Desde hoy el kilo deja de ser lo que conocías hasta ahora
Coincidiendo con el Día Mundial de la Metrología entran en vigor las nuevas definiciones del kilogramo, el amperio, el mol y el kelvin.
Puede que hoy se haya levantado pensando que se trata de un lunes normal y corriente en el que comienzan las vicisitudes de la semana: trabajo, hijos, escuela. Pero lo cierto es que este 20 de mayo de 2019 es un día histórico: el kilo, tal y como lo hemos conocido durante 130 años, deja de existir para siempre. Y esto es así porque entra en vigor la nueva definición del Sistema Internacional de unidades de medida (conocido como SI) para el kilogramo, aprobada en la última Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM) celebrada en Versalles (Francia) el pasado mes de noviembre. No es la única novedad: además de la forma en la que calculamos la masa, también serán diferentes la unidad básica de la temperatura (el kelvin), de la intensidad de la corriente eléctrica (el amperio) y la de la sustancia (el mol). Desde hoy, todas estas medidas tendrán como base constantes universales, que son, por definición, invariables. Para que un kilo, un amperio o un kelvin sean lo mismo en un laboratorio de España que en una base científica acomodada en Marte.
Hasta ayer mismo, el modelo de referencia era una pesa física. Conocido como «Grand K» o IPK por sus siglas en inglés, el artefacto creado a partir de una aleación de platino e iridio en 1889 se convierte en una reliquia, la última referencia palpable que ha tenido el SI como modelo. A pesar de que fue creado como el «kilo perfecto», los científicos habían notado que su masa fluctuaba 50 microgramos, lo que pesa un copo de nieve, en un siglo. Puede parecer una nimiedad, pero en los tiempos del GPS, la nanomedicina o la astrofísica, esa pequeña diferencia puede ser abismal.
«Cuando no se mide correctamente, o las mediciones se realizan empleando diferentes sistemas de medida o con instrumentos no calibrados, puede ocurrir que la nave Mars Climate Observer de la NASA se estrelle contra la superficie de Marte, que el experimento LIGO no detecte ondas gravitacionales, hasta optimizar la planitud de los espejos utilizados en el gran interferómetro, tras mejorar su medición, o que los neutrinos parezcan viajar a mayor velocidad que la luz, causando la dimisión de los responsables del experimento», afirma en un artículo con motivo del Día Mundial de la Metrología -no es casualidad que se haya elegido el 20 de mayo para que entraran en vigor las nuevas medidas- Emilio Prieto, jefe de Área Técnica delCentro Español de Metrología (CEM), miembro del Comité Consultivo de Unidades, del Comité Internacional de Pesas y Medidas y presidente electo del Comité Técnico de Longitud.
Un kilo, igual incluso para extraterrestres
En lugar del «Grand K», la humanidad (su práctica totalidad, ya que todos los países de la Tierra, con excepción de tres, han adoptado el SI) medirá el kilogramo por la constante de Planck, que lo volverá cuántico. Por su parte, el amperio se medirá en base a la carga del electrón; el kelvin tomando la constante de Boltzmann; y el mol según la constante de Avogadro. También ha sido revisada la forma en la que están escritas las definiciones del segundo, el metro y la candela -que ya atendían a constantes fundamentales-, para que sean «coherentes con las nuevas definiciones».
Aunque la idea suene futurista y moderna, fue el propio Max Planck, descubridor de la constante que lleva su nombre y que ahora regirá nuestros kilogramos, quien en 1900 planteó la necesidad de que todas las unidades básidas del SI fueran invariables, inmutables y universales: «Las constantes fundamentales ofrecen la posibilidad de establecer unidades de longitud, masa, tiempo y temperatura que son independientes de cuerpos o materiales físicos, y cuyo valor se mantiene para todos los tiempos y civilizaciones, incluso para extraterrestres y no humanos», explicó a la comunidad científica por aquel entonces.
Ahora, dos siglos después, los científicos han podido reproducir con fiabilidad en los laboratorios la teoría de Planck -otro de los motivos por los que no se ha podido realizar el cambio antes- y, por fin, se atenderá a su petición de que los científicos, sean terrestres o de fuera del planeta, calculen un kilo de igual manera.
¿Seguirá siendo un kilo de naranjas lo mismo?
¿Si pedimos un kilo de naranjas en la frutería, nos darán lo mismo a partir de hoy? La respuesta es que sí. «Un kilo de manzanas seguirá siendo el mismo kilo de manzanas de ayer. Estos cambios no tendrán ninguna incidencia en la vida diaria de la gente», explica a ABC José Manuel Bernabé, director del CEM.
«Nos servirá para obtener medidas más precisas en el laboratorio, lo que es muy importante para el avance de la ciencia. Por ejemplo, un nanosegundo no parece mucho, pero para el GPS puede suponer un error de 30 centímetros. Solo hay que imaginar qué consecuencias tendría este fallo para el coche autónomo», afirma Bernabé.
La asignatura pendiente: el segundo
A pesar de los cambios, a la Metrología aún le queda una asignatura pendiente: el segundo. «Ahora mismo su patrón son los ciclos de un átomo de cesio -medidos por relojes atómicos-. Pero los relojes ópticos son mucho más precisos, por lo que adoptarlos sería un salto exponencial para la ciencia y la tecnología», explica el experto. Pero, al igual que el kilogramo hasta hace apenas un par de años -se planteó su revisión en 2007 y se ha pospuesto desde entonces por los citados motivos técnicos-, los experimentos en laboratorio aún no han alcanzado resultados óptimos.
Pero cuando lo hagan, los metrólogos afirman que se conseguirá una incertidumbre de diez elevado a menos dieciocho. O, de forma más gráfica, «un error de un segundo en toda la edad del Universo», señala Bernabé. La Comisión de Pesos y Medidas tiene en su calendario de 2030 la revisión de este patrón, «aunque en laboratorio podría conseguirse antes».
Pero eso será el futuro. En el pasado, el físico y matemático británico William Thomson, conocido como Lord Kelvin, dijo: «Solo se puede mejorar aquello que se puede medir». Ahora, en este presente, lo podremos hacer un poco mejor.
