Te explicamos qué es el sistema internacional de unidades, cómo se creó y para qué es. Además, su base y unidades derivadas.

sistema internacional de unidades de kilogramos
El sistema internacional de unidades es el más utilizado en el mundo.

¿Qué es el sistema internacional de unidades?

Se conoce como el Sistema Internacional de Unidades (abreviatura SI) en el sistema de unidades de medida utilizado en prácticamente todo el mundo. Se utiliza en la construcción de los instrumentos de medición más numerosos para el consumo especializado y diario.

Un sistema de unidades es un modelo científico que permite relacionar las cosas sobre la base de un conjunto de unidades imaginarias. Es decir, es un sistema para registrar la realidad: pesaje, medición, cronometraje, etc., sobre la base de un conjunto de unidades que siempre son iguales a sí mismas y que se pueden aplicar en cualquier parte del mundo con el mismo valor.

El Sistema Internacional de Unidades es el más aceptado de todos los sistemas de medición (pero no el único, porque en algunos países todavía se utiliza el sistema anglosajón) y el único que tiende a una cierta universalización hoy en día.

De vez en cuando, el SI se revisa y refina para asegurar que es el mejor sistema de unidades disponible o para adaptarlo a los descubrimientos científicos recientes. De hecho, en 2018 se votó en Versalles, Francia, la redefinición de cuatro de sus unidades básicas para adaptarlas a parámetros fundamentales constantes en la naturaleza.

Vea también: medidas del peso

Historia del sistema internacional de unidades

El IS fue establecida en 1960, en la 11ª Conferencia General sobre Pesos y Medidas, fundada en 1875 para tomar decisiones sobre lo que entonces era el sistema métrico francés. Actualmente es el órgano responsable de la revisión del Sistema Internacional de Mediciones y de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de París.

En su creación, el SI preveía sólo seis unidades básicas, a las que luego se añadieron otras., como el topo en 1971. Sus términos fueron armonizados entre 2006 y 2009 con la colaboración de las organizaciones ISO (Organización Internacional de Normalización) e IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), que iniciaron la norma ISO/IEC 80000.

¿Para qué se utiliza el IS?

El SI, dicho muy plano, es el sistema que nos permite medir. O mejor, el que nos asegura que nuestras mediciones, realizadas aquí o en cualquier otra parte del mundo, son siempre equivalentes y significan lo mismo.

En otras palabras, ¿cómo sabemos que un metro de distancia es realmente un metro? ¿Cómo sabes que un metro aquí es exactamente un metro en China, Groenlandia o Sudáfrica? Eso es precisamente de lo que se ocupa.

Por eso establece las pautas necesarias para que, por decir algo, un kilogramo sea siempre un kilogramo, independientemente del lugar o incluso del tipo de instrumento utilizado para medirlo.

Unidades base del SI

sistema internacional de unidades básicas
Cada unidad se utiliza para medir una magnitud física diferente.

El SI comprende un conjunto de siete unidades básicas, cada una vinculada a una de las principales magnitudes físicas, y que son:

