Constants universals per a les unitats de mesura

El Real Decreto 493/2020, de 28 de abril fa legals a Espanya les noves definicions de les unitats bàsiques de la física, que ja s’havien fixat en el Sistema Internacional l’any 2018 i a la Unió Europea per una directiva de la Comissió, de 23 de juliol de 2019. El canvi sorgeix durant la 26a Conferència General de Pesos i Mesures (CGPM), el novembre de 2018 i és, potser, el més rellevant d'aquestes mesures en els darrers 130 anys: es lliga la definició d'aquestes mesures a constants universals en funció de valors numèrics fixos, fent-les vàlides de forma atemporal i per tant, reduint la seva arbitrarietat.

Curiosament, potser la part del decret que té més implicacions en la pràctica no té a veure directament amb les unitats, sinó la que el punt s’accepta com a separador decimal (com solien fer els països anglosaxons des de sempre), a més de la coma, que és el que hem utilitzat sempre nosaltres, i que continua considerant-se com a prioritària. Si el número està comprès entre el -1 i +1,+1 i el 1, el separador decimal ha d’anar precedit de zero, sempre que la tecnologia i les aplicacions on es faci servir ho permetin.

Les noves definicions

Les noves definicions en funció de constants universals, en realitat, en l'exercici diari de l’enginyeria no comportaran cap conseqüència important, excepte en matèries de recerca o en camps on es treballa amb gran exactitud i baixa incertesa, com les que es fan al Centro Español de Metrologia. També pot tenir cert impacte en la comunitat científica que espera canviar la tecnologia i reduir el cost de calibrar els processos industrials i els instruments científics.

Els canvis, del decret, afecten les unitats de mesura de massa (kg), corrent elèctric (A), temperatura termodinàmica (K) i quantitat de substància (mol). El metre (m), el segon (s) i la candela (cd) ja havien estat definits anteriorment i no es modifiquen.

unitats de mesura

Així, tal com ha explicat als Fulls d'Enginyeria, el professor de Física de la UPC Josep Sempau, si no es descobreix d'aquí uns anys que alguna de les teories amb que es basen aquestes mesures no són certes, aquestes definicions hauran vingut ''per quedar-se''. Per la professora de l'ETSEIB de la Universitat Politècnica de Catalunya, Irene Buj, d'aquesta manera les unitats són ''invariables'' i deixen la porta oberta “millores futures” sense haver de redefinir la unitat.

Una mica d'història

El Sistema Internacional d'Unitats (SI) és el sistema d'unitats que s'utilitza pràcticament arreu del món. Es va desenvolupar a partir del sistema mètric decimal i en l'11a Conferència General de Pesos i Mesures del 1960 a París, es va adoptar en la majoria de països. Consta de set unitats bàsiques: amper, kelvin, segon, metre, quilogram, candela i mol a més de les unitats derivades.

La idea de crear un sistema de mesures unificat va sorgir a França, on es van crear els primers prototips utilitzats per definir aquestes mesures. L'obsessió dels científics en aconseguir, per exemple, una mesura universal per al metre ja ve doncs, del segle XVII. Aleshores van acordar que seria la deumilionèsima part del quadrant terrestre i per tenir-ne un patró, es va fabricar una barra de platí i iridi, el 1889. Es va intentar conservar en les condicions òptimes per evitar modificacions però es va comprovar que la peça es dilatava i es contreia amb els canvis de temperatura i es va haver de buscar una altra referència que fos constant.

El sistema, doncs, va anar variant i en alguns casos, patint certa arbitrarietat, ja que l'objecte de referència es trobava a París i ''s'aprimava o s'engreixava'' a mesura que passaven els anys. Tal com explica Sempau, eren mesures basades en objectes no universals i per tant, no eren representatius. Per això, el 1948 es va decidir estudiar les necessitats de mesura de les comunitats científiques, tècniques i educatives. En van sortir les sis primeres unitats, a les quals s'hi va afegir el mol el 1971. El 1983 es va relacionar amb la llum, de manera que va passar a dependre d'un fet físic i no d'un patró de metall, la peça de platí i iridi. L’any 2018 es va aprovar, doncs, aquesta redefinició de les set unitats bàsiques (metre, segon, candela, kilogram, ampere, kelvin i mol). Les tres primeres, però, ja estaven definides amb anterioritat, basades en constants universals.

Pere (not verified), 20 May 2020 - 1:40pm
Molt interessant!