¿Qué impacto tiene el cambio de patrón del kilogramo?
Aunque la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM, por sus siglas en francés) decidió el pasado 20 de mayo dejar de lado el prototipo físico como patrón de medida para el kilogramo, este cambio no tendrá afectaciones en la vida diaria, de tal manera que el kilo de cualquier producto que usted y yo adquiramos y las balanzas que para ello sean utilizadas seguirán siendo las que conocemos.
Si bien el cambio de patrón se hizo con el propósito de tener mayor precisión al momento de establecer el valor de una masa, no habrá cambios en la vida diaria, pero sí impactará en áreas donde la importancia de la exactitud de medida es crucial, tales como la industria aeroespacial, farmacéutica, médica e, incluso, en las diversas aplicaciones de la nanotecnología, explicó el docente e investigador del Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas, Agustín Brau Ávila.
El también coordinador de la Licenciatura en Ingeniería Industrial y de Sistemas añadió que en esta ocasión la Oficina Internacional de Pesas y Medidas no sólo modificó la definición del kilogramo, sino también la del ampere (unidad de medida de la corriente eléctrica), el mol (determina la cantidad de medida de la sustancia) y el kelvin (la temperatura); sin embargo, se le da mayor importancia al kilogramo porque era la única unidad de medida basada en un objeto físico, añadió.
Desde su definición, hace en 130 años, el patrón internacional del kilogramo, conocido como El Gran Kilo, no había sido cambiado; pero, además, el patrón físico de éste ha perdido 50 microgramos de peso debido al desgaste en ese período de tiempo, reveló, “eso, para la vida común, como ir a comprar tortillas es poco y no pasa nada; pero hay aplicaciones como en la nanotecnología de materiales”, donde esa imprecisión sí impacta, y además, se traduce en incertidumbre, precisó.
Al respecto, los docentes especialistas en metrología Silvia Elena Guevara López y Ramón Alberto Luque Morales, del Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas, abundaron que, ante el cambio aprobado por la BIPM en el patrón y definición del kilogramo, la etapa siguiente es que los laboratorios primarios de metrología de cada país que usan el Sistema Internacional de Unidades, como el Centro Nacional de Metrología (Cenam) en México, adopten este nuevo procedimiento.
“Entonces qué va a pasar. Vamos a seguir usando las básculas y todo lo demás, lo que cambia es el patrón… los centros metrológicos sí ocupan tener el nuevo patrón de masa para con éste calibrar los patrones de los laboratorios secundarios. Los laboratorios secundarios enviarán al Cenam sus pesas patrón y serán calibradas con base en el patrón aprobado por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas”, y el Cenam expedirá un certificado donde especificará el margen de error de la pesa patrón y mediante qué procedimiento fue calibrado, explicó Guevara López.
El hecho de que se continúen usando las pesas patrón en algunas industrias o en laboratorios secundarios de metrología, como de la Universidad de Sonora, no significa un desfase, aclaró Luque Morales. “A la fecha el juego geométrico sigue siendo el mismo, y la definición del metro ha cambiado -en la historia- unas 15 veces”, y eso no significa que el juego geométrico esté descontinuado, aclaró.
¿Cómo se define ahora el patrón del kilogramo?
La Oficina Internacional de Pesas y Medidas aprobó que la definición del kilogramo estará asociada a la constante de Planck, misma que debe su nombre al físico y matemático alemán Max Planck, quien descubrió el valor de dicha constante y así dio paso a la mecánica cuántica.
La constante de Planck es una constante física que relaciona el peso con la corriente eléctrica, es una constante considerada invariable, con un valor adimensional y universal que puede ser reproducida en un laboratorio sin estar sujeta a un objeto físico. De acuerdo con diversas notas periodísticas consultadas, la balanza de Kibble, llamada anteriormente balanza de Watt, pudo medir la constante de Planck con un margen de error de 34 partes por 1,000 millones; lo que en gran parte llevó a la redefinición del patrón del kilogramo.
Al respecto, Brau Ávila, también coordinador del programa de licenciatura de Ingeniería Industrial y de Sistemas, añadió que de esta manera se podrá calcular con pequeño margen de incertidumbre el valor de la masa que se quiere comparar.
“Una de las ventajas de esta balanza –de Kibble— es que se podrá tener en los laboratorios nacionales de metrología y en las industrias se podrá usar, incluso verificar sus propios patrones, lo que habrán de checar es que el experimento esté bien hecho”, siempre y cuando se tenga la capacidad tecnológica para tener un equipo de este tipo, subrayó.
Mediante un sistema de escalas de alta precisión, la balanza de Kibble calcula la constante de Planck, y mediante corriente eléctrica y el voltaje mide el peso de una masa. Brau Ávila explicó que la balanza de Kibble posee un campo magnético en ambos lados: en uno de los lados se coloca un electroimán y del otro lado la masa que se desea verificar.
Al generar el campo magnético se genera también una fuerza igual a la masa que está pendiendo, de tal manera que al generar la fuerza en sentido contrario se obtiene el valor de ésta, explicó.
Lo anterior representa un reto de mejora para la parte de investigación y desarrollo de los laboratorios y de las industrias que tengan la capacidad de adquirir ese tipo de tecnología y que puedan ellos mismos hacer el experimento correspondiente para verificar sus patrones, precisó Brau Ávila.
Lin Mendivil Alvarado
