El Kilo tiene una nueva definición universal, por votación unánime

El Kilo tiene una nueva definición universal, por votación unánime

Los expertos de 42 países, reunidos en Francia, acordaron ayer cambiar el sistema para hacerlo más preciso y más asequible a todos en cualquier lugar del mundo.

El Kilo tiene una nueva definición universal, por votación unánime

Según la definición científica, un kilo de pan, de algodón, de yerba o de azúcar pesa exactamente lo mismo que una pieza en forma de cilindro hecha de una fusión de platino e iridio (elemento químico) guardada “bajo siete llaves” en  una oficina del Pabellón de Breteuil, en París. Sin embargo este Prototipo de Kilogramo Internacional (IPK) empleado para calibrar los patrones oficiales de la unidad de masa comienza a despedirse para siempre. Tras 129 años, la comunidad científica internacional decidió cambiar la definición del kilogramo.

En la última sesión de la Conferencia General de Pesos y Medidas, que cerró ayer en Versalles, los Estados miembros votaron de forma unánime a favor de redefinir el kilogramo. A partir de mayo de 2019, la unidad de masa no será un objeto físico (el cilindro de París), sino un valor derivado de una constante de la naturaleza. Esta modificación no tendrá ninguna incidencia en la vida cotidiana de la gente, ni se notará en el día a día, pero puede será de valiosa importancia en los círculos científicos.

“Lo importante es que se trata de un cambio en la definición del kilo -afirmó Ezequiel Tosi, docente de la facultad de Ciencias Exactas de la UNT-, no es que de repente todos los almacenes del mundo tienen que cambiar sus balanzas, ni mucho menos, lo que ocurre es que existe un acuerdo internacional (a excepción de Estados Unidos y otros pocos países, que tienen sus propios sistemas); hay un compromiso para utilizar las mismas unidades de medición -dijo-, particularmente para medir las longitudes en metro, los tiempos en segundos, las masas en kilogramos y eso define un conjunto de unidades que se llama ‘las unidades fundamentales del sistema internacional’; todas esas unidades (que son siete), tienen una definición que debería permitirle a cualquier persona en el universo, definir cuánto es un kilo independientemente de las condiciones en las que se encuentra; es decir estandarizarlo”, precisó.

El 17 de octubre pasado, la Secretaria Ejecutiva del Comité Consultivo para Misa y cantidades relacionadas (MCP), Hao Fang, creó un peso en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en Sevres, cerca de París. El cilindro de metal es del tamaño de una pelota de golf y está en el corazón del sistema mundial para medir la masa. El 17 de octubre pasado, la Secretaria Ejecutiva del Comité Consultivo para Misa y cantidades relacionadas (MCP), Hao Fang, creó un peso en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en Sevres, cerca de París. El cilindro de metal es del tamaño de una pelota de golf y está en el corazón del sistema mundial para medir la masa.

El kilogramo patrón (la pieza de Francia) se mide cada cierto tiempo y se reparten alrededor del mundo copias del kilogramo patrón para que en todos los lugares puedan definir su kilogramo y a partir de ahí que todos midan el mismo kilogramo. Pero se dieron cuenta de que este kilogramo patrón tenía 50 microgramos menos. Entonces surgió la idea de hacer una redefinición de qué es un kilo. “Dejamos de definirlo a partir de este pedazo de metal para pasar a constantes universales, de una relación que existe hoy en día entre la potencia eléctrica y la energía y a partir de ahí se saca un equivalente para la masa y se puede definir el kilogramo -detalló Tosi-; así como se define la corriente, el amper, la temperatura el kelvin, el metro, el segundo, se va a definir el kilogramo”.

Esta nueva  forma de definirlo al kilogramo, que regirá a partir de mayo de 2019, permitirá a cualquier persona en cualquier lugar del mundo tener un kilogramo de algo en base a su definición. “Si yo digo traé un kilo de algo, vas a pesarlo en una balanza, pero cómo sabés que esa balanza mide un kilo, es porque alguien le ha vendido el patrón a esa balanza, entonces todo está referido a un pedazo de metal; pero la idea es que, en adelante, uno pueda reproducirlo con estas nuevas definiciones -remarcó Tosi-; no cambia nada en la vida de la gente, lo interesante es que no quedará ninguna de las siete magnitudes fundamentales definidas a partir de un objeto físico”, insistió.

El Kilo tiene una nueva definición universal, por votación unánime

En la imagen aparecen ilustraciones de los seis tipos de mediciones que existen en el mundo: metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, la candela y el mol.

Tossi es docente de Laboratorios de Física Experimental. Dijo que en clase se habla de estos cambios porque es algo fascinante para la comunidad científica. “Esto era una necesidad, había que hacer el cambio, porque había  una necesidad intelectual y científica. Más de 100 años definiendo el kilo a partir de un pedazo de objeto material, esto tiene que ver con las necesidades científicas que tiene ahora la humanidad a nivel de investigación, de búsqueda y respuesta en la naturaleza hace que uno necesite definiciones mucho más rigurosas”, dijo.

En lugar de la velocidad de la luz, la cifra inmóvil elegida para definir la unidad de masa es la constante de Planck, un valor que describe los paquetes de energía emitidos en forma de radiación. La aprobación de esta definición del kilogramo ha tardado años en llegar porque hasta hace poco no existían los medios tecnológicos para llevarla a la práctica. Ahora, gracias a un aparato llamado la balanza de Watt (a veces balanza de Kibble o balanza de potencia), se pueden calibrar patrones del kilo conocido el valor de la constante de Planck.

