Cuando cualquiera pide un kilo de naranjas en la frutería o se sube a una báscula y observa con terror cómo ha aumentado su peso tras las vacaciones, no se suele plantear qué es, en realidad, un kilogramo. ¿Por qué pesa lo que pesa? ¿Qué se toma de referencia? ¿Quién decidió que fuera la unidad básica de masa? Los que tengan frescos los conocimientos de la escuela podrán contestar que esta medida se define como «la masa de un decímetro cúbico de agua destilada a la altura del mar y a cuatro grados centígrados de temperatura». Sin embargo, debido a lo complicado que era reproducir estas condiciones en un laboratorio, se decidió crear, allá por el siglo XIX un molde, un «kilo perfecto» en forma de cilindro, construido a partir de una aleación de platino e iridio, que serviría de muestra ideal para otros prototipos que se repartirían por el mundo. Así es como nació en 1889 el «Gran Kilo» («le Grand Kilo» en francés, también llamado «Gran K», «prototipo internacional del kilogramo» para los científicos e IPK por sus siglas en inglés), que ha sido la referencia de la unidad básica de masa durante 129 años. Hasta hoy, que será relevado por la física cuántica.
Los expertos en metrología llevan advirtiendo durante décadas que, al contrario de lo que la lógica pueda dictar, a pesar de los esfuerzos por conservarlo intacto protegido por tres urnas y alejado del gran público, el «Gran K» ha variado de peso. En concreto, debido a razones que los científicos no consiguen explicar del todo, la masa del IPK ha perdido en un siglo alrededor de 50 microgramos, el peso de un copo de nieve. Y, por insignificante que parezca, con el actual desarrollo de la ciencia -con las teorías cuánticas a la cabeza- y la tecnología -como el Big Data o la nanomedicina-, esta pequeña diferencia puede suponer todo un abismo.
El futuro necesita precisión
«Con el actual grado de desarrollo, no nos podemos fiar de un objeto del siglo XIX que fluctúa. Solo hay que imaginar lo que supone en tecnologías tan precisas como el GPS o la radiación de tumores un ligero cambio, aunque sea mínimo: se puede traducir en una diferencia de kilómetros o en curar o matar a una persona», explica José Manuel Bernabé, director del Centro Español de Metrología (CEM), quien habla con ABC desde Versalles, Francia, donde están reunidos desde el pasado martes representantes de todo el mundo con motivo de la vigésimo sexta Conferencia General de Pesos y Medidas. Un encuentro histórico en el que hace unos días se acordó de antemano -para que no hubiera sorpresas y debido a la importancia del tema- votar hoy a favor de la mayor redefinición del Sistema Internacional de Unidades (SI) en base a las constantes fundamentales. Así, el kilogramo, la última unidad básica cuya referencia es un objeto físico, pasará a definirse por la constante de Planck, relacionada con la teoría de la mecánica cuántica. Y no será el único cambio: también se modificará cómo se mide el amperio (en base a la carga del electrón), el kelvin (tomando la constante de Boltzmann) y el mol (según la constante de Avogadro).
A pesar de que las constantes fundamentales suenen a complejas fórmulas matemáticas modernas, lo cierto es que llevan teorizándose desde el siglo XIX: el propio Max Planck, cuyos estudios definirán ahora el kilogramo, planteó la idea que lleva su nombre por primera vez en 1900. «El problema es que hasta ahora no teníamos el desarrollo científico y tecnológico para demostrar realmente estas constantes», explica Bernabé. Ya en 2007 se planteó formalmente la necesidad acuciante de cambiar estas unidades básicas. Se hizo un primer intento en 2011 y un segundo en 2014, pero la humanidad no estaba preparada. De hecho, incluso tampoco ha estado claro que el SI puediera redefinirse en la actual convención, ya que los últimos experimentos se realizaron el año pasado. «Las últimas pruebas coherentes que nos dieron unos valores aceptables terminaron en 2017, por lo que todo esto, aunque histórico, no se nos ocurrió ayer», señala el responsable de la delegación española en la conferencia.
El cambio, no obstante, no entrará en vigor hasta el próximo 20 de mayo de 2019, coincidiendo con el Día de la Metrología, que conmemora la primera reunión de este órgano en 1875. «Aunque no habrá casi consecuencias para el ciudadano de a pie, resulta un tremendo cambio para la comunidad científica, ya que contará con herramientas mucho más precisas para superar los retos que nos plantean las nuevas tecnologías. Podremos avanzar mucho más rápido», recalca Bernabé.
El segundo, próxima parada
Con la redefinición del SI -que solo afectará directamente al kilogramo, al amperio, al mol y al kelvin, aunque también será revisada la forma en la que están escritas las definiciones del segundo, el metro y la candela, para que sean «coherentes con las nuevas definiciones»-, surge la duda de si el cambio será permanente, como pensaron en su tiempo los creadores del Sistema Métrico Internacional (precursor de nuestro actual SI). «En teoría, las constantes fundamentales son inmutables y no se prevé ningún cambio. Se buscaba que fueran universales y, de hecho, lo son tanto que un marciano podría desarrollar un kilogramo de forma tan perfecta como nosotros en Madrid», dice medio en broma, medio en serio el director del CEM.
Sin embargo, todavía queda una unidad básica en el punto de mira: el segundo. «Ahora mismo su patrón son los ciclos de un átomo de cesio -medidos por relojes atómicos-. Pero los relojes ópticos son mucho más precisos, por lo que adoptarlos sería un salto exponencial para la ciencia y la tecnología», afirma Bernabé, quien de momento solo piensa en la votación de hoy en Versalles, que acabará con cómo conocemos esta medida desde hace más de un siglo. «Pero como con el kilo, hasta no estar seguros, no se redefinirá el segundo. Y eso probablemente no ocurra al menos hasta 2030», vaticina.
