Veja o que muda no Sistema Internacional de Unidades

Novas definições das unidades

Neste dia 20 de maio, nomeado como “Dia Mundial da Metrologia”, entram em vigor novas definições de várias unidades de medição, incluindo o quilograma, ampere, kelvin e mol, que passam a ser definidos de forma exata em termos de constantes naturais.

Após anos de pesquisa nos principais institutos de metrologiaao redor do mundo, a comunidade mundial finalmente concordou com essa revisão do Sistema Internacional de Unidades, o SI.

A ideia de fundamentar melhor as unidades de medidas surgiu há mais de 50 anos, e começou com a redefinição do metro com a ajuda da velocidade da luz. Desta vez, quatro outras constantes vão passar a servir como referencial para outras unidades de medida: a constante de Planck (h), a constante de Avogadro (NA), a constante de Boltzmann (k) e a carga do elétron (e).

Isso foi possível depois de uma campanha de medições realizadas nos principais institutos de metrologia do mundo – incluindo o PTB (Alemanha), NIST (EUA), NMIJ (Japão) e NRC (Canadá) – ter conseguido diminuir as incertezas das medições em experimentos totalmente independentemente uns dos outros, atingindo um nível de precisão adequado para os valores atribuídos a todas essas constantes fundamentais.

Com isto, o quilograma e todas as outras unidades passam a ter uma base estável, uma vez que, ao menos de acordo com o conhecimento moderno, as constantes naturais nas quais elas serão baseadas são imutáveis.


Chip que permite a contagem de elétrons individuais, usado para medir a corrente em Amperes. [Imagem: NIST]

Mudanças perceptíveis e imperceptíveis

As modificações não deverão ter impacto na vida diária – de fato, elas foram pensadas levando isso em conta. Um quilograma de laranjas no mercado continuará pesando o mesmo quilograma a partir da próxima semana, embora o referencial não seja mais o famoso cilindro de platina e irídio, conhecido como Le Gran K, adotado como padrão do quilograma em 1875 e que está guardado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas, na cidade de Sèvres, na França.

Mesmo os cientistas não deverão ter problemas, já que as imprecisões das constantes fundamentais aparecem em casas decimais que a maioria deles nunca atinge em seus experimentos. Mas haverá alguns efeitos perceptíveis, como medidas relacionadas com a gravidade, experimentos de mecânica quântica e síntese de moléculas para fármacos.

O quilograma passa agora a estar relacionado à constante de Planck, o parâmetro fundamental que define a escala da mecânica quântica. Nas últimas décadas, os pesquisadores desenvolveram dois experimentos de interligação quilograma-Planck: A balança de Watt, que contrabalança a força descendente da gravidade em um pedaço de metal com uma força magnética para cima em uma bobina mantida em um campo magnético, e o Projeto Avogadro, que envolveu a fabricação de uma esfera quase perfeita de silício.

Esses dois métodos retornaram valores da constante de Planck com uma precisão de 10 partes por bilhão (ppb), que permitiram que o h fosse estabelecido como uma constante, não dependendo mais de medições. Por outro lado, ainda que não tenha efeitos práticos imediatos, isso significa que o quilograma passa a herdar a incerteza que apareceu nessas medições da constante de Planck, mostrando que poderemos voltar ao assunto no futuro.

Outras unidades, como os do volt e do ohm, também terão uma pequena mudança em seus valores devido à nova definição do ampere.

Alterações nas unidades SI

Veja as unidades que passam a ter novas definições e seus valores da partir do dia 20 de Maio:

Quilograma: O quilograma é definido estabelecendo-se a constante de Planck (h) exatamente em 6,62607015 × 10-34 J·s (J = kg·m2·s-2), dadas as definições do metro e do segundo.

Ampere: O fluxo de 1/1,602176634 × 10-19 vezes a carga do elétron por segundo.

kelvin: O kelvin é definido estabelecendo-se o valor numérico fixo da constante de Boltzmann (k) em 1,380649 × 10-23 J·K-1, (J = kg·m2·s-2), dadas as definições do quilograma, do metro e do segundo.

mol: A quantidade de substância de exatamente 6,02214076 × 1023 entidades elementares. Este número é o valor numérico fixo da constante de Avogadro (NA) quando expressa na unidade mol-1 e é chamado de número de Avogadro.

Fonte: Inovação Tecnológica

Cristiane Tavolaro

Sou física, professora e pesquisadora do departamento de física da PUC-SP. Trabalho com Ensino de Física, atuando principalmente em ensino de física moderna, ótica física, acústica e novas tecnologias para o ensino de física. Sou membro fundadora do GoPEF - Grupo de Pesquisa em Ensino de Física da PUC-SP e co-autora do livro paradidático Física Moderna Experimental, editado pela Manole.

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