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A alteração do peso do quilo
 
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Quilo
Como o valor de um quilo é definido? Foto: Uwe Baumann/Pixabay.

Uma das unidades básicas mais utilizadas do mundo, o quilograma, mudou recentemente. Na última Conferência Geral sobre Pesos e Medidas (CGPM) realizada em Paris, foram discutidos aperfeiçoamentos não só dos processos de medição do quilo, mas também de outras unidades importantes como o ampere, o kelvin e o mol. A partir do dia 19 de maio de 2019 o quilograma não será mais medido da mesma forma. Este processo representa a maior revisão do Sistema Internacional de Unidades (SI), desde que ele havia sido criado no ano de 1960. O quilo como conhecemos hoje é definido a partir de um cilindro de metal, de 4 centímetros, composto por uma liga de platina e irídio. Este objeto foi fabricado em 1879 na cidade de Londres e a partir do ano de 1889 foi armazenado no Escritório Internacional de Pesos e Medidas em Paris, sendo utilizado a partir daí como “o quilo”, ou Protótipo Internacional do Quilograma (IPK em inglês), ou ainda Le Grand K, servindo de referência de calibração para todas as outras balanças do mundo como padrão internacional deste tipo de unidade. Além do Le Grand K outros 6 cilindros semelhantes estão armazenados no Escritório Internacional de Paris e servem de testemunhas para o quilo original.

O objetivo da mudança é utilizar como referências para unidades básicas, parâmetros mais confiáveis do que objetos físicos, como é o caso do cilindro de metal que define o valor do quilo. Objetos físicos estão sujeitos a ter alteração de massa ao longo do tempo devido ao acréscimo ou decréscimo de átomos ou pequenas moléculas que ocorrem de forma natural. O cilindro de platina e irídio utilizado como referência para o quilo, por exemplo, teve seu valor absoluto alterado em torno de 50 microgramas de seu peso original (os cientistas não sabem realmente se ele ganhou ou perdeu peso). Uma diferença irrelevante para a grande maioria das pessoas, e que não traz nenhum tipo de prejuízo para as nossas ações cotidianas de pesagem. Entretanto, estas pequenas variações podem afetar estudos científicos que se baseiem em altíssima precisão, como os novos estudos realizados nos aceleradores de partículas, por exemplo.

Vários cientistas afirmam que a medida é benéfica e que trará benefícios a longo prazo. O físico Humberto Brandi, diretor de metrologia científica e tecnologia do INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia), cita que além da melhoria na precisão dos estudos científicos, a mudança poderá beneficiar o comércio internacional de alta tecnologia e das áreas de saúde, muitos medicamentos, por exemplo, necessitam de uma altíssima precisão em seus processos de fabricação. O novo quilo será medido com uma balança de Kibble (ou de Watt) e será calculado a partir da constante de Planck. Na prática este tipo de balança funciona a partir da tentativa de equilíbrio de duas forças por meio da relação entre eletricidade e peso. O artefato foi criado pelo cientista britânico Bryan Kibble, um dos pioneiros no desenvolvimento da metrologia. E funciona a partir de um eletroímã que pende para um lado e um peso, que pode ser de um quilograma, do outro. A partir de uma corrente elétrica é estabelecido o perfeito equilíbrio entre os dois lados da balança, definindo-se com precisão o peso do artefato que se pretende medir. Na Conferência da CGPM foram reunidos os 60 estados membros, que votaram de forma unânime para que a alteração do peso do quilo fosse validada. A definição do novo quilograma é a última unidade fundamental a ser redefinida e não depender de um objeto físico. A partir deste ano, a unidade de massa passa, portanto, a ser um valor derivado de uma constante da natureza. A alteração levou tantos anos para ocorrer devido à ausência de tecnologia suficiente para obter medidas tão precisas, a balança de Kibble, por exemplo, possui uma precisão de até 20 microgramas aproximadamente.

Um outro motivo ainda para que o IPK tenha sido trocado por uma constante natural foi o risco do cilindro físico ser danificado ou deformado de alguma forma. Um exemplo deste tipo de alteração ocorreu com o metro, que até 1983 era medido por uma barra de platina. Atualmente o metro é medido pela distância percorrida pela luz em 1/299.792.458 segundo. A partir daí qualquer laboratório capaz de medir o tempo com precisão se tornou capaz de calibrar sua barra de metro sem depender da barra de platina original.

Em um futuro próximo os cientistas acreditam que seria possível métodos de medidas ainda mais precisos que os atuais, sem que seja necessário alterar sua definição. Alguns cientistas tinham como proposta a utilização da constante de Avogadro para a nova definição do quilo. Neste caso seriam relacionados a quantidade de átomos ou de moléculas com a massa de uma amostra. De qualquer maneira, espera-se que nos próximos anos os valores de medidas sejam cada vez mais precisos e que os erros dos equipamentos de medidas de precisão sejam cada vez menores. Como dito anteriormente a nova medida não trará nenhum transtorno para as pessoas comuns, porém abre um novo campo muito mais preciso para o desenvolvimento de novos estudos e novos produtos.


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