sexta-feira, 16 de novembro de 2018

Redefinição histórica das unidades SI

Metrologistas e representantes de 60 países do mundo inteiro, incluindo o Brasil, concordaram por unanimidade em revisar o Sistema Internacional de Unidades (SI), alterando a definição de quatro das sete unidades básicas, ou seja, quilograma, ampere, kelvin (consequentemente o grau Celsius) e mol.
No dia 16 de Novembro de 2018, a 26ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), realizada em Versalhes, França, confirmou que esta resolução histórica - a maior revisão de unidades feita desde a sua criação em 1960 - deverá entrar em vigor em 20 de maio de 2019, data em que se comemora o Dia Mundial da Metrologia (celebração anual da assinatura da Convenção do Metro, em 1875).
Os padrões de medição passou por revisões contínuas ao longo dos tempos e hoje, pela primeira vez, todas as unidades do sistema SI têm como base os valores numéricos fixos das constantes da natureza, o que garante que as unidades sejam estáveis, comparáveis e consistentes em todo o mundo.
Em níveis extremos, a revisão do sistema SI provocará mudança profunda na maneira de abordar as medições cada vez mais precisas, de impacto relevante no campo da ciência e da tecnologia, entre outras áreas. No entanto, as novas unidades do SI não provocarão diferenças práticas no nosso cotidiano. 
A mudança mais significativa está para acontecer à unidade de massa conhecida como quilograma, última unidade dependente de artefato material. O quilograma é igual à massa do Protótipo Internacional do Quilograma (IPK, sigla em inglês), cilindro feito de uma liga de platina e irídio, sancionado pela primeira CGPM em 1889 e mantido a sete chaves em um subúrbio de Paris (Pavillon de Breteuil). Embora a unidade seja definida de maneira diferente, o valor numérico da unidade não mudará (um quilograma continuará sendo um quilograma).

Redefinição do sistema SI 

As novas definições do sistema SI baseadas em constantes universais invariáveis, com vigência à partir de Maio de 2019, impactam quatro das unidades de base:
Quilograma (símbolo kg) 
O quilograma é a unidade SI de massa.
O quilograma será definido em termos da constante de Planck (h), garantindo a estabilidade de longo prazo da unidade de massa SI. O quilograma pode então ser realizado por qualquer método viável (por exemplo, a balança de Kibble (watt) ou o método Avogadro (densidade de cristal por raios X)). Os usuários poderão obter rastreabilidade ao SI valendo-se das mesmas fontes usadas atualmente (o BIPM, Institutos Nacionais de Metrologia - INMs e laboratórios acreditados). Comparações internacionais garantirão sua consistência. O valor da constante de Planck será fixado para assegurar que não haja mudanças no quilograma. As incertezas oferecidas pelos INMs a seus clientes de calibração não serão afetadas.
Ampere (símbolo A) 
O ampere é a unidade SI de corrente elétrica.
O ampere será definido em termos da carga elétrica elementar (e). A transição da convenção de 1990 para a unidade SI revisada resultará em pequenas mudanças em todas as unidades elétricas disseminadas.
Para a grande maioria dos usuários de medições, nenhuma ação precisa ser tomada, pois o volt irá mudar em cerca de 0,1 partes por milhão e o ohm irá mudar ainda menos. Profissionais que trabalham nos níveis mais altos de precisão podem precisar de ajustar os valores de seus padrões ou reavaliar sua incerteza padrão.
Kelvin (símbolo K) 
O kelvin é a unidade SI de temperatura termodinâmica.
O kelvin será redefinido em termos da constante de Boltzmann (k) e não terá efeito imediato na medição prática de temperatura ou na rastreabilidade das medições de temperatura e, para a maioria dos usuários, passará despercebida. A redefinição estabelece as bases para futuros aprimoramentos na medição. Uma definição livre de restrições materiais e limitações tecnológicas permite o desenvolvimento de novas técnicas, cada vez mais aperfeiçoadas, para tornar as medições de temperaturas rastreáveis ao SI, especialmente em temperaturas (altas ou baixas) extremas.
Mol (símbolo K) 
O mol é a unidade SI para quantidade de substância. 
O mol será redefinido em termos da constante de Avogadro (NA), respeitando uma quantidade específica de entidades (tipicamente átomos ou moléculas) e não dependerá mais da unidade de massa, o quilograma. A rastreabilidade ao mol pode ser ainda estabelecida por meio das técnicas já existentes, incluindo (mas não limitado) o uso de medição de massa juntamente com tabelas de pesos atômicos e constante de massa molar Mu. Os pesos atômicos não serão afetados pela mudança na definição e Mu continuará sendo 1 g/mol. A variação na incerteza será tão pequena que não vai requerer nenhuma mudança na prática comum de medições.

As definições revisadas do quilograma, ampere, kelvin e mole não terão impacto nas demais unidades SI como o segundo, o metro e a candela.
Fonte: BIPM, NPL, IUPAC
Redefinição do quilograma
crédito: BIPM e NIST
Redefinição do quilograma
A humanidade tomou conhecimento da nova definição do quilograma.
À esquerda, foto do protótipo do Protótipo Internacional do Quilograma (IPK), única unidade definida em termos de objeto físico conservado pelo BIPM. À direita, foto da balança de Watt do NIST de alta tecnologia,  projetada para ajudar a redefinir o quilograma.

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