El Sistema Internacional de Unidades, SI

El Sistema Internacional de Unidades, SI

 

Presentación

El actual sistema SI es el sistema adoptado internacionalmente, utilizado en la práctica científica y el único legal en España, en la Unión Europea y en numerosos otros países. El SI parte de un pequeño número de magnitudes/unidades denominadas básicas definiendo, a partir de ellas, las denominadas derivadas, como producto de potencias de las básicas. Cuando este producto de potencias no incluye ningún factor numérico distinto de la unidad, estas unidades derivadas se denominan coherentes. Así pues, el SI es un sistema coherente de unidades, que permite cuantificar cualquier magnitud medible de interés en la investigación, la industria, el comercio o la sociedad, en campos tan variados como la salud, la seguridad, la protección del medio ambiente, la adquisición de bienes o la facturación de consumos, por ejemplo.

En 1960, la 11ª Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) definió y estableció formalmente el SI en su Resolución 12, basado en el anterior sistema métrico decimal. Desde entonces se ha revisado de cuando en cuando, de forma parcial, en respuesta a las necesidades de la ciencia y la tecnología.Ahora, en la segunda década del siglo XXI, va a revisarse en profundidad, basándolo en constantes universales, redefiniéndose sus unidades básicas y variando algunas de sus realizaciones prácticas.

El SI se presenta y define en las publicaciones “SI Brochure”, “Concise Summary” y “Pocket Version”, todas ellas editadas por el BIPM (https://www.bipm.org/en/publications/) y traducidas al español, bajo autorización, por el CEM.

El SI actual consta de siete unidades básicas, más un amplio grupo de unidades derivadas, junto a un conjunto de prefijos adoptados para denominar los valores de aquellas magnitudes que son mucho más grandes o mucho más pequeñas que la unidad básica, y que van desde el prefijo yocto (10-24) hasta el prefijo yotta (1024).

Las siete unidades básicas del SI, establecidas por convenio, se consideran dimensionalmente independientes entre sí y son: metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela.

Las unidades derivadas se forman a partir de las unidades básicas, como productos de potencias de estas. Algunas unidades derivadas reciben nombres especiales, con objeto de expresar, en forma compacta, combinaciones frecuentemente utilizadas de unidades básicas. Así ocurre, por ejemplo, con el julio, símbolo J, por definición igual a kg m2 s-2.

Realizaciones practicas del SI

Las realizaciones prácticas de las unidades básicas del SI son preparadas por los Comités Consultivos correspondientes y, después de su aprobación por el CIPM, se publican en formato electrónico en la página web de BIPM, donde pueden revisarse con más frecuencia que si estuvieran impresas en papel.Ver https://www.bipm.org/en/publications/mises-en-pratique/

El SI como sistema legal de unidades

Las unidades legales de medida en España vienen establecidas por el Real Decreto 2032/2009, que traspone la directiva 80/181/CEE, por la que el Consejo de las Comunidades Europeas estableció el uso del sistema internacional de unidades como sistema legal de unidades,y sus modificaciones posteriores, además de hacer suyos los acuerdos de la Conferencia General de Pesas y Medidas.

 

Más información en:

www.bipm.org/en/measurement-units/

El sistema internacional de Unidades

Resumen del Sistema Internacional de Unidades

Recomendaciones del centro español de metrología para la enseñanza y utilización del sistema internacional de unidades de medida

Recomendaciones sobre unidades de medida en legislación

La defensa del Sistema Legal de Unidades de Medida (e-medida. Revista Española de Metrología. Volumen 5 - nº 11 - Diciembre 2016)

www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/

Utilización de la coma o el punto como separador decimal.

 

Hacia la revisión del Sistema Internacional de Unidades en 2018

El SI no es estático, sino que evoluciona para adaptarse a los requisitos de medición mundiales, cada vez más exigentes. Actualmente, tras años de trabajo,se está concluyendo el proceso que conducirá a la revisión más importante del SI, desde su establecimiento con tal nombre en 1960.

En la reunión del 20 de octubre de 2017,el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) aprobó una resolución recomendando a la CGPM la aprobación de la redefinición de cuatro unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI): kilogramo, amperio, kelvin y  mol.

