Decir “SI” ya no será lo mismo

En la próxima edición de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), que se realizará del 13 al 16 de noviembre en Versailles, Francia, científicos de todo el mundo establecerán los nuevos parámetros del Sistema Internacional de Unidades (SI). Se espera que esta redefinición comience a regir a partir de mayo de 2019.

Metrologia

El SI es un sistema coherente de unidades que permite cuantificar cualquier magnitud medible de interés en la investigación, la industria, el comercio o la sociedad, en campos tan variados como la salud, la seguridad, la protección del medioambiente, la adquisición de bienes o la facturación de consumos.

En 1960, durante la Undécima Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) se definió y se estableció formalmente el SI en su Resolución 12, basado en el anterior sistema métrico decimal. Desde entonces se ha revisado de forma parcial en respuesta a las necesidades de la ciencia y la tecnología. Ahora, en la segunda década del siglo XXI, se llevará adelente una revisión aún más profunda en donde se redefinirán sus unidades básicas y se variarán algunas de sus funciones prácticas.

Esta “pequeña revolución” científica será en principio aprobada durante la vigésimo sexta reunión de la CGPM, evento que se llevará a cabo del 13 al 16 de noviembre en Versailles, Francia, y que congregará a científicos de todo el mundo para discutir y debatir ideas en torno a estos nuevos parámetros de medición.

“Hay que asegurarse de que todas las medidas concernidas, sea cual sea el país y el instante, sean coherentes unas con otras: es crucial desde el punto de vista social, económico y comercial”, señaló Noel Dimarcq, director del Centro Nacional francés de Investigaciones Científicas (CNRS).

Siete unidades básicas

El SI actual consta de siete unidades básicas, más un amplio grupo de unidades derivadas, junto a un conjunto de prefijos adoptados para denominar los valores de aquellas magnitudes que son mucho más grandes o mucho más pequeñas que la unidad básica, y que van desde el prefijo yocto (10-24) hasta el prefijo yotta (1024).

Las siete unidades básicas del SI, establecidas por convenio, se consideran dimensionalmente independientes entre sí y son metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela.

Las unidades derivadas se forman a partir de las unidades básicas, como productos de potencias de estas. Algunas unidades derivadas reciben nombres especiales, con objeto de expresar, en forma compacta, combinaciones frecuentemente utilizadas de unidades básicas. Así ocurre, por ejemplo, con el julio, símbolo J, por definición igual a kg m2 s-2.

Constante evolución

El Sistema Internacional de Unidades no es estático, sino que evoluciona para adaptarse a los requisitos de medición mundiales, cada vez más exigentes. Actualmente, tras años de trabajo,se está concluyendo el proceso que conducirá a la revisión más importante del SI, desde su establecimiento con tal nombre en 1960.

Tiempo

En la reunión del 20 de octubre de 2017, el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) aprobó una resolución recomendando a la CGPM la aprobación de la redefinición de cuatro unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI): kilogramo, amperio, kelvin y mol.

Esta recomendación se presentará en la próxima Conferencia General de Pesas y Medidas. Si la revisión del SI resulta aprobada, como se prevé, las cuatro unidades mencionadas se basarán en los valores exactos de cuatro constantes universales. Asimimo, los cambios entrarían en vigor el 20 de mayo del próximo año.

Los cambios que vienen

Las definiciones se basarán en siete constantes físicas (por ejemplo, la velocidad de la luz, la constante de Planck, la de Avogadro, entre otras). Las cantidades se han elegido para que los nuevos parámetros no tengan que modificarse y adaptarse a futuras mejoras. Cabe destacar, que la revisión del SI previó las resoluciones de la CGPM adoptadas en 2011 y 2014, por lo que los requisitos adicionales contenidos en esta garantizarán una transición sin problemas a las cuatro definiciones a revisar. Desde la oficina del CIPM afirman que “la mayoría de los usuarios no notarán el cambio”, y que una vez aprobado y adoptado el nuevo sistema “se proporcionará un nuevo folleto de SI con información esencial”.

