REVISIÓN DEL SI 26ª CGPM

Las actuales unidades de medida, objetivas, independientes de los humanos y sus actividades, y acordadas por convenio, facilitan el entendimiento y la colaboración entre las personas, pero en un entorno altamente innovador y disruptivo como el actual, donde concurren varias revoluciones tecnológicas, es necesaria una revisión conceptual, de gran calado, del SI. Por ello, las unidades fundamentales se han redefinido a partir de una serie de constantes físicas, por definición invariables, haciéndolas válidas en forma atemporal, y dejando abiertas sus realizaciones prácticas a mejoras futuras. Es un cambio sustancial, conceptual y paradigmático del Sistema Internacional de Unidades. Las realizaciones prácticas de las unidades están separadas conceptualmente de sus definiciones de modo que las unidades pueden, por principio, realizarse independientemente en cualquier lugar y en cualquier momento, y con ello se pueden añadir nuevas realizaciones a medida que se desarrollen las tecnologías, sin la necesidad de redefinir la unidad. Tenemos un sistema de unidades de base sólida y confiable basado en constantes físicas, con independencia de nuestras posibilidades de medición. 

En el SI revisado, en vigor desde el 20 de mayo de 2019, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol se han redefinido, respectivamente, a partir de los valores numéricos fijos de las siguientes constantes: 

• La constante de Planck (h), 
• La carga elemental (e), 
• La constante de Boltzmann (k), 
• La constante de Avogadro (NA). 

Asimismo se ha procedido a adaptar las definiciones del metro, segundo y candela, ya basadas en la actualidad respectivamente en las constantes:

• velocidad de la luz en el vacío (c) 
• frecuencia de la transición hiperfina del estado fundamental no perturbado del átomo de cesio 133 (DnCs) 
• eficacia luminosa de una fuente emitiendo a 540 THz (Kcd) 

Las definiciones de todas las unidades básicas del SI se expresan ahora de manera uniforme utilizando una formulación de constante explícita, apareciendo en ellas el valor numérico fijo de dichas constantes, de forma que el Sistema Internacional de Unidades, SI, queda definido como aquel en el que:

donde hercio, julio, culombio, lumen y vatio, con símbolos Hz, J, C, lm y W se relacionan, respectivamente, con las unidades segundo, metro, kilogramo, amperio, kelvin, mol y candela, con símbolos s, m, kg, A, K, mol y cd, en la forma Hz = s–1, J = kg m2 s–2, C = A s, lm = cd m2 m–2 = cd sr y W = kg m2 s–3. 

Como en el caso de cualquier magnitud, el valor Q de una constante fundamental también puede expresarse como el producto de un número {Q} y una unidad [Q], de forma que Q = {Q} [Q]. 

Por ejemplo, el valor de la velocidad v de un objeto móvil puede expresarse como v = 25 m/s o como v = 90 km/h, donde m/s y km/h son unidades alternativas para el mismo valor de la magnitud velocidad.

Si se fija la unidad a priori, tal como se hacía hasta ahora, el valor numérico debe deducirse mediante experimentación. Ahora se fija el valor numérico exacto, en base a multitud de experimentos realizados en todo el mundo, resultando definida la unidad, ya que el producto del valor numérico {Q} y la unidad [Q] tiene que ser igual al valor Q de la constante, que se postula como invariante. 

El uso de constantes físicas para definir las unidades de medida, permitirá a la comunidad científica y a la industria obtener y diseminar con mayor exactitud sus mediciones, desde las más pequeñas hasta las más grandes, cumpliendo así con los requisitos de medición modernos. Vinculará además, con mayor precisión, las mediciones a escala atómica y cuántica con las de nivel macroscópico.