Todos nós já sabemos da importância das unidades de medida em nosso dia a dia; desde a receita de um bolo até os cálculos mais complexos da física, tudo depende de um sistema de medição preciso e universal.
E foi exatamente para aprimorar essa precisão que, em 2019, o Sistema Internacional de Unidades (SI) passou por uma das suas maiores transformações, redefinindo quatro de suas sete unidades de base: o quilograma, o ampere, o kelvin e o mol.
Longe de ser uma mudança arbitrária, essa revolução silenciosa foi o culminar de décadas de pesquisa científica, buscando ancorar as unidades em constantes fundamentais da natureza. Mas por que essa mudança foi tão crucial e o que ela significa para o futuro da ciência e da tecnologia?
A busca pela perfeição: por que redefinir?
Historicamente, muitas unidades de medida eram baseadas em artefatos físicos. O exemplo mais famoso é o do quilograma, que por mais de um século foi definido por um cilindro de platina-irídio guardado a sete chaves em Paris, conhecido como o Grande K.
Embora fosse o padrão mais preciso de sua época, esse artefato apresentava um problema fundamental: sua massa podia variar minimamente ao longo do tempo devido a fatores como contaminação ou limpeza, comprometendo a estabilidade e a universalidade da medida.
Para garantir que as unidades fossem verdadeiramente imutáveis e acessíveis a qualquer laboratório do mundo, a comunidade científica decidiu que era hora de atrelá-las a constantes da natureza.
Essas constantes, como a velocidade da luz, são universais e inalteráveis, oferecendo uma base sólida e permanente para o sistema de medição.
As novas definições: um olhar detalhado
Vamos entender como cada uma das unidades foi redefinida:
Kelvin (K): temperatura e a constante de Boltzmann
O kelvin, a unidade de temperatura termodinâmica, era baseado no ponto triplo da água. Agora, ele é definido pela constante de Boltzmann (k), que relaciona a energia de uma partícula à sua temperatura.
Essa mudança permite medições de temperatura mais precisas em extremos, abrindo caminho para avanços em criogenia e ciência dos materiais.
Mol (mol): A constante de Avogadro em foco
Por fim, o mol, a unidade de quantidade de substância, era definido pelo número de átomos em 0,012 quilogramas de carbono-12.
Com a redefinição, o mol está diretamente ligado à constante de Avogadro (NA), que representa o número exato de entidades elementares (átomos, moléculas, íons, etc.) em um mol. Essa alteração simplifica a compreensão e a aplicação do mol, especialmente em química e farmacologia.
Kilograma (kg): adeus ao Grande K, olá constante de Planck
A partir de 2019, o kilograma não é mais definido por um objeto físico. Em vez disso, sua definição está ligada à constante de Planck (h), uma constante fundamental da mecânica quântica.
Essa redefinição é realizada por meio de um instrumento chamado balança de Kibble (anteriormente conhecida como balança de Watt), que relaciona a massa a uma força eletromagnética e, consequentemente, à constante de Planck.
Isso significa que, em teoria, qualquer laboratório com uma balança de Kibble calibrada pode realizar uma medição primária do kilograma, garantindo uma precisão sem precedentes e uma estabilidade duradoura.
Ampere (A): c Carga Elementar no centro da corrente
O ampere, a unidade de corrente elétrica, era anteriormente definido pela força entre dois condutores paralelos. A nova definição o vincula à carga elementar (e), a carga de um único próton ou elétron.
Ao fixar o valor numérico da carga elementar, o ampere pode ser realizado com maior precisão e de forma mais direta, beneficiando áreas como a eletrônica e a nanotecnologia.
Impacto e futuro da metrologia
Embora essas mudanças possam parecer distantes do cotidiano, elas têm um impacto profundo.
A redefinição do SI garante que as medições sejam mais estáveis, universais e precisas, impulsionando a inovação em diversas áreas, desde a fabricação de chips de computador até o desenvolvimento de novos medicamentos e a exploração espacial.
Ao basear as unidades em constantes fundamentais da natureza, o SI se torna um sistema mais robusto e preparado para os desafios científicos e tecnológicos do futuro. É uma prova de que, mesmo nas bases da ciência, a busca pela perfeição é uma jornada contínua.
Saiba mais!
Leia mais sobre a balança de Kibble no artigo O Kilo Não é Mais o Mesmo: A Balança de Kibble.
Saiba as “3 vantagens que você precisa saber sobre redefinição do Sistema Internacional de Unidades”
