El kilogramo podría tener que ponerse a dieta. El estándar internacional, un trozo de metal con forma de cilindro que define la unidad fundamental de masa, ha ganado decenas de microgramos de masa debido a la contaminación de la superficie, según un nuevo estudio.
Como resultado, cada país que tiene una de estas masas estándar tiene una definición ligeramente diferente del kilogramo, lo que podría desbaratar los experimentos científicos que requieren medidas de peso muy precisas o el comercio internacional de artículos altamente restringidos por el peso, como los materiales radiactivos.
Pero el ozono y la luz ultravioleta podrían utilizarse para limpiar los kilogramos sin dañarlos, sugiere la investigación.
La técnica de limpieza, descrita en el número de enero de la revista Metrologia, podría llegar a adoptarse de forma generalizada como forma de mantener la unidad fundamental de masa más consistente.
Además, dado que utiliza «equipos que uno podría conseguir sin demasiada inversión de tiempo y dinero», se trata de una técnica práctica que podría adoptarse ampliamente, dijo Richard Davis, un metrólogo consultor de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de París, que no participó en el estudio.
Patrón común
El kilogramo se adoptó por primera vez como patrón internacional en la Convención del Metro de 1875. En aquella época, los científicos se sentían frustrados por la falta de una forma consistente y estándar de medir la masa con gran precisión.
Para resolver el problema, los científicos crearon un trozo cilíndrico de masa llamado kilogramo prototipo internacional (IPK) a partir de platino y una aleación de platino e iridio. El cilindro, que pesa aproximadamente 2,2 libras (1 kilogramo), es la definición del kilogramo. El kilogramo es una de las siete unidades de medida internacionales estándar.
En la década de 1880, se distribuyeron unos 40 de estos kilogramos prototipo a los países que firmaron la Convención del Metro, dijo el coautor del estudio Peter Cumpson, metrólogo de la Universidad de Newcastle, en el Reino Unido.
Pesos sucios
Incluso entonces, los científicos se dieron cuenta de que los contaminantes podían cubrir la superficie del kilogramo. Para intentar contrarrestar este efecto, hicieron las masas en cilindros, que tienen menos superficie para adquirir polvo y residuos. Los IPK se almacenan en aire filtrado de laboratorio a temperatura y presión constantes, pero no hay forma de aislarlos completamente de la polución y la contaminación del aire, dijo Cumpson a LiveScience.
Para limpiarlos, un técnico experto frota los cilindros con gamuza mojada en alcohol. Pero como cada país limpia sus kilogramos de forma diferente y en momentos distintos, cada kilogramo del mundo tiene una diferencia desconocida.
Limpiar el kilogramo
Para ver cómo engorda el kilogramo, el equipo de Cumpson utilizó una técnica de imagen llamada espectroscopia de rayos X para observar superficies similares a las de los IPK. Esas superficies recogieron decenas de microgramos de contaminación por carbono y mercurio por década. Y aunque unas pocas docenas de microgramos no es mucho, importa para medir cosas como los materiales radiactivos, dijo Cumpson.
El carbono probablemente proviene de los gases de escape de los coches, mientras que la contaminación por mercurio se produjo porque los termómetros y barómetros llenos de mercurio en los laboratorios se rompen ocasionalmente.
El equipo también descubrió que el uso de ozono y el tratamiento con luz ultravioleta podría romper de forma fiable los enlaces entre los átomos de carbono en la superficie, eliminando una cantidad consistente de contaminación basada en el carbono. El mercurio, sin embargo, probablemente esté ahí para quedarse, dijo Cumpson.
Aunque hay otros métodos, «el método del ozono ultravioleta es realmente el único que es competitivo con el frotamiento manual», dijo.
Constantes fundamentales
A largo plazo, sin embargo, la mayoría de los científicos quieren dejar de definir el kilogramo basándose en un trozo de metal. En su lugar, debería basarse de alguna manera en una ley fundamental de la naturaleza, dijo Davis.
«Creo que la definición se cambiará en los próximos cinco o diez años», dijo Davis a LiveScience.
Una posibilidad es utilizar un dispositivo electromagnético que produzca constantemente la misma cantidad de fuerza, a partir de la cual se pueda calcular la masa, dijo Cumpson.
Nota del editor: Este artículo se actualizó a las 12:30 p.m. hora del este del 7 de enero para aclarar la diferencia entre peso y masa.
Siga a LiveScience en Twitter @livescience. También estamos en Facebook & Google+.
Noticias recientes