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El nuevo kilogramo
La comunidad científica y técnica del mundo está a punto de votar la redefinición del Sistema Internacional de Unidades (SI), se cambiará la definición de cuatro de las siete unidades base. La votación para adoptar el cambio será el 16 de noviembre en Versalles, Francia. Esto significa que las unidades base del SI: kilogramo (masa), kelvin (temperatura), amperio (corriente eléctrica) y mol (cantidad de sustancia) pasarán a ser definidas en términos de constantes fundamentales de la naturaleza en lugar de por objetos físicos.
El kilogramo, por ejemplo, actualmente se define como la masa del Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK), un cilindro hecho de una aleación de platino-iridio almacenado en el Bureau Internacional de Pesas y Medidas (BIPM). Este objeto ha servido bien a la ciencia y la tecnología durante casi 130 años, pero su estabilidad durante este período solo se pudo confirmar mediante comparaciones con copias idénticas, lo que es un proceso difícil y potencialmente inexacto.
El cambio propuesto verá el kilogramo definido en términos de la constante de Planck (h), una constante fundamental de la física cuántica. El kelvin será definido por la constante de Boltzmann (k), el amperio será definido por la carga eléctrica elemental (e) y el mol será definido por la constante de Avogadro (NA).
Aunque el tamaño de estas unidades no cambiará (un kilogramo seguirá siendo un kilogramo), las cuatro unidades redefinidas se unirán al segundo, el metro y la candela para asegurar que el conjunto de unidades base del SI continuará siendo estable y útil. El SI revisado mantendrá su relevancia al facilitar innovaciones técnicas, los nuevos cambios tendrán un impacto de gran alcance en la ciencia, la tecnología, el comercio, la salud y el medio ambiente entre otros muchos sectores.
En Uruguay es el LATU la institución responsable, en su rol de Instituto Nacional de Metrología, de brindar herramientas para dar confiabilidad, credibilidad, universalidad y calidad a todas las mediciones realizadas a nivel nacional. La Ley Nacional de Metrología (Ley 15298/82) le asigna "la responsabilidad del mantenimiento, custodia y diseminación de los patrones nacionales de medida" y de "mantener vinculación con la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, así como organismos afines". A estos efectos el LATU, a través de la Dirección de Metrología Científica y sus Departamentos de Metrología Física y Química, mantiene la trazabilidad a patrones primarios de medición de aquellas magnitudes que se definen como estratégicas con niveles de incertidumbre acordes con los requerimientos industriales del país.
El LATU cuenta con cuatro kilogramos de referencia que se calibran en el BIPM con respecto a las copias del IPK. Pero a partir de mayo del 2019 los mismos también se podrán calibrar en aquellos laboratorios que tienen capacidad técnica y analítica desarrollada para dar trazabilidad al kilogramo sin necesidad de referir sus estándares al BIPM como hasta ahora.
Para la determinación de la constante de Planck se realizaron dos experimentos diferentes en paralelo, uno mediante la utilización de una esfera de silicio puro con el cual se determina el Número de Avogadro y a partir del mismo se determina la Constante de Planck y otro mediante la utilización de la balanza de Kibble donde a partir de balances de fuerzas electromagnéticas se determina la constante de Planck.
El LATU está participando de proyectos que contemplan ambos experimentos de forma de colaborar en el estudio de la estabilidad de los patrones calibrados de ambas formas. En ese marco, en diciembre de 2017, recibió una esfera de silicio de parte del Instituto de Metrología Alemana (PTB) siendo uno de los primeros países de la región en formar parte del citado proyecto. En setiembre de 2018 el LATU formó parte de un congreso de masa en donde se recibió una pesa calibrada por la balanza de Kibble en el marco del proyecto encabezado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y National Research Council (NRC), institutos metrológicos nacionales de Estados Unidos y Canadá, respectivamente. En ambos proyectos el LATU, como instituto Nacional de Metrología de Uruguay, está formando parte de la investigación de la estabilidad, mantenimiento y protocolos de limpieza a desarrollarse para su implementación y utilización a nivel mundial.
Por más información pueden ver el video que realizaron el BIPM y el NIST aquí.
