de las otras tres mediciones va a ser similar. Esto no se apreciará a nivel cotidiano, pero sí en situaciones de mayor precisión científica.

Tras 100 años

“Van a cambiar las definiciones de cuatro unidades de medida al mismo tiempo, la primera vez que se hace en 100 años. Todo va a estar medido en función de elementos de la naturaleza. Para las mediciones cotidianas no va a tener un impacto pero sí lo va a tener en los institutos científicos o en algunos sectores de industria de alta tecnología”, puntualizó Laiz.

Kilo, ampere, kelvin y mol

Y agregó: “Las unidades que usamos son siete: el segundo, el kilo, el metro, el ampere, el kelvin, el mol y la candela (sirve para medir la intensidad luminosa). Todas las otras unidades se derivan de esas siete. De esas siete, se van a redefinir cuatro (kilo, ampere, kelvin y mol), por eso es un cambio tan grande. Las otras tres ya tienen definiciones basadas en constantes de la naturaleza: el metro en 1983, el segundo en 1969 y la candela en 1975.

Peso argentino

El INTI es responsable de los patrones nacionales de medida, entonces cada tres años todos los países del mundo tienen que calibrar el patrón nacional con Francia, que es donde se encuentra el patrón internacional. Y a partir de ese patrón nacional se da trazabilidad a todas las mediciones del país.

Por ejemplo todas las balanzas se ajustan con masas que están calibradas por el INTI, que a su vez está referido en Francia. Y a partir de ahora no va a haber más un patrón internacional, se va a referir en función de la constante de Plank.

Ahora, cuando se haga una balanza, se enviará a un laboratorio que va a poder analizar experimentalmente el kilogramo. En la Argentina por ahora solo lo va a poder hacer el INTI, pero a futuro quizás lo puedan hacer otros laboratorios.

Cuando se redefinió el metro (antes era también la longitud de una barra de platino e iridio) en 1983, se hizo en función de la distancia que recorre la luz en una fracción de segundo. El metro va a seguir siendo definido de ese modo. Hoy hay unos 50 laboratorios en el mundo que hacen eso; en Sudamérica está el INTI y el Inmetro en Brasil.

– El kilogramo (unidad de masa): está actualmente definido por la masa que tiene un cilindro de platino-iridio depositado en el Bureau Internacional de Pesas y Medidas en la ciudad francesa de Sevres, lo que implica que todos los países deben basar la medición en un único artefacto. Además de los problemas logísticos que ello conlleva, es imposible determinar su estabilidad temporal. La nueva definición del kilogramo se basará en la asignación de un valor a la constante de Plank (h= 6,626 070 15 × 10−34 kg m2 s-1) y permitirá llevar a cabo su realización práctica con cualquier experimento que vincule la medición de masa con la constante.

– El ampere (unidad de corriente eléctrica), que actualmente se define por un experimento imaginario que relaciona la fuerza entre dos cables infinitos con la corriente que circula entre ellos, se redefinirá asignando un valor a la carga del electrón (e= 1,602 176 634 × 10−19 A s). Igual que el kilogramo, su realización práctica puede ser de diversas maneras.

– El mol (unidad de cantidad de materia) se redefinirá asignándole un valor a la constante de Avogadro (NA= 6,022 140 76 × 1023 mol−1). En la actualidad, su mejor realización práctica se determina a partir del conteo de la cantidad de átomos que hay en una esfera monocristalina de silicio.

– El kelvin (unidad de temperatura) actualmente se define en función de la temperatura en la que coexisten agua, hielo y vapor en equilibrio —proceso conocido como “punto triple del agua”—. Su definición futura no dependerá más de las propiedades de un material, sino que se basará en función de la constante de Boltzmann (k= 1,380 649 × 10−23 J K−1), abriendo la puerta a varias realizaciones experimentales posibles.

El metro, el segundo y la candela solo sufrirán cambios en la forma de expresar sus definiciones, dado que ya estaban basadas en constantes de la naturaleza, a saber: la velocidad de la luz para el metro, la frecuencia de transición entre dos niveles energéticos para el átomo de Cesio para el segundo y la eficacia luminosa de una radiación monocromática para la candela.

Un cambio histórico

Martin Milton, director del Bureau des Poits et Measures, en ocasión del Congreso Nacional de la Sociedad Italiana de Física, celebrado en Rende (Italia), el pasado 17 de septiembre explicó a Infobae: “En 2017 pensamos que no era posible determinar la constante de Plank con la precisión que nos habíamos prefijado, debido a las limitaciones de la tecnología actual, pero pronto nos dimos cuenta de que, incluso si no éramos tan buenos como pensábamos, éramos suficientemente buenos para establecer un nuevo estándar para unidades de medida”.

El proceso de este cambio comenzó desde la propuesta avanzada en 2005 por científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), en los Estados Unidos, de la Universidad de Reading, en el Reino Unido, y del mismo BIPM.

El mayor desafío ha sido crear herramientas que pudieran medir las diferentes cantidades físicas en términos de constantes universales, con una precisión de uno en cien millones. Quince años pueden parecer muchos, pero Milton deja en claro que “fue uno de los avances más rápidos en la historia de la ciencia si se compara, por ejemplo, con el láser”, que tuvo que esperar unos treinta años entre su teorización y su realización práctica.

Y agrega: “El próximo desafío será la redefinición del segundo para 2030, enviando al espacio relojes ópticos, distribuidos en la órbita geoestacionaria, uno para cada zona horaria”.

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