  • Metro (m). La unidad básica de longitud, definida científicamente como el camino recorrido por la luz en el vacío en un intervalo de tiempo de 1/299.792.458 segundos.
  • Kilogramo (kg). La unidad básica de masa, definida científicamente a partir de un prototipo de kilogramo compuesto por una aleación de 90% platino y 10% de iridio, de forma cilíndrica, de 39 milímetros de altura, 39 milímetros de diámetro y una densidad aproximada de 21.500 kg/m3. Sin embargo, en versiones más recientes, se prevé redefinir el kilogramo a partir de un valor relacionado con la constante planck (h).
  • Segundo(s). La unidad básica de tiempo, definida científicamente como la duración de 9.192.631.770 períodos de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado terrestre de un átomo de cesio-133.
  • Amperio (A). La unidad básica de corriente eléctrica, que hace que homenaje al físico francés André-Marie Ampère (1775-1836), y definido científicamente como la intensidad de una corriente constante que, sostenida en dos conductores rectilíneos paralelos de longitud infinita, sección circular despreciable y situados a un metro el uno del otro en el vacío, produce una fuerza entre ellos igual a 2 x 10-7 Newton por metro de longitud. Recientemente se ha propuesto modificar su definición para tener en cuenta un determinado valor de la carga eléctrica fundamental (E).
  • Kelvin (K). La unidad básica de temperatura y termodinámica, que rinde homenaje a su creador, el físico británico William Thomson (1824-1907), alias Lord Kelvin. Se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura del agua en su punto triple (es decir, en el que coexisten en armonía sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso). Recientemente se ha propuesto redefinir los Kelvins teniendo en cuenta un valor de la constante de Boltzmann (k k).
  • Mol (mol). La unidad básica para medir la cantidad de una sustancia en una mezcla o disolución, definida científicamente como la cantidad de sustancia en un sistema que contiene tantas unidades elementales como átomos, contiene 0,012 kg de carbono-12. Así, cuando se utiliza esta unidad, es necesario especificar si estamos hablando de átomos, moléculas, iones, electrones, etc. Recientemente se ha propuesto redefinir esta unidad utilizando un cierto valor de la constante de Avogadro (Nun).
  • Candela (cd). Es la unidad básica de intensidad lumínica, definida científicamente como aquella que tiene, en una dirección dada, una fuente que emite una radiación monocroma de 540 x 1012 y cuya intensidad de energía en esta dirección es de 1/683 vatios por esterereofronía.

Unidades derivadas del Si

Como su nombre indica, las unidades si-derivadas vienen de las unidades base, por combinaciones y relaciones entre ellos, para poder expresar magnitudes físicas matemáticamente.

No debemos confundir estas unidades con los múltiplos y submúltiplos de las unidades base, como kilómetros o nanómetros (múltiplos y submultimultiplicadores del metro, respectivamente).

Las unidades derivadas son muy numerosas, pero podemos mencionar las siguientes principales:

  • Metro cúbico (m3). Unidad derivada construida para medir el volumen de una sustancia.
  • Kilogramo por metro cúbico (kg/m)3). Unidad derivada construida para medir la densidad de un cuerpo.
  • Newton (N). Rindiendo homenaje al padre de la física moderna, el británico Isaac Newton (1643-1727), es la unidad derivada construida para medir la fuerza, expresada en kilogramos por metro por segundo cuadrado (kg.m/s2), de la propia ecuación de Newton para el cálculo de la fuerza.
  • Julios/Julio (J). Toma su nombre del físico inglés James Prescott Joule (1818-1889) y es la unidad derivada del SI utilizado para medir la energía, el trabajo o el calor. Se puede definir como la cantidad de trabajo requerido para mover una carga de un culmbio a través de un voltaje de un voltio (voltio por culmbio, V.C), o como la cantidad de trabajo requerido para producir un vatio de potencia durante un segundo (vatio por segundo, W.s).

Hay muchas otras unidades derivadas, la mayoría con nombres especiales que rinden homenaje a sus creadores o a importantes especialistas en el fenómeno que la unidad sirve para describir.

Ventajas y limitaciones del SI

sistema internacional de kilómetros unitarios
El SI le permite saber que una unidad vale lo mismo en todo el mundo.

tradicionalmente los puntos débiles del SI eran sus unidades de masa (kilogramo) y fuerza (n), que fueron construidos arbitrariamente. Pero frente a las actualizaciones y acuerdos modernos como los que detallamos anteriormente, esto ya no presenta una mayor desventaja.

Al contrario la mayor virtud del SI es que sus unidades base se definen sobre la base de fenómenos naturales constantes, que podrá reproducirse en caso necesario. Así podríamos llegar a calibrar cualquier tipo de instrumento, desde la unidad fundamental científicamente reproducible.

En conclusión, este es un sistemae coherente, regulado internacionalmente y constantemente recalibrado para garantizar su eficacia.

Referencias: