Cambian las unidades de medida: un kilo ya no volverá a ser un kilo

El kilogramo de EEUU, copia, como todos, del custodiado en París. / Wikipedia

Las definiciones de kilogramo, mol, Kelvin y candela cambian para ser más precisas. Pero, ¿qué ha llevado a hacer estos cambios? ¿Es la primera vez que sucede?

El kilo y el resto de las medidas que se planean modificar en noviembre no son las únicas que han sido redefinidas en épocas recientes. La medida de tiempo “El segundo”, por ejemplo, se definió hasta 1967 como “la fracción 1⁄31,556,925.9747 de la duración que tuvo el año solar medio entre los años 1750 y 1890”. Era una medida relativamente exacta, pero no lo suficiente para algunas de las nuevas tecnologías que requerían de mayor precisión, por eso se cambió su definición a la “duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 a una temperatura de 0º K”.

La primera definición del kilo, establecida durante la Revolución Francesa, equiparó este a la masa de un litro de agua destilada a una atmósfera de presión y 3,98 grados centígrados, la temperatura a la cual el agua tiene la mayor densidad a presión atmosférica normal.

Esta definición era complicada de replicar con exactitud y, a medida que el kilo se extendió como la medida de peso más utilizada en el mundo, este fue redefinido mediante un objeto.

Así, desde 1889, se estableció que el kilo se corresponde con la masa que tiene el prototipo internacional del kilogramo: un cilindro compuesto de una aleación de platino e iridio, que se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres, cerca de París.

El problema es que, en estos 129 años, el prototipo ha encogido.

El IPK ha variado 50 microgramos en un siglo

La última vez que se analizó el kilogramo real los responsables del Sistema Internacional de Unidades descubrieron que ahora era, aproximadamente, cinco partes en 100 millones más pesado que sus copias, que habían ido perdiendo unos pocos átomos de metal cada vez que se utilizan en las pesas.

Ahora, la llamada balanza de Watt será la encargada de decirnos qué es un kilo. Se trata de un instrumento que compara la potencia mecánica con la electromagnética. Su uso en los laboratorios determinará cuándo los científicos se encuentran ante un kilo. Cada 40 años se miden y se comprueban los posibles cambios que haya habido, excepto en una campaña excepcional que se hizo en 2014, cuando se midió antes de tiempo. Gracias a estas mediciones ahora se sabe que durante el último siglo el IPK ha variado 50 microgramos. Por este motivo se ha buscado una alternativa que defina qué es el peso.

Por su parte, el amperio, pasará a estar definido por la corriente medible creada por una bomba de electrones, ya que se pueden contar los electrones individuales, en vez de por un experimento imaginario que genera una fuerza entre dos cables infinitos.

En el caso de la temperatura, esta dejará de estar relacionada con la temperatura y la presión a la que coexisten los diferentes estados del agua (hielo, vapor y líquido) para pasar a estar determinada por la velocidad del sonido en una esfera llena de gas a una temperatura fija, al medir el volumen de la esfera y analizar la frecuencia de las ondas sonoras.

Por último, el mol pasará a definirse por la constante de Avogadro, un instrumento que determina la cantidad precisa de átomos que hay en una esfera perfecta de silicio puro-28.

El metro fue una barra de platino

Patrones de medida del metro, utilizados de 1889 a 1960, compuestos de una aleación de platino e iridio.

No es sorpresa que el kilogramo cambie su definición. El metro ya lo hizo en 1989 cuando dejó de medirse en función de una barra de platino, que también se encontraba guardada en el BIPM, a la definición actual relacionada con la luz.

La precisión en la ciencia es imprescindible. Por esto, no es descabellado pensar que en un futuro, si se encuentra una mejor forma de definir a cualquiera de las unidades del sistema internacional, se volverá a cambiar.