Es notable que algo tan común y corriente como el kilogramo siga siendo objeto de estudio y discusión después de tanto tiempo de uso, llegándose a resoluciones importantes hace apenas un par de años.
Pero, empecemos con algo cotidiano. Cuando compramos un kilogramo de tortillas, ¿cómo es que estamos seguros de que realmente nos dan un kilogramo? Bueno, la respuesta rápida es que confiamos en la báscula con que midan el “peso”. Pero atrás de esto hay varias consideraciones. Primero, que la báscula esté bien calibrada y autorizada. Generalmente es la Profeco la que calibra y autoriza las básculas. Pero ¿cómo sabe la Profeco que un kilogramo es un kilogramo? Esto nos lleva a la segunda consideración, que es el patrón que usan las agencias autorizadas para calibrar equipos tales como las básculas. Y la tercera es que cuando usamos una báscula, estamos midiendo peso, pero este concepto está íntimamente relacionado con el concepto de masa.
No estamos hablando propiamente de la “masa” de las tortillas a las que nos referimos al principio, aunque también ambos conceptos están ligados no sólo en nombre. Para entender la diferencia entre masa y peso, es necesario considerar que un kilogramo de peso es la fuerza que experimenta un kilogramo de masa sometido a la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra. Esto también tiene sus problemas al tener que especificar la distancia al centro de la Tierra.
Pero regresemos al kilogramo (masa), el cual ya tiene varias «rarezas» en su definición y nombre. Por ejemplo, es la única unidad base (del Sistema Internacional de Unidades o SIU) con un prefijo en su nombre (kilo = mil), y la única que hasta hace poco estaba definida por un artefacto físico, el kilogramo patrón internacional o IPK.
¿Recuerdan lo que nos enseñaron en la escuela?, «El kilogramo patrón es un cilindro de Iridio y Platino que se mantiene en condiciones constantes en el Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) en París«. Es decir, el kilogramo referencia era un cilindro de metal guardado en algún obscuro instituto.
Bueno, el problema era que el IPK (que incluía copias «oficiales» mantenidas bajo condiciones similares en el mismo sitio) no mantenía su masa en comparación con 34 cilindros similares acuñados para usarse en diferentes países (llamados patrones o estándares nacionales). Esto se verificó tres veces al hacer comparaciones en intervalos de casi 40 años. Por eso, un objetivo de la Conferencia General sobre Pesos y Medidas (CGPM), organismo internacional encargado de las definiciones de los patrones, era eliminar la dependencia del kilogramo en un objeto físico.
Para ello, existían dos enfoques principales: el Proyecto Avogadro y la balanza Kibble, llamada así en honor a su inventor (anteriormente conocida como balanza Watt).
El proyecto Avogadro tenía como objetivo redefinir la constante de Avogadro (definida por el kilogramo), de suma utilidad en diversos procesos físico-químicos, por medio de la relación entre la masa del átomo de Silicio28 y la masa del IPK, e invertir la relación de modo que el kilogramo se especifique precisamente por la constante de Avogadro. El principio consiste en contar el número de átomos de silicio en una esfera casi perfecta de un solo cristal de Silicio28 con masa de 1 kg.
La balanza Kibble, por otro lado, que no es sino un dispositivo muy delicado y preciso para medir peso, busca ligar a la constante de Planck h, otra constante necesaria para diversos cálculos de procesos, con la masa del IPK siendo esto, además, útil para verificar la consistencia de otros métodos. En la práctica, es necesario una serie de balanzas Kibble para llevar a cabo la nueva definición del kilogramo. El papel del BIPM es el de poner a funcionar permanentemente una balanza Kibble para llevar a cabo la nueva definición del kilogramo para los institutos nacionales de metrología.
En su reunión de 2011, la Conferencia General de Pesas y Medidas había acordado en principio que el kilogramo debe ser redefinido en términos de la constante de Planck, pero aplazó la decisión a la reunión de 2018.
En la reunión de 2018 se emitió un comunicado donde se establece que “La Conferencia General de Pesas y Medidas, que reúne a los representantes de los estados pertenecientes a la Convención del Metro, ha aprobado hoy en Versalles una amplia revisión del Sistema Internacional de Unidades. Se han modificado las definiciones de kilogramo, amperio, kelvin y mol. Asimismo, se han adaptado las definiciones del segundo, el metro y la candela para alinearlas con las nuevas. Las definiciones revisadas entrarán en vigor el Día Mundial de la Metrología, 20 de mayo de 2019. El uso de constantes naturales para definir las unidades de medida, permitirán a la comunidad científica y a la industria obtener y diseminar con mayor exactitud sus mediciones, desde las más pequeñas hasta las más grandes, cumpliendo así con las necesidades de medición actuales y futuras.”. Y así, el kilogramo ha sido redefinido.
