Metrología

2010: Hacia la redefinición del kg

L.P.C. Julieta Espinosa

98 Reunión del Comité Internacional de Pesas y Medidas (2009). Al frente y a la izquierda, el Dr. Héctor Octavio Nava Jaimes, entonces Director del Centro Nacional de Metrología.
Julieta Espinosa Directora

Ubicada en la localidad francesa de Sèvres Cedex, la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM por sus siglas en francés) fue sede de la Reunión de Directores 2010; un encuentro que, celebrado el segundo y tercer día de junio pasado, reunió a los Directores de los Institutos Nacionales de Metrología (INM) y de los Institutos Designados para discutir la actualidad de la Metrología con el BIPM.

 

En dicho encuentro, fueron abordados tópicos referentes a una serie de talleres llevados a cabo durante el año, así como los relativos al status quo de la redefinición del Sistema Internacional de Unidades (SI). Temas no menos importantes que la presentación del borrador del Programa de Trabajo 2013-2016 del BIPM, que será presentado ante el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) en octubre y, de manera probable, en 2011, ante la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM).

 

México estuvo representado en la reunión por el Dr. Héctor Octavio Nava Jaimes; quien, además de fungir como Director del Centro Nacional de Metrología (CENAM), es el segundo mexicano en la historia del país en resultar electo como uno de los 18 especialistas que, por sus altas calificaciones y experiencia científica en el campo de la Metrología, integran el CIPM.

 

Becario en la Facultad de Ciencias de Osnay de la Universidad de París por el Organismo Internacional de Energía Atómica y por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), el Doctor en Electrónica Cuántica conversó acerca del estado que guarda la redefinición de una de las dos unidades de medida del SI, que fueron objeto de discusión en la reunión: el kilogramo y el Kelvin.

 

“Los temas tratados pretendieron brindar una visión actualizada de hacia dónde se dirige la Metrología en los próximos años, luego de la redefinición de algunas unidades del SI; las cuales estarán o la intención es que estén relacionadas con constantes físicas fundamentales”.

 

La unidad de masa (el kilogramo), definida durante la primera y la tercera CGPM (1889 y 1901) como la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo, y materializada en los diversos INM a partir de un cilindro de platino iridio de 39 mm de diámetro y de igual altura, es una de las unidades del SI que la Metrología contemporánea busca redefinir y de de la cual, en la Reunión de Directores 2010, fueron discutidas las principales propuestas.

 

“En particular, esto ha nacido de la necesidad de que el kilogramo, la unidad fundamental, ya no esté representada necesariamente por un artefacto como lo es el kilogramo patrón; en el caso mexicano, por el prototipo núm. 21 y en el internacional, por el patrón internacional de masa resguardado en el BIPM”.

 

“La pretensión es la de relacionar esta magnitud con valores universales pues, en este momento, un patrón nacional cambia su valor en el tiempo y, aunque lo hace de manera ínfima (0,25 µg/año), al ser una unidad fundamental para muchas otras, en Metrología científica (A, mol, cd) y en Metrología de alta exactitud (V, Ω,...) dicha variación es importante”.

 

“Hay dos tendencias que están en espera de obtener mejores resultados, ya que tienen que ser mejores que las incertidumbres proporcionadas actualmente por el prototipo internacional del kilogramo. Dichos proyectos corresponden al experimento de la balanza del Watt y a la determinación del número de Avogadro, basada en el conteo de átomos que tiene una esfera de silicio de alta pureza”.

 

Director por dos periodos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), El Dr. Nava Jaimes consideró que aún no existen las condiciones para redefinir la unidad de masa, por lo que los diversos laboratorios de Metrología del mundo trabajan en su consecución.

 

“Todavía no hay resultados definitivos pero, a medida que avancen los proyectos, habrá de ser elegida una de las dos propuestas para que, en el futuro, constituya la referencia de la cantidad de sustancia –que en la práctica es medida con la unidad de masa– y del kilogramo”.

 

“Es probable, a mi parecer, que pronto se llegará a una redefinición del kilogramo claramente determinada en función de una constante fundamental; no obstante, la realización de la unidad representa un problema. Aún existe un gran trabajo por hacer y la prospectiva indica que para la próxima reunión de la CGPM –encargada de adoptar las propuestas del CIPM–, en 2011, no será posible adoptar alguna de las tendencias como definitivas, ya que hay que resolver la integralidad del problema”.

 

Respecto de los actores involucrados en el desarrollo de los proyectos orientados a la redefinición del kilogramo, el Dr. Nava Jaimes compartió la experiencia de los tres laboratorios representativos de esta empresa; mismos que habrán de desarrollar la forma de materializar la unidad de masa a partir de su propuesta, para que ésta sea adoptada por la CGPM.

 

“La balanza del Watt y la determinación del número de Avogrado mediante el conteo de átomos de una esfera de silicio de alta pureza, son técnicas sofisticadas que requieren de instalaciones en extremo costosas”.

 

“Uno de los laboratorios que había alcanzado grandes avances en la balanza del Watt era el National Physical Laboratory (MPL) de Inglaterra que, por cuestiones presupuestales, ha cedido su instalación al Institute for National Measurement Standards (INMS-NRC) de Canadá, donde volverán a reinstalarlo y continuar con los trabajos. Por otra parte, los trabajos realizados en el National Institute of Standards and Technology (NIST) de EE.UU. siguen siendo punta de lanza en este desarrollo tecnológico, con resultados que se acercan a los esperados o deseables para la nueva definición”.

La luz del metro

Julieta Espinosa

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