Esta recomendación se presentaráa la próxima Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), la nº 26, en otoño de 2018. Si finalmente, la revisión del SI resulta aprobada, como se prevé, las cuatro unidades mencionadas se basarán en los valores exactos de cuatro constantes universales. Los cambios entrarían en vigor el día Mundial de la Metrología, el 20 de mayo de 2019.

"La decisión del CIPM de proponer esta resolución sobre la revisión del SI a la 26ª CGPM supone el paso definitivo hacia el establecimiento de un Sistema Internacional de Unidades basado en constantes invariables de la naturaleza. Esta decisión, según reconoce el Dr. Barry Inglis, presidente del CIPM, se basa en el trabajo y aportaciones sobresalientes de muchos metrólogos y en los compromisos de los institutos nacionales de metrología para llevar a cabo los experimentos a largo plazo necesarios sobre cuyos resultados basar esta decisión.

¿En qué consiste la revisión del SI?

En el SI revisado, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol se redefinirán en términos de valores numéricos fijos de las siguientes constantes de la naturaleza:

  • La constante de Planck (h),

  • La carga elemental (e),

  • La constante de Boltzmann (k),

  • La constante de Avogadro (NA), respectivamente.

y heredarán las incertidumbres asociadas a la determinación de dichas constantes.

Todas las definiciones de las unidades, tanto las citadas anteriormente como las del metro (m), segundo (s) y candela (cd), que ya estaban basadas en los valores numéricos de las constantes c, ΔνCs y Kcd respectivamente, se redactarán de forma distinta a la actual, de manera que las constantes aparezcan en ellas de manera explícita.

.Por otra parte, ya se están preparando “mises-en-pratique” específicas para realizar experimentalmente las  nuevas unidades básicas, así redefinidas.

El resultado será una definición más coherente y fundamental de todo el SI, prescindiendo de realizaciones prácticas basadas en artefactos materiales, como era el caso hasta ahora del prototipo internacional del kilogramo, con posibilidad de pérdida y fuertes limitaciones de estabilidad a largo plazo, pasando a realizaciones prácticas más exactas, además de reproducibles en cualquier tiempo y lugar.

Un importante paso adelante para la medición

El uso de constantes de la naturaleza para definir las unidades de medida internacionalespermitirá a la comunidad científica y a la industria obtener y diseminarcon mayor exactitudsus mediciones, desde las más pequeñas hasta las más grandes, cumpliendo así con los requisitos de medición modernos. Vinculará además con mayorprecisiónlas mediciones a escala atómica y cuántica con las del nivel macroscópico.

Así como la redefinición del segundo contribuyó grandemente a la navegación GPS, se espera que la próxima revisióndel SI fomente el desarrollo de las nuevas tecnologías en espera, al tiempo que mantiene la continuidad con las actuales.

A partir de su revisión, el SI será el sistema de unidades en el que:

  • La frecuencia de transición hiperfina de estado fundamental no perturbado del átomo de cesio-133, ΔνCs, es 9 192 631 770 Hz

  • La velocidad de la luz en el vacío, c, es 299 792 458 m/s

  • La constante de Planck, h, es 6,626 070 15 × 10-34 J·s

  • La carga elemental, e, es 1,602 176 634 × 10-19 C

  • La constante de Boltzmann, k, es 1,380 649 × 10-23 J/K

  • La constante de Avogadro, NA, es 6,022 140 76 × 1023 mol-1

  • La eficacia luminosa de la radiación monocromática de frecuencia 540 × 1012 Hz, Kcd, es 683 lm/W

con los anteriores valores numéricos carentes de incertidumbre y donde las unidades hercio, julio, culombio, lumen y vatio, con símbolos Hz, J, C, lm y W respectivamente, están relacionadas con las unidades segundo, metro, kilogramo, amperio, kelvin, mol y candela, con símbolos s, m, kg, A, K, mol y cd respectivamente, por las expresiones Hz = s–1, J = m2 kg s–2, C = A s, lm = cd m2 m–2 = cd sr y W = m2 kg s–3.

Más información en:

www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/

www.iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aa950a

Información a los usuarios del SI sobre su próxima revisión

Cartel Nuevo Si

http://www.e-medida.es/documentos/Numero-12/nuevo-sistema-internacional-de-unidades-si

Formación

A través de nuestro aula virtual ofrecemos un curso gratuito sobre el SI. Si desea realizarlo solo tiene que darse de alta en nuestra aula: http://aulavirtual.cem.es/