Establecimiento del Sistema Internacional de Unidades

La historia de la cultura material conoce un número enorme de diversas unidades, sobre todo para la medición de la longitud, del área, del volumen y de la masa, la existencia de un gran número de diversas unidades creaba dificultades en el comercio entre diferentes países, en el intercambio de resultados de investigaciones científicas, etc., por lo que se hizo necesario unificar el sistema de unidades y de medición.

La Academia de Ciencia inicia sus proyectos, encomendando a Laplace, Lagrande, Borda y otros prestigiados sabios, la investigación del patrón de medida más conveniente de adoptar. En 1791, esta comisión concluyo que convenía adoptarse como unidad de medida a la diezmillonésima parte de un cuarto de meridiano terrestre que va del Polo Norte a la línea del Ecuador, a la cual se le asignó el nombre de metro y se determinó que sus múltiplos y submúltiplos debían ajustarse a la ley decimal.

Se organizaron varias expediciones para realizar las mediciones en ciertos meridianos de la tierra. Una nueva comisión, integrada por Prony, Berthollet, Brisson, Borda y Laplace, deciden adoptar un metro provisional hasta en tanto no se hicieran nuevas mediciones que se encomendaron a Delambre y Méchain, quienes después de siete años rinden un informe general. Con estas aportaciones se forma una Comisión de Pesas y Medidas que estudia los resultados y que, para completar su labor, encargan a Hauy, Lavoisier, Lefebre y Fabroni, las investigaciones necesarias para determinar el peso del decímetro cúbico de agua destilada, fijándose así el peso del kilogramo. Los trabajos culminaron con un dictamen final y con la entrega de los prototipos del metro y del kilogramo, construidos ambos de platino. En 1799 se aprobó en definitiva el sistema métrico decimal.

Como vía de comprobación se realizaron mediciones y comprobaciones matemáticas de los meridianos para determinar el grado de exactitud del metro patrón. En tal virtud se optó por definir al metro como "la distancia entre dos marcas, a cero grados centígrados (actualmente Celsius) de un patrón de platino" que se guarda en los Archivos de Francia.

Estos dos patrones son el punto de partida del desarrollo del Sistema Métrico hasta el Sistema Internacional de Unidades.

En 1867 se crea el Comité de Pesas y Medidas y de las Monedas dentro de la Exposición Universal en París, Francia, teniendo como finalidad asegurar una uniformidad de las medidas en el mundo.

El 1° de Marzo de 1875 el gobierno francés convoca a la Conferencia Diplomática del Metro, la cual elabora el 20 de Mayo de ese año la Convención del Metro para que sea oficialmente firmada. A partir de entonces se realiza la fabricación de las diferentes copias del metro y del kilogramo.

Los prototipos internacionales se conservan en el Bureau Internacional de Pesas y Medidas que es el laboratorio central para las íntercomparaciones internacionales. El Bureau Internacional trabaja bajo la dirección y la supervisión del Comité Internacional, el cual a su vez está supervisado por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), máximo organismo de carácter intergubernamental sostenedora de toda la estructura ejecutiva y operativa necesarias para la investigación, difusión y aplicación del Sistema Internacional de Unidades. La CGPM está formada por delegados de los países adherentes a la Convención del Metro.

En 1884 en Londres Johnson Matthey fabrica 40 kilogramos de platino iridio para la fabricación de los kilogramos patrón. Estos cilindros se obtuvieron de un lingote, del cual se forjo una barra redonda de 2 m de largo y 44 mm de diámetro de donde se sacaron los 40 cilindros. Los patrones son un cilindro de 39 mm de diámetro por 39 mm de alto de composición 90 % platino y 10 % iridio, con una masa volumétrica de 21,5 g/cm3. México recibe el prototipo número 21 y dos testigos en Diciembre de1891.

Creación del Sistema Internacional (SI)

En 1960 se reunió por décima primera ocasión la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) con la intención entre otros motivos, de desaparecer el caos científico derivado de la proliferación de los sistemas métricos de unidades que habían tomado cada vez mayor auge tales como el CGS, sistema de los físicos y de los electricistas con sus variantes electrostático y electromagnético; el MKS sistema de los mecánicos; el MTS sistema de los comerciantes, por lo que la reunión tenía como parte fundamental la adopción de un sólo sistema de unidades, de carácter universal, que sirviera para poner en orden el caos metrológico.

En la resolución número 12 de esta reunión se adopta el Sistema Internacional de Unidades con seis unidades básicas a la que después se les agregaría otra más, y se designa con las siglas SI.

El Sistema Internacional de Unidades es un sistema coherente, entendiéndose como tal, a aquel en que para la formación de sus unidades derivadas solamente admite como factor a la unidad.

Además de su carácter decimal que posee él SI solamente tiene para cada magnitud una unidad. El kilogramo es la unidad de masa y el Newton es la unidad de fuerza, en el caso de que una magnitud se use en diversos campos de aplicación como la potencia mecánica, eléctrica o térmica, se considera que la magnitud es solamente una: la potencia y la unidad que le corresponde es solamente una: el watt, para cualquier campo de actividad; en consecuencia no existe el watt mecánico, el watt térmico o el watt eléctrico.

El Sistema Internacional de Unidades se compone de unidades, las base y las derivadas.

Se llaman unidades base a aquellas que pueden realizarse físicamente con independencia de las demás unidades.

Cada unidad básica está ligada, en su realización, con un prototipo material o con cierta constante física. En estos momentos solamente el kilogramo está ligado a un prototipo material, mientras que el metro está ligado a la velocidad de la luz, el segundo a un período del cesio 133, el Amper a la permeabilidad en el vacío, el Kelvin a la temperatura termodinámica del punto triple del agua, el mol al número de átomos del carbono 12 y la candela a la intensidad energética de una radiación monocromática. La definición de las unidades básicas es:

Las Unidades Derivadas son aquellas que se obtienen combinando las unidades básicas mediante operaciones algebraicas, las mismas que ligan entre sí las diferentes magnitudes. Su definición implica, una experiencia física en que no intervienen prototipos ni constantes físicas.

La característica de tener una base científica, agregado a su simplicidad y coherencia, hace que día a día el SI sea utilizado cada vez más en el ámbito internacional. Los grandes grupos de la normalización mundial como los organismos internacionales: ISO, IEC y otros, así como las asociaciones de reconocido prestigio internacional: ASME, ASTM, API, etc., utilizan en sus documentos normativos las unidades del SI.

En México la inclusión se ejecutó cuando se unió al Tratado del Metro (en su antigua denominación como sistema métrico decimal), en tiempos del presidente Porfirio Díaz, el 30 de diciembre de 1890. Actualmente su definición y su legalización como sistema estándar, legal y oficial están inscritas en la Secretaría de Economía, bajo la modalidad de Norma Oficial Mexicana.

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Referencias son:

1. El Sistema Internacional de Unidades (SI): Publicación técnica CNM-MMM-PT-0. CENAM, Centro Nacional de metrología, División Metrología de Masa.
2. International standard: Conformity assessment-Vocabulary and general principles ISO, International Organization for Standarization.
3. Vocabulario Internacional de Metrología Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados - 2012