Un kilogramo no pesa siempre un kilogramo

Siempre estamos midiendo algo: la distancia a nuestro trabajo la medimos en kilómetros, nuestro peso se mide en kilogramos y la capacidad de una botella la medimos en litros. Estamos tan acostumbrados a usar estas medidas que no somos conscientes de que son una invención nuestra bastante reciente. En tiempos anteriores las cosas se medían con otras unidades más subjetivas: las distancias eran referidas en pies o en pulgadas, usando como referencia el cuerpo del que las mide; el volumen se medía usando ciertos recipientes de tamaño más o menos fijo (cajones, costales) y el peso era relativo al volumen, en las balanzas se situaba el objeto a pesar y en el otro lado un costal de trigo, por ejemplo; de esta manera el peso era o “más o menos pesado que un costal”.

El comercio entre países con diferentes unidades de medida era complicado y el cambio de unidades llevaba a malentendidos. Para favorecer el intercambio, en la Revolución Francesa de 1789 se nombró a una comisión de científicos para que crearan unas unidades comunes para todos. Esto supuso la creación del sistema métrico decimal que contiene nuestras familiares unidades de medida: el metro, el litro, el kilo junto con otras unidades más exóticas, como la candela para medir intensidad lumínica. Como curiosidad, Inglaterra nunca quiso adoptar el sistema métrico decimal y tienen sus propias unidades de medida. Allí la altura se mide en pies y el peso se mide en libras. Como en aquel periodo Estados Unidos estaba obligada a comerciar exclusivamente con Inglaterra, las unidades de medida británicas han perdurado en ambos países.

Para crear una unidad de medida se necesita tener el patrón adecuado, que sea conocido por todo el mundo, que no cambie con el tiempo y que no sea subjetivo. Por ejemplo, el metro inicialmente se definió como la diezmillonésima parte de la distancia entre el Polo Norte y el Ecuador, una medida que cualquier país podría hallar para hacer el cambio de unidades. Además en 1799 se fabricó una barra de una aleación de platino e iridio de un metro exacto de longitud y se hicieron varias réplicas a repartir entre los diferentes países. Para aumentar la precisión de la medida la definición de metro se ha ido modificando para tomar medidas cada vez más exactas y dependientes de alguna constante: actualmente un metro se define como la distancia recorrida por la luz en ¹/_{299 792 458} segundos y tiene una variación de solo 0,1 nm. Error nunca tiene, ya que como es la definición de metro, su medida siempre equivale a un metro exacto.

La encargada de dar las nuevas definiciones a cada unidad de medida es la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, situada en Paris. En esta oficina también hay un museo con los patrones de medida que se usaron inicialmente: tienen, entre otros objetos, la barra de platino e iridio de un metro de longitud, una pesa de platino e iridio con un kilogramo de peso y otros patrones similares. El motivo del uso de la aleación de platino-iridio es que es inoxidable, no se deteriora con el paso del tiempo; y lo que es más importante, esta aleación resiste la dilatación, así un metro no mide más en verano que en invierno.

Actualmente todas las medidas tengan definiciones más modernas y precisas gracias al avance de la tecnología, curiosamente hay una única medida que permanece con su patrón físico inicial: el kilogramo. Inicialmente se consideraba al kilogramo como el peso exacto que tiene un litro de agua, y se creó una pesa patrón con 40 copias repartidas por todo el mundo. Actualmente estas copias siguen siendo nuestro patrón, ya que hasta el día de hoy no han podido encontrar una definición más precisa de kilogramo.

El problema es que la pesa de un kilogramo está cambiando de peso y con ello nuestra definición de kilogramo, según las medidas tomadas en los últimos 100 años, la definición de kilogramo ha aumentado en aproximadamente 50 miligramos, el peso de un grano de arena de 4 milímetros. Parece una cantidad mínima pero hay que tener en cuenta las implicaciones a escala mundial. A lo largo de estos 100 años, todas las personas y objetos de la tierra hemos ido variando nuestro peso, pesando una cantidad ligeramente menor cada año según la convención de pesos. La cantidad es mínima y solo podríamos apreciarlo en básculas precisas y calibradas al dia. Pero el error sí que se vuelve más significativo si hablamos del peso de grandes mercancías, ya que el mismo peso en diferentes décadas no significa necesariamente la misma cantidad de material.

Este aumento de peso es debido a la deposición de partículas de carbono a lo largo del tiempo sobre la superficie. Para recuperar el peso original, el profesor Peter Cumpson y la doctora Naoko Sono, que son las personas responsables del descubrimiento del aumento de masa, van a realizar una limpieza de la superficie mediante la acción de luz ultravioleta y ozono, eliminando las partículas incrustadas pero manteniendo la pesa intacta con su masa original.

Mientras, se siguen buscando otras maneras más estables y precisas para medir un kilogramo. La clave es encontrar algún número constante, como la velocidad de la luz en el caso del metro. Una de las opciones pensadas era usar el número de Avogadro, que es el número de átomos que hay en un mol de sustancia. La última definición de kilogramo propuesta (y que ha sido provisionalmente aceptada en 2011) incluye la constante de Planck y al ser introducida corrigió el error de la pesa patrón, provocando que un kilogramo actual fuera 50 miligramos menor que el kilogramo antiguo. En las nuevas basculas que se fabriquen puedes notar que pesas ligeramente menos, pero eso no te quita de hacer ejercicio para bajar las cenas navideñas.

Fuentes | Science Daily, El Mundo