A continuación, más información acerca de los cambios que afectarán a diferentes áreas de medición

Nuevos parametros

Kilogramo:

será definido en términos de la constante Planck, garantizando la estabilidad del sistema SI a escala masiva y a largo plazo. Los usuarios obtendrán trazabilidad para el sistema SI de las mismas fuentes utilizadas hasta el presente, así como de los institutos nacionales de metrología y laboratorios acreditados. Las comparaciones internacionales asegurarán su consistencia. El valor de la constante de Planck se elegirá para asegurar que no habrá cambio en el kilogramo SI al momento de su redefinición, de la misma manera no serán afectadas las calibraciones.

Ampere:

el ampere y otras unidades eléctricas, tal como se ejecutan en la práctica en el nivel metrológico más alto, serán totalmente coherentes con las definiciones de estas unidades. La transición de la convención de 1990 a la SI revisada dará lugar a pequeños cambios en todas las unidades eléctricas diseminadas. Para la gran mayoría de los usuarios de mediciones, no es necesario realizar alguna acción, ya que el voltaje cambiará en aproximadamente 0.1 partes por millón y el ohmio cambiará incluso menos. Los profesionales que trabajan con el más alto nivel de precisión necesitarán ajustar los valores de sus estándares y revisar sus presupuestos de incertidumbre de medición

Kelvin:

se redefinirá sin un efecto inmediato en la práctica de medición de temperatura o en la trazabilidad de las mediciones de temperatura, y para la mayoría de los usuarios, pasará inadvertido. La redefinición sienta las bases para futuras mejoras. Una definición libre de restricciones materiales y tecnológicas permite el desarrollo de técnicas nuevas y más precisas para realizar mediciones de temperatura trazables al SI, especialmente a temperaturas extremas. Después de la redefinición, la guía sobre la ejecución práctica del kelvin apoyará su difusión mundial al describir métodos primarios para la medición de la temperatura termodinámica e igualmente a través de las escalas definidas ITS-90 y PLTS-2000.

Mol:

se redefinirá con respecto a un número específico de entidades (típicamente átomos o moléculas) y ya no dependerá de la unidad de masa, el kilogramo. La trazabilidad al mol aún puede establecerse a través de todos los enfoques empleados previamente, que incluyen, entre otros, el uso de mediciones de masa junto con tablas de pesos atómicos y la constante de masa molar Mu. Los pesos atómicos no se verán afectados por este cambio en la definición y Mu seguirá siendo 1g/mol, aunque ahora con una incertidumbre de medición. Esta incertidumbre será tan pequeña que la definición revisada del mol no requerirá ningún cambio en la práctica común.

Temperatura

Las definiciones revisadas de kilogramos, amperios, kelvin y moles no tendrán impacto en el segundo, el metro y la candela.

El segundo:

El segundo continuará definiéndose en términos de la frecuencia de transición hiperfina del átomo de cesio 133. La cadena de trazabilidad del segundo no se verá afectada. La metrología del tiempo y la frecuencia no se verá afectada.

El metro:

en la revisión SI se seguirá definiendo en términos de la velocidad de la luz, una de las constantes fundamentales de la física. La práctica de metrología dimensional no tendrá que modificarse de ninguna manera y se beneficiará de la estabilidad mejorada a largo plazo del sistema.

La candela:

 

se seguirá definiendo en términos de Kcd, una constante técnica para la fotometría y, por lo tanto, continuará vinculada al vatio. La trazabilidad a la candela aún se establecerá con la misma incertidumbre de medición a través de métodos radiométricos utilizando detectores absolutamente calibrados

“HAY QUE
ASEGURARSE DE QUE TODAS LAS MEDIDAS CONCERNIDAS, SEA CUAL SEA EL PAÍS Y EL INSTANTE, SEAN COHERENTES UNAS CON OTRAS”.

La redefinición de las unidades de medición tiene un carácter sin precedente, requiere una colaboración mundial y en diversos campos de la metrología. Como en el pasado, se tiene cuidado de asegurar que no tenga un impacto perceptivo en la vida diaria y que las mediciones se harán con definiciones previas de las unidades válidas con incertidumbre de medición. Pocos usuarios fuera de los laboratorios de metrología darán cuenta de los cambios.

Más información: www.bipm.org

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