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.
Preguntas frecuentes sobre el SI revisado (CEM)
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/
Para acceder a la versión en español, que reúne todas las realizaciones prácticas de las unidades, sígase el siguiente enlace:
Anexo II - Realización práctica de las definiciones de las unidades básicas
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
Recomendaciones sobre unidades de medida en legislación
Utilización de la coma o el punto como separador decimal
El Sistema Internacional de unidades revisado
El Sistema Internacional de Unidades (SI) no es estático sino que, desde su establecimiento con tal nombre en 1960, evoluciona para adaptarse a los requisitos de medición mundiales, cada vez más exigentes.
En la reunión del 20 de octubre de 2017, el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) aprobó una resolución recomendando a la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) la aprobación de la redefinición de cuatro unidades básicas del SI: kilogramo, amperio, kelvin y mol, basándolas en los valores exactos de cuatro constantes universales.
Esta recomendación fue aprobada por la CGPM en su reunión nº 26, el 16 de noviembre de 2018, entrando en vigor el día Mundial de la Metrología, el 20 de mayo de 2019.
La revisión del SI surgió para dar respuesta a las cada vez mayores exigencias científico-tecnológicas, que requieren menores incertidumbres de medida en todos los campos para poder garantizar con la mayor seguridad desde resultados de experimentos que confirmen hipótesis de teorías físicas, hasta el cumplimiento de las estrechísimas tolerancias de fabricación exigidas hoy en día en la industria o en campos como el de las nanotecnologías.
¿En qué consiste la revisión del SI?
En el SI revisado, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol se redefinen en términos de valores numéricos fijos de las siguientes constantes de la naturaleza:
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La constante de Planck (h),
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La carga elemental (e),
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La constante de Boltzmann (k),
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La constante de Avogadro (NA), respectivamente.
y heredan las incertidumbres asociadas a la determinación de dichas constantes.
En efecto, en el SI previo, las unidades básicas, sobre todo las basadas en patrones materializados, tenían asignada por definición una incertidumbre nula, mientras que las mediciones experimentales realizadas con esas unidades, entre ellas las de las constantes fundamentales, tenían una incertidumbre asociada.
Justo en el momento de la entrada en vigor del SI revisado cambia el esquema, atribuyéndose incertidumbre nula a los valores numéricos de las constantes elegidas, heredando las unidades, en ese mismo instante, las incertidumbres anteriormente atribuidas a los valores numéricos de las constantes. Andando el tiempo, en el SI revisado las unidades se mantendrán y evolucionarán de forma experimental, por lo que contarán con una incertidumbre asociada a su realización práctica. Es de suponer además que dicha incertidumbre vaya disminuyendo, a medida que la ciencia y la tecnología progresen.
En el SI revisado las nuevas definiciones del kilogramo (kg), amperio (A), kelvin (K) y mol (mol) están referenciadas, respectivamente, a las constantes h, e, k y NA, pero todas las definiciones de las unidades, tanto las citadas como las del metro (m), segundo (s) y candela (cd), ya basadas anteriormente en los valores numéricos de las constantes c, ΔνCs y Kcd respectivamente, varían su redacción, de manera que resultan más homogéneas entre sí, incluyendo, de forma explícita, los valores numéricos de las constantes de las que derivan.
Un importante paso adelante para la medición
El resultado de la revisión del SI es una definición más coherente y fundamental de todo el SI, prescindiendo de realizaciones prácticas basadas en patrones 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. En definitiva, un importante paso adelante para la ciencia de la medida.
El uso de constantes de la naturaleza para definir las unidades de medida internacionales 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 del nivel macroscópico.
Así como la redefinición del segundo contribuyó grandemente a la navegación GPS, el SI revisado fomentará el desarrollo de las nuevas tecnologías, al tiempo que mantiene la continuidad con las actuales.
Tras su revisión, el SI queda definido como el sistema de unidades en el que:
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La frecuencia de transición hiperfina de estado fundamental no perturbado del átomo de cesio-133, ΔνCs, es 9 192 631 770 Hz
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La velocidad de la luz en el vacío, c, es 299 792 458 m/s
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La constante de Planck, h, es 6,626 070 15 × 10-34 J·s
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La carga elemental, e, es 1,602 176 634 × 10-19 C
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La constante de Boltzmann, k, es 1,380 649 × 10-23 J/K
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La constante de Avogadro, NA, es 6,022 140 76 × 1023 mol-1
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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:
Revisión del SI, un SI para el siglo XXI
www.iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aa950a
Información a los usuarios sobre el SI revisado
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/
El siguiente video presenta una introducción a la revisión del Sistema Internacional de Unidades en 2018.
Descargas con más información:
Última actualización: 13/09/2021