Sistema Internacional de Unidades

BREVE HISTORIA DEL SI.

La creación del sistema métrico decimal en tiempos de la Revolución francesa y la posterior creación de dos patrones de platino que representaban el metro y el kilogramo, el 22 de Junio de 1799, en los Archives de la République en París, puede verse como el primer paso en el desarrollo del actual Sistema Internacional de Unidades, SI.  

Carl Friedrich Gauss

En 1832, Gauss promocionó fuertemente la aplicación de este sistema métrico (metro + kilogramo), junto con el “segundo” (definido en astronomía), como un sistema coherente de unidades para las ciencias físicas. Gauss fue el primero en hacer mediciones absolutas del campo magnético de la tierra en términos de un sistema decimal basado en “tres unidades mecánicas”, el milímetro, el gramo y el segundo, para las respectivas magnitudes de longitud, masa y tiempo. En años posteriores, Gauss y Weber extendieron estas mediciones para incluir fenómenos eléctricos.

Estas aplicaciones en el campo de la electricidad y el magnetismo fueron desarrolladas adicionalmente en la década de 1860, bajo el liderazgo activo de Maxwell y Thomson, a través de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (BAAS, ahora BA). Ellos formularon los requisitos de un sistema coherente de unidades con unidades fundamentales o básicas y unidades derivadas. En 1874 la BAAS introdujo el sistema CGS, un sistema coherente tridimensional de unidades basado en las tres unidades mecánicas, el centímetro, el  gramo y el segundo, utilizando prefijos que iban desde micro a mega, para expresar submúltiplos y múltiplos decimales. El desarrollo posterior de la física como una ciencia experimental se basó, en gran medida, en este sistema.

Los tamaños de las unidades coherentes del CGS en los campos de la electricidad y el magnetismo demostraron ser inconvenientes, por lo que en la década de 1880 el BAAS y el Congreso Internacional de Electricidad, predecesor de la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC), aprobaron un conjunto de unidades prácticas,mutuamente coherentes. Entre ellas estaban el ohmnio de resistencia eléctrica, el voltio para fuerza electromotriz y el amperio para la corriente eléctrica.

Después de la firma de la Convención del Metro, el 20 de Mayo de 1875, la cual creó al BIPM y estableció la CGPM y el CPIM, comenzó la construcción de nuevos prototipos internacionales del metro y el kilogramo. En 1889 la 1ª CGPM decretó a los prototipos internacionales para el metro y el kilogramo, los cuales, junto con el segundo astronómico como la unidad de tiempo, constituyeron las unidades de un sistema de unidad mecánico tridimensional, similar al sistema CGS, pero con las unidades base “metro, kilogramo y segundo”, el sistema MKS.

En 1901 Giorgi mostró que es posible combinar las unidades mecánicas de este sistema, metro–kilogramo–segundo , con las unidades eléctricas prácticas para formar un único sistema coherente cuatridimensional añadiendo a las tres unidades básicas una cuarta unidad, de naturaleza eléctrica como el amperio o el ohmnio, y reescribir las ecuaciones encontradas en el electromagnetismo, bajo la forma llamada “racionalizada”. La propuesta de Giorgi abrió el camino a una serie de nuevos desarrollos.

Después de la revisión de la Convención del Metro por la 6ª CGPM en 1921, que amplió el alcance y las responsabilidades del BIPM a otros campos de la física y la posterior creación del Comité Consultivo de Electricidad (CCE, ahora CCEM) por la séptima CGPM en 1927, la propuesta de Giorgi fue discutida por la IEC, por la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP), y por otras organizaciones internacionales. Esto llevó al CCE a proponer, en 1939, la adopción de un sistema de cuatro dimensiones basadas en el metro, el kilogramo, el segundo y el amperio, el sistema MKSA, propuesta aprobada por la ClPM en 1946.

Después de una investigación internacional que llevó a cabo el BIPM a partir de 1948, la décima CGPM, en 1954, aprobó la introducción del ampere, el kelvin y la candela como unidades fundamentales, para las magnitudes corriente eléctrica, temperatura termodinámica e intensidad luminosa, respectivamente. La 11ª CGPM en 1960 le dio al sistema el nombre de Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI. En la XIV CGPM en 1971, después de largos debates entre físicos y químicos, la versión actual del SI se completó añadiendo al “mol” como la unidad básica de la Cantidad de Sustancia, elevando el número total de unidades básicas a siete.

Factor de conversión

Un factor de conversión es una operación matemática, para hacer cambios de unidades de la misma magnitud, o para calcular la equivalencia entre los múltiplos y submúltiplos de una determinada unidad de medida.

Dicho con palabras más sencillas, un factor de conversión es "una cuenta" que permite expresar una medida de difentes formas. Ejemplos frecuentes de utilización de los factores de conversión son:

• Cambios monetarios: euros, dólares, pesetas, libras, pesos, escudos...

• Medidas de distancias: kilómetros, metros, millas, leguas, yardas...

• Medidas de tiempo: horas, minutos, segundos, siglos, años, días...

• Cambios en velocidades: kilómetro/hora, nudos, años-luz, metros/segundo.

Se debe conocer para el factor de conversión los :

Múltiplos

Múltiplos son aquellos prefijos que se colocan delante de la unidad y la multiplican por la unidad seguida de ceros. Los más empleados son:

Submúltiplos

Submúltiplos son aquellos prefijos que se colocan delante de la unidad y la dividen por la unidad seguida de ceros. Los más empleados son:

Los pasos que debemos seguir para realizar un cambio de unidades utilizando los factores de conversión son los siguientes:

1º Vemos las unidades que tenemos y a cuales queremos llegar.

2º Se crean factores de valor unidad, es decir, que el valor del numerador y del denominador sea igual. Para ello debemos colocar en el numerador y en el denominador las unidades de forma que se anulen las unidades antiguas y se queden las nuevas.

3º Se eliminan las unidades iguales que aparecen en el numerador y en el denominador.

4º Se hacen las operaciones matemáticas para simplificar.