Entenda como, e por que, o quilo vai mudar

Paula Rothman, de INFO Online

Quarta-feira, 26 de janeiro de 2011

Tão certo quanto 1+1 são 2, um quilo também será sempre um quilo. Ou não?

A medida usada para comprar arroz, carne, batata, frutas, chocolate e etc no supermercado – e que serve também para controlar os efeitos posteriores da comida na balança – deve, muito em breve, mudar.

Um grupo internacional de pesquisadores vem trabalhando há mais de uma década para encontrar uma forma de determinar o que é um quilo de forma mais precisa. Isso porque as medidas de peso de todo o mundo são padronizadas com a ajuda de um objeto, um cilindro de platina e irídio construído há 130 anos e que pesava exatamente o que foi estipulado como um quilo. O problema é que, ao longo do tempo, sua massa mudou.

No final do ano passado, o National Institute of Standards and Technology (NIST), o Inmetro americano, conseguiu grandes avanços em seu pedido de mudança do Sistema Internacional de Unidades, que busca uma nova forma de calcular não só o quilo, mas todas as unidades que derivam dele.

Se tudo der certo, até 2015, devemos ter uma medida mais padronizada e precisa que deve ajudar, principalmente, os experimentos científicos.

INFO Online entrou em contato com o NIST e com o próprio Inmetro para esclarecer como – e por que- essa mudança deve acontecer.

O que é o Sistema Internacional de Unidades?

Ele rege as medidas oficias do mundo utilizadas em todas as atividades, como comércio e ciências. Ele é composto por sete unidades-base: segundo (tempo), metro (comprimento), quilo (massa), ampére (corrente létrica), kelvin (temperatura termodinâmica), mol (quantidade de substância) e candela (intensidade luminosa). Dentre elas, a única que é determinada por um artefato é o quilo. O cilindro de platina e irídio é mantido no Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), na França.

No sistema atual, não é apenas a unidade da massa que depende do quilo. A definição de ampére (corrente elétrica), mol (quantidade de substância) e candela (intensidade luminosa) dependem desse artefato de platina e irídio. Por exemplo, um mol é definido como o número átomos de carbono 12 cuja massa total equivale a 12 gramas.

Por que o cilindro não serve mais para determinar o quilo?

Sendo um objeto material, a massa dele está sujeita a variações decorrentes do uso e das condições ambientais. A massa do artefato mudou, embora não se saiba se para mais ou menos. Ao comparar o original com réplicas espalhadas pelo mundo, verifica-se uma variação pequena, na casa de dezenas de partes por bilhão. No Brasil, o Inmetro constatou uma variação de um quilograma, em cerca de 100 anos, de aproximadamente 50 microgramas.

Como será determinado o quilo?

Existem, basicamente, dois experimentos em andamento: um deles visa determinar o número de átomos em uma quantidade de matéria capaz de ser pesada, estabelecendo uma relação entre o quilograma e uma massa atômica (projeto Avogadro); o outro, e provavelmente o que trará resultados mais precisos, é um experimento eletro-mecânico que liga o quilograma a uma constante chamada de Planck h. É justamente este experimento proposto pelo NIST: aprimorar o valor da Constante de Planck h, uma importante constante na física quântica. Sabe-se que a matéria absorve e irradia energia em partes chamadas “quanta”. A energia do quanta é a constante de Planck vezes a frequência de sua radiação. A massa de um objeto pode ser medida pela comparação da força que a gravidade exerce sobre ele com uma força elétrica que compensa a força da gravidade. Isso pode ser feito em uma chamada balança de Watt, que trabalha com levitação magnética. Nela, a força elétrica é determinada medindo a corrente correspondente e sua voltagem; já as medidas elétricas podem ser expressas por meio da constante de Planck h. Se a constante for exatamente conhecida, então as medidas podem determinar a massa de um objeto. Atualmente seu valor está estabelecido em 6.626 068 96(33) x 10-34 kg m2/ s.

O Inmetro conhece esta proposta de mudança?

Sim. O Inmetro conhece a proposta de redefinição do quilograma e acompanha o andamento dos experimentos em andamento em diversos institutos nacionais, como o próprio NIST (EUA), PTB (Alemanha), LNE (França), Metas (Suíça), NMIJ (Japão).

Ela é realmente necessária?

Sim. A precisão das medidas, incluindo a redefinição do quilograma, é extremamente importante para dar ao Sistema Internacional consistência e robustez. Avanços científicos e tecnológicos anteriores já permitiram que outras unidades fossem redefinidas. O metro, por exemplo, deixou de ser um artefato em 1983, quando passou a ser definido pela velocidade da luz - uma constante física fundamental.

O que muda na nossa vida?

Uma nova definição do quilo permite a pesquisadores de todo o mundo expressar seus resultados com maior precisão e consistência. Com os valores das constantes fixos, é como se todos os pesquisadores estivessem falando a mesma língua. Como a variação da massa foi muito pequena ao longo dos anos, as maiores diferenças serão vistas no laboratório, em escalas usadas somente por cientistas.