Cambio histórico en la Metrología

REVISIÓN DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

El 20 de mayo se implementó a nivel mundial la nueva definición del kilogramo, el kelvin, el ampere y el mol. Será clave en el futuro para la administración precisa de medicamentos, en la industria farmacéutica, la medición del cambio climático, la computación, la electrónica, entre muchos otros sectores que trabajan con altos niveles de exactitud.



Por Ana M. Pertierra


Todos los años se celebra el 20 de mayo como el Día Mundial de la Metrología, pero esta conmemoración fue particular porque coincidió con la entrada en vigencia de la revisión más significativa del Sistema Internacional de Unidades (SI), desde su creación en 1960.


En comunicación telefónica con FABA-INFORMA el Dr. Héctor Laiz, gerente de Metrología y Calidad del INTI señaló que con este cambio “se abren posibilidades tecnológicas para mejorar la exactitud y disminuir la incertidumbre en las medidas”. Y –agregó– esto tendrá gran impacto en los laboratorios metrológicos que producen patrones primarios sin embargo, no afectará por el momento a los laboratorios que producen patrones secundarios.


Además el especialista dijo que “desde el INTI deben trabajar para referenciar los patrones nacionales a las nuevas definiciones para asegurar la trazabilidad a los patrones primarios”. Y esto redundará en el desarrollo de equipos muchos más exactos.


“A partir de ahora todas las unidades se definirán en base a constantes de la naturaleza, en lugar de artefactos, propiedades de materiales o experimentos teóricos irrealizables, como sucedía hasta ahora”, subraya Laiz. Por ejemplo, el kilogramo estaba definido por un objeto físico (cilindro de platino-iridio) pero en unos días estará basado en la asignación de un valor a la constante de Planck.


Este cambio en el Sistema Internacional de Unidades a partir del 20 de mayo de 2019 quedará registrado en los libros de historia, no sólo por su impacto para el avance de la ciencia y la tecnología sino también porque es la primera vez que se modifican cuatro unidades base a la vez con colaboraciones simultáneas en todo el mundo. Su aprobación se alcanzó en noviembre del año pasado, en la Conferencia General de Pesos y Medidas que tuvo lugar en Francia, frente al mítico Palacio de Versalles.


Según los especialistas, este cambio no va a impactar en la balanza que usa el médico para pesar a un paciente o en la carnicería a la hora de comprar un asado, pero sí tendrá gran repercusión para el campo científico. El mayor cambio probablemente lo sentirán los fabricantes de instrumentos científicos, que deberán adaptar sus productos a las nuevas mediciones.


También será clave para alcanzar mejores predicciones sobre el cambio climático, porque se podrán realizar mediciones más precisas para monitorear pequeñas variaciones en la temperatura. Lo mismo sucederá con la industria farmacéutica que, por ejemplo, podrá definir con precisión los microgramos de alguna droga o suministrar dosis de una medicación apropiadas para cada paciente.


“Además del aspecto científico, esta modificación también representará un desafío para la educación porque a partir de ahora habrá que enseñarles a los alumnos en los colegios secundarios las nuevas definiciones de las unidades de medida", agregó Laiz, único representante sudamericano en el Comité Internacional de Pesas y Medidas —a cargo de la revisión—.



Nuevas definiciones del SI


Todas las nuevas definiciones se basan en constantes de la naturaleza, en lugar de artefactos, propiedades de materiales o experimentos teóricos irrealizables, como sucedía hasta ahora. Esto permitirá a los científicos que trabajan con el más alto nivel de exactitud realizar las unidades en diferentes lugares o momentos, con cualquier experimento apropiado y valor de la escala. Además, abre grandes posibilidades tecnológicas, tal como acortar la cadena de la trazabilidad en la industria.


El kilogramo (unidad de masa) estaba definido desde 1889 por la masa de un cilindro de platino-iridio depositado en el Bureau Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) en la ciudad francesa de Sèvres, lo que implicaba que todos los países debían basar las mediciones de masa en un único artefacto. Además de los problemas logísticos que esto generaba, resultaba imposible determinar su estabilidad temporal. La nueva definición del kilogramo se basa en la asignación de un valor numérico fijo a la constante de Planck (h= 6,626 070 15 × 10−34 kg m2 s-1) y permitirá llevar a cabo su realización práctica con cualquier experimento que vincule la medición de masa con esta constante.


El ampere (unidad de corriente eléctrica), que se definía por un experimento imaginario que relaciona la fuerza entre dos cables infinitos con la corriente que circula entre ellos, se redefinió asignando un valor a la carga del electrón (e= 1,602 176 634 × 10−1 A s). Igual que el kilogramo, su realización práctica puede ser llevada a cabo de diversas maneras.


El kelvin (unidad de temperatura) se definía en función de la temperatura en la que coexisten agua, hielo y vapor en equilibrio —proceso conocido como “punto triple del agua”—. Su nueva definición no depende de las propiedades de un material, sino que se realiza en función de la constante de Boltzmann (k= 1,380 649 × 10−23 J K−1), abriendo la puerta a varias realizaciones experimentales posibles.


El mol (unidad de cantidad de materia) se redefinió asignándole un valor a la constante de Avogadro (NA= 6,022 140 76 × 1023 mol−1). En la actualidad, su mejor realización práctica se efectúa a partir del conteo de la cantidad de átomos que hay en una esfera monocristalina de silicio.


El metro, el segundo y la candela solo sufrirán cambios en la forma de expresar sus definiciones, dado que ya estaban basadas en constantes de la naturaleza, a saber: la velocidad de la luz para el metro, la frecuencia de transición entre dos niveles energéticos del átomo de Cesio para el segundo y la eficacia luminosa de una radiación monocromática para la candela.


Acerca del INTI


Dentro de las funciones de INTI (Instituto Nacional de Tecnología Industrial) como Instituto Nacional de Metrología se encuentra la de realizar, reproducir y mantener los patrones nacionales de medida. Estos patrones nacionales constituyen la mejor realización de las unidades del sistema internacional (SI) en la República Argentina.


Con profesionales altamente especializados y laboratorios provistos de instrumental y equipamiento adecuado -en algunos casos, único en la región- sus capacidades actuales abarcan a casi todas las áreas de la industria.


Cerca del 80% de los servicios que ofrece el INTI están destinados a las PyMEs argentinas, con el propósito de potenciar su competitividad tanto local como global, favoreciendo el agregado de valor, la incorporación de innovación y diseño, la creación de empleo y el desarrollo de nuevos mercados.


Otra característica que hace al INTI una institución única en el país es que actúa como referente nacional en el ámbito de las mediciones, habiéndose constituido como Instituto Nacional de Metrología, de acuerdo con la Ley 19511 (Decreto 788/03). Por esa causa le corresponde realizar, reproducir y mantener los patrones nacionales de medida y difundir su exactitud. Esta tarea contribuye a asegurar la calidad en las mediciones relacionadas con el cuidado del ambiente, la salud, los alimentos, la seguridad pública, la equidad en el comercio y la calidad de la producción industrial.