Page 73 - Revista BIT nº 210 - Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación

TENDENCIAS
ALEGRÍAS
(y tristeza) METROLÓGICAS
Como es bien sabido, el 16 de Noviembre de 2018, en Versalles (París), con ocasión de la celebración de la XXVI Conférénce Generale de Poids et Mesures, se pro- cedió a la rede nición de 4 de las 7 unidades fundamen- tales del Sistema Internacional (SI) de unidades.
La rede nición afecta a las unidades de masa (ki- logramo), intensidad eléctrica (Amperio), temperatura (Kelvin) y cantidad de materia (mol).
En la vida diaria esas rede niciones no van a tener consecuencias, porque la nueva unidad se hace coinci- dir con el valor anterior a la rede nición.
La idea es que todas las unidades estén referidas a constantes universales, y no dependan de un artefacto. Ese era el caso del kilogramo, cuyo prototipo internacio- nal se conserva en el Bureau International de Poids et Mesures. La dependencia de un artefacto es muy grave porque, en primer lugar no se sabe si es estable o no, y segundo, su pérdida o deterioro conlleva la pérdida o alteración de la referencia.
Para los Ingenieros de Telecomunicación, la unidad más cercana es el Amperio. Cabe recordar que el Am- perio se de nía como aquella corriente que, circulando por dos hilos paralelos e in nitamente largos, de grosor despreciable, situados a 1 metro de distancia, da lugar a una fuerza entre ellos (atractiva o repulsiva) de 200 nanonewtons por metro. Si ya un newton es de por sí bastante pequeño (aproximadamente unos 100 gramos en la incorrecta jerga usual), 200 nanonewtons lo es mucho más. A ello se añade la necesidad de que los dos hilos sean in nitamente largos, etc., condicionantes todos ellos imposibles de cumplir.
Con la nueva de nición, se parte de de nir la carga de un electrón, lógicamente la ya conocida de 1,602 · 10 -19 Culombios, pero ahora no se le atribuye ninguna incertidumbre. De esa manera, el Amperio es la corrien- te que pasando por un cable, en una sección recta de él, hace que pasen 6,241 · 10 18 electrones (o cargas ele-
Antonio Moreno Calvo
Ingeniero de Telecomunicación
mentales) por segundo. Puede parecer una de nición un tanto absurda, pero existen dispositivos cuánticos que permiten tal medida. Son los llamados SQUIDS, pero no se piense que los calamares (eso signi ca squid en inglés) están capacitados para detectar electrones de uno en uno. SQUID viene de Superconductor Quantum Interference Device, y en la literatura se puede ahondar más en los principios de su funcionamiento.
En cuanto al kilogramo (una unidad no precisamente eléctrica, pero que afecta a todas las facetas de la vida), la nueva de nición es: “El kilogramo, símbolo kg, es la unidad de masa del SI. Se de ne asignando el valor numérico jo de 6,626 070 040 × 10 -34 a la constante de Planck h cuando ésta se expresa en la unidad J · s , queesigualakg·m2 ·s-1,dondeelmetroyelsegundo están de nidos en términos de c y ΔvCs.”
¿Sirve para algo esta de nición? Se observa, en pri- mer lugar, que a la constante de Planck (h) se le asig- na un valor jo y sin incertidumbre (algo paralelo a la asignación al electrón de una carga exacta y sin incer- tidumbre), el metro viene de nido a partir de la veloci- dad de la luz (que también se de nió hace tiempo sin incertidumbre) y ΔvCs es la frecuencia (también de nida sin incertidumbre) de una transición entre dos estados hiper nos del átomo de cesio, el principio de los relojes de cesio que tan familiares son. Esta frecuencia es de 9 192 631 770 Hz, o lo que es lo mismo, el tiempo nece- sario para que transcurra tal número de oscilaciones de esa frecuencia es lo que se de ne como segundo.
Por lo tanto para la realización física de un kilogra- mo hay que acudir a una balanza en la que se puedan combinar todas esas variables. La balanza, anterior- mente llamada de watt (derivada a su vez de la balanza de Ampere), permite equilibrar una masa con la fuer- za magnética ejercida entre bobinas (o entre una bo- bina energizada con corriente continua sumergida en un campo magnético). La distribución espacial de los campos magnéticos es extraordinariamente difícil de conocer con precisión, y ello obliga a un paso previo para evaluar cómo se atraen entre si esas bobinas. Se llamaba balanza de watt porque la masa así medida re- sulta ser función del producto de tensiones y corrientes, esto es potencia (vatios), pero actualmente se la deno-
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