Desde la Ciencia | ¿Cuánto pesa un kilogramo?

en Plumas

Por: Oscar Cárdenas

Autlán, Jalisco. 21 de mayo de 2019. (Letra Fría) ¿Cuánto crees que pese un kilo? Aunque la pregunta parece tonta en apariencia, la verdad es que no todas las personas sabemos exactamente cuánto pesa un kilogramo, y de qué manera se estableció esta unidad de peso.

Y es que el pasado lunes 20 de mayo de 2019 el kilogramo, tal y como lo conocemos, fue retirado después de 130 años de haberse establecido como una unidad para medir la masa de los objetos. Pero esto no quiere decir que ya no seguiremos utilizando esta unidad de medida… Lo que sucede es que cambiará la manera en cómo se define el kilogramo, para hacer la unidad más precisa y exacta a diferencia de lo que existe ahora.

Pero vayamos por partes. De las siete unidades que se utilizan para medir cosas en el mundo, definidas por el Sistema Internacional de Unidades, sólo tres tienen un fundamento científico y están basadas en una constante física. Por ejemplo, el metro está determinado por la distancia que un rayo de luz viaja en el vacío en 1/299,792,458 de un segundo; un segundo está determinado por el tiempo que le toma a un átomo de Cesio oscilar 9,192’631,770 veces.

Sin embargo, existen cuatro unidades que no están basadas en ninguna constante física: el Amperio, que mide la intensidad de una corriente constante; el Kelvin, que mide el valor de la temperatura comenzando en el cero absoluto; el Mol, que es una unidad con la que se mide la sustancia; y el Kilogramo, que es una unidad con la que se mide la masa.

En este caso, el kilogramo está basado en un cilindro hecho con 90% de Platino y 10% de Iridio y que, teóricamente, pesa un kilogramo (Figura 1). Recibe el nombre de Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK por sus siglas en inglés) y fue hecho en 1889 y es mantenido en una bóveda del Buró Internacional de Pesos y Medidas (BIPM por sus siglas en inglés) en la ciudad de París (Francia).

Existen otras copias del cilindro distribuidas en diferentes partes del mundo, y lo que se ha descubierto cuando se envían a Francia para compararse con el prototipo, es que tanto las copias como el prototipo están cambiando de masa, lo que indica que la unidad no es precisa y por lo tanto no es confiable en términos de precisión científica.

Figura 1. . Prototipo Internacional del Kilogramo (al centro de la imagen) bajo dos cúpulas de cristal. Imagen obtenida del sitio https://www.newscientist.com.

Es por esto que, en la última Conferencia General sobre Pesos y Medidas, llevada a cabo en la ciudad de Versailles (Francia) en noviembre de 2018, se decidió que debía utilizarse una manera más precisa y confiable para definir al kilogramo, que estuviera basada en una constante física y permaneciera estable y sin alteraciones en el futuro. De igual forma, se decidió que el cambio se llevaría a cabo durante las celebraciones del Día Internacional de la Metrología (la Metrología es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y calibración periódica1).

En este sentido, se decidió que, a partir del 20 de mayo del 2019, la magnitud de un kilogramo estaría definido por tres elementos: la constante de Planck, la velocidad de la luz y la frecuencia de la resonancia del átomo de Cesio. La constante de Planck describe el comportamiento de las partículas y las ondas a escala atómica y depende de tres unidades: el metro, el kilogramo y el segundo. A medida que el segundo y el metro se miden y definen por la velocidad de la luz, se pueden usar con la constante de Planck fija para definir un kilogramo.

Esto no supondrá ninguna diferencia perceptible para la vida de la mayoría de las personas (un kilogramo de manzanas antes del cambio seguirá siendo un kilogramo de manzanas después del cambio), pero marcará una diferencia para los metrólogos en particular y para los científicos en general.

¡Nos leemos en la próxima!

1 https://centrosconacyt.mx/objeto/metrologia-la-ciencia-de-medir-pesar-y-calibrar.

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