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Augusto Ibáñez

FSM

El próximo kilogramo patrón será algo más ligero

Hace años publiqué en Profes.net el artículo “El kilogramo patrón tiene problemas de peso”. Llamaba la atención sobre el hecho de que el kilogramo fuera la única unidad de medida del Sistema Internacional (SI) que requería un patrón material. [Aprovecho para recordar que el SI de unidades cuenta con siete unidades básicas: metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela.] El prototipo de kilogramo patrón es un pequeño cilindro de platino e iridio que fue fabricado en Londres en 1879 y se conserva, desde 1898, en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de París.

Kilogramo patrón

Prototipo de kilogramo patrón (BIPM)

Las servidumbres asociadas a un patrón material son evidentes: obliga a que exista un objeto físico de referencia, el kilogramo patrón, que debe ser custodiado con celo, porque todas las medidas de masa y sus derivadas, como la energía, se basan en él. ¿Qué ocurriría si lo robaran o si se perdiera en un terremoto, por ejemplo? Bueno, esta coyuntura ya fue contemplada en 1879, cuando se fabricó el prototipo de kilogramo patrón. En aquel momento se fabricaron réplicas de este prototipo que se custodian con mimo en diferentes lugares del mundo y, entre otras cosas, sirven para hacer medidas sistemáticas del prototipo de París.

Según las medidas llevadas a cabo en el último siglo, la masa del prototipo se ha ido reduciendo y el actual kilogramo patrón es algo más ligero que el inicial. Y el adelgazamiento es significativo: se estima que unos 50 microgramos; esto es, 5 partes en cien mil. 

Algunos medios dicen que 50 microgramos es un “cambio infinitesimal”, pero en absoluto es así. Cinco cienmilésimas de un gramo no es nada despreciable, y no solo a escala microscópica. Por ejemplo, si pensamos que en un paquete de kilo de arroz mediano entran unos 20000 granos, la pérdida de 50 microgramos equivale a un grano de arroz por cada paquete de kilo. Es verdad que nadie pediría la hoja de reclamaciones porque le retiren un grano de arroz de un paquete pero, en el mundo de alta precisión podría ser una variación muy significativa.

Por eso la Royal Society ha convocado a científicos de todo el mundo para buscar un patrón de masa que no sea un objeto material, de modo que la magnitud no cambie con el tiempo y sea reproducible en un laboratorio. Claro que el nuevo kilogramo patrón debe ser exactamente equivalente al proptotipo actual y, por tanto, unos cincuenta microgramos menos que el prototipo original, de hace 130 años.

De hecho, si los científicos convocados por la Royal Society decidieran volver a la masa original del prototipo, quedaría seriamente comprometida la precisión de muchos instrumentos, al cambiar todas las unidades dependientes de la masa, calibradas respecto del “kilo ligero” actual. Por eso es mejor que el nuevo prototipo sea exactamente igual de ligero, pero basado en el valor inalterable de una constante física universal. La elegida es la constante de Planck, asociada a la energía de un cuanto de acción. Se están haciendo pruebas en diferentes laboratorios del mundo para valorar la pertinencia de establecer la definición sobre esta constante, y en octubre de este año el Comité Internacional de Pesos y Medidas se pronunciará sobre la nueva definición del kilogramo. De aprobarse, el cilindro de platino e iridio pasará en pocos años a ser una pieza de museo, como ya ocurrió con el prototipo de metro patrón, fabricado en el mismo material, que quedó obsoleto al definirlo como la distancia que recorre la luz en una determinada fracción de segundo.



escrito el 8 de Mayo de 2011 por en El porqué de las cosas,Enseñanza y aprendizaje de la ciencia

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1 Comentario en El próximo kilogramo patrón será algo más ligero

  1. Fernando | 02-11-2015 a las 1:09 | Denunciar Comentario
    1

    En otros comentarios he visto una interpretación diferente,y es que son los otros patrones que se fabricaron junto con el principal los que por razones no conocidas van aumentando de peso (no todos en la misma proporción)
    En ningún comentario encontré referencias al posible error inicial entre el patrón de París y los existentes en otros laboratorios del mundo, que se ponen en evidencia por la precisión creciente de las balanzas de contraste a través de los años.

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