¿Cuánto pesa un kilogramo? Los científicos han investigado este problema aparentemente sencillo durante cientos de años.
En 1795, Francia promulgó una ley que estipulaba el gramo como «el peso absoluto del agua en un cubo cuyo volumen es igual a la centésima parte de un metro cúbico a la temperatura de fusión del hielo (es decir, 0 °C)». En 1799, los científicos descubrieron que el volumen del agua es más estable cuando su densidad es máxima a 4 °C, por lo que la definición del kilogramo cambió a «la masa de 1 decímetro cúbico de agua pura a 4 °C». Esto dio origen al kilogramo original de platino puro, que se define como igual a su masa, y que se denomina kilogramo de archivo.
Este kilogramo de archivo se ha utilizado como referencia durante 90 años. En 1889, la Primera Conferencia Internacional de Metrología aprobó una réplica de aleación de platino-iridio, la más cercana al kilogramo de archivo, como el kilogramo original internacional. El peso del «kilogramo» se define mediante un cilindro de aleación de platino-iridio (90 % platino, 10 % iridio), de aproximadamente 39 mm de altura y diámetro, que actualmente se conserva en un sótano en las afueras de París.
kilogramo original internacional
Desde la Ilustración, la comunidad de topógrafos se ha comprometido a establecer un sistema de medición universal. Si bien es viable utilizar objetos físicos como referencia de medición, su estabilidad se ve afectada debido a que estos se dañan fácilmente por factores ambientales o provocados por el hombre, y la comunidad de topógrafos siempre ha deseado abandonar este método lo antes posible.
Tras la adopción del kilogramo de la definición internacional original, surge una pregunta que preocupa mucho a los metrólogos: ¿cuán estable es esta definición? ¿Variará con el tiempo?
Cabe mencionar que esta cuestión se planteó al inicio de la definición del kilogramo, una unidad de masa. Por ejemplo, cuando se definió el kilogramo en 1889, la Oficina Internacional de Pesas y Medidas produjo 7 pesas de aleación de platino-iridio, una de las cuales es el kilogramo original internacional, que se utiliza para definir la unidad de masa del kilogramo, y las otras 6 pesas, hechas del mismo material y mediante el mismo proceso, se utilizan como referencias secundarias para comprobar si existe alguna variación entre ellas a lo largo del tiempo.
Al mismo tiempo, con el desarrollo de la tecnología de alta precisión, también necesitamos mediciones más estables y exactas. Por lo tanto, se propuso un plan para redefinir la unidad básica internacional mediante constantes físicas. El uso de constantes para definir las unidades de medida garantiza que estas definiciones satisfagan las necesidades de la próxima generación de descubrimientos científicos.
Según datos oficiales de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en los 100 años comprendidos entre 1889 y 2014, la consistencia de calidad entre otros kilogramos originales y el kilogramo original internacional varió en aproximadamente 50 microgramos. Esto demuestra que existe un problema con la estabilidad del punto de referencia físico de la unidad de calidad. Si bien una variación de 50 microgramos puede parecer pequeña, tiene un gran impacto en algunas industrias de alta tecnología.
Si se utilizan constantes físicas básicas para reemplazar el kilogramo como referencia física, la estabilidad de la unidad de masa no se verá afectada por el espacio ni el tiempo. Por lo tanto, en 2005, el Comité Internacional de Pesas y Medidas elaboró un marco para el uso de constantes físicas básicas en la definición de algunas unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades. Se recomienda utilizar la constante de Planck para definir el kilogramo, y se alienta a los laboratorios nacionales competentes a realizar investigaciones científicas relacionadas.
Por lo tanto, en la Conferencia Internacional de Metrología de 2018, los científicos votaron a favor de retirar oficialmente del servicio el prototipo internacional del kilogramo y cambiaron la constante de Planck (símbolo h) como nuevo estándar para redefinir el “kg”.
Fecha de publicación: 5 de marzo de 2021