El Sistema Internacional de Unidades (SI) es un sistema de medición utilizado en todo el mundo. En este artículo, exploraremos qué es el SI, cómo se creó y para qué se utiliza, así como sus unidades básicas y derivadas.
¿Qué es el Sistema Internacional de Unidades?
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado como SI, es un sistema de unidades de medición utilizado prácticamente en todo el mundo. Se utiliza en la construcción de numerosos instrumentos de medición, tanto en contextos especializados como en el día a día.
Un sistema de unidades es un patrón científico que permite establecer relaciones entre las cosas basándose en un conjunto de unidades imaginarias.
Es decir, es un sistema que nos permite medir y registrar la realidad, ya sea para pesar, medir el tiempo, entre otras cosas. Estas unidades son siempre consistentes y pueden aplicarse en cualquier parte del mundo con el mismo valor.
El Sistema Internacional de Unidades es el sistema de medición más aceptado y utilizado en la actualidad, aunque no es el único, ya que algunos países aún emplean el sistema anglosajón.
El SI se revisa y perfecciona periódicamente para garantizar que sea el mejor sistema de unidades disponible y para adaptarlo a los avances científicos. En 2018, se llevó a cabo una votación en Versalles, Francia, para redefinir cuatro de sus unidades básicas y ajustarlas a parámetros fundamentales constantes en la naturaleza.
Historia del Sistema Internacional de Unidades
El SI fue creado en 1960 durante la 11ª Conferencia General de Pesas y Medidas, que se fundó en 1875 para tomar decisiones sobre el sistema métrico francés en ese momento. La Oficina Internacional de Pesas y Medidas, con sede en París, es el organismo encargado de revisar y actualizar el Sistema Internacional de Unidades.
Inicialmente, el SI constaba de seis unidades básicas, a las que se añadieron otras unidades posteriormente, como el mol en 1971. Entre 2006 y 2009, se armonizaron los términos del SI con la colaboración de la Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI), lo que resultó en la norma ISO/IEC 80000.
El SI se basa en siete (7) constantes definitorias
El SI se basa en siete (7) constantes definitorias- la frecuencia de separación hiperfina del cesio, la velocidad de la luz en el vacío, la constante de Planck, la carga elemental (es decir, la carga de un protón), la constante de Boltzmann, la constante de Avogadro y la eficacia luminosa de una fuente monocromática especificada.
El NIST proporciona valores y una bibliografía consultable para las constantes físicas fundamentales. Las definiciones de las siete (7) unidades básicas del SI se expresan utilizando una formulación explícita de constantes y se realizan experimentalmente utilizando técnicas prácticas específicas.
Las siete unidades básicas del SI son:
Longitud – metro (m)
Tiempo – segundo (s)
Cantidad de sustancia – mol (mol)
Corriente eléctrica – amperio (A)
Temperatura – kelvin (K)
Intensidad luminosa – candela (cd)
Masa – kilogramo (kg)
Guía del SI
El Sistema Internacional de Unidades (SI), comúnmente conocido como sistema métrico, es el estándar internacional de medida. El Tratado Internacional del Metro se firmó en París el 20 de mayo de 1875 por diecisiete países, incluyendo Estados Unidos, y ahora se celebra en todo el mundo como el Día Mundial de la Metrología.
El NIST representa oficialmente a Estados Unidos en los diversos organismos internacionales establecidos por la Convención del Metro: CGPM – Conferencia General de Pesas y Medidas; CIPM – Comité Internacional de Pesas y Medidas; y BIPM – la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
El SI está compuesto por 7