“No hay grandes cambios; mejor dicho, creo que el gran cambio viene a nivel epistemológico: qué significa poder ahora redefinir al kilo a partir de su operación experimental de medición, es decir a partir de su relación con constantes universales; es decir nadie en ningún lugar del mundo tendrá que cambiar algo por culpa de esta modificación de la definición: ni un almacenero, ni un kiosquero, ni la fábrica de rulemanes. Pero Hay casos muy interesantes -recordó Tossi- como aquel de un grupo de científicos que estaba haciendo una sonda para que llegue a Marte; la sonda se estrelló en la superficie de Marte, porque los científicos de Estados Unidos la habían programado en millas, pulgadas y pies y los científicos europeos habían hecho los programas en kilogramos, metros y segundos; entonces el hecho de que en un mismo lugar dos personas hablen un lenguaje diferente ha hecho que el proyecto se frene, porque no estaban usando las mismas unidades; o sea la colaboración científica en un mundo tan chico como hoy en día, en todos los niveles científicos, es muy importante hablar el mismo idioma y esta redefinición permitirá normalizar el idioma en el que habla la ciencia; de repente deja de decir el kilo está referido a un pedazo de metal que está guardado y que algunos lo tienen y pasa a ser algo accesible a todos los laboratorios del mundo. Querés fabricar algo de un kilo y se toma la definición y se hace, sería llevado al absurdo, pero sería como que es de todos; deja de ser algo guardado en un museo, sino algo disponible para todo el mundo”.

Esta revisión aportará mayor precisión en el ámbito de la ciencia como en la industria de la medicina o en los sistemas de navegación por satélite, y garantizará cambios más equitativos en el mercado mundial.

El “Gran kilo” seguirá custodiado

Desde su creación en 1889 para servir como unidad referencial de masa internacional, el pequeño cilindro de platino-iridio conocido como “Gran Kilo” fue cuidado con un celo casi enfermizo para evitar que su estructura se viera alterada en lo más mínimo. Custodiado por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en París, se conserva en una caja fuerte dentro de una sala ultra-limpia del sótano. Dicha caja está cerrada con tres llaves, que deben ser abiertas simultáneamente por tres responsables. Una vez al año se abre la caja para verificar el estado del cilindro. A su vez, este está protegido por tres campanas de cristal.

A todo esto, ¿qué sucederá con el “Gran Kilo” una vez que deje de ser la unidad internacional de medida? No, no irá a ningún museo ni se exhibirá al público en ninguna parte. Seguirá siendo custodiado por la BIPM y estudiado a fin de conocer las variaciones que se producen en su masa con el paso del tiempo.

El Kilo tiene una nueva definición universal, por votación unánime

¿Por qué ahora y no antes?El debate acerca de la necesidad de cambiar la unidad referencial de medida de masa no es ninguna novedad, sino que ya lleva bastante tiempo. Desde que se comprobó que el “Gran Kilo” (IPK) y sus clones esparcidos por todo el mundo habían sufrido variaciones en su masa -mínimas, pero variaciones al fin- se estableció la urgencia de sustituirlo por una unidad de medida más estable. Sobre todo a partir de los avances tecnológicos cada vez más precisos en materia de física cuántica y nanotecnología.¿Por qué no se hizo antes entonces? Porque hasta ahora no se habían desarrollado las tecnologías necesarias para reproducir las constantes fundamentales en un laboratorio. A partir de ahora, se utilizará la constante de Planck,  que se medirá mediante una balanza de Watt. Por el momento, son pocos los países que cuentan con una balanza de Watt. Francia, claro, es uno de ellos.

¿La masa engorda? sí, y también adelgaza

Aunque para el común de las personas resulta completamente irrelevante una variación tan ínfima del peso del kilo, así como su fuente de referencia, dentro de la comunidad científica algunos tildan de “escandaloso” que hasta estas alturas del siglo XXI se siga utilizando como unidad referencial de masa algo tan “variable” con el paso del tiempo como un objeto físico, incluso tratándose de un cilindro de platino-iridio debidamente protegido bajo tres campanas de cristal.

Para graficar el absurdo de lo que considera un anacronismo, William Phillips - premio Nobel de Física 1997- se valió de un par de guantes de tela y una réplica del Prototipo Internacional de Kilo (IPK) durante una conferencia de física atómica que tuvo lugar en Barcelona a mediados de año. “Si ensucio esto con mis manos, inmediatamente todos ustedes pesarán menos”, expuso el científico, provocando risas en la audiencia. Sin embargo, para Phillips no se trataba de ningún chiste. “Esto debe ser corregido”, aclaró.

Sucede que, al momento de crearse el IPK, también se fabricaron varias réplicas internacionales que en teoría eran idénticas y que debían servir también como referencia. Sin embargo, con el paso del tiempo se observó que la masa de los diferentes cilindros había variado en un margen de 50 microgramos, incluso la del original.

¿A qué se debe esto? A que la materia es susceptible a el entorno, del cual puede absorber átomos y “engordar”. Asimismo, puede perder esos átomos de más con la limpieza, lo que la haría “adelgazar”. Aunque se trate de variaciones a nivel atómico y por ende humanamente imperceptibles, para Williams tal inestabilidad es “intolerable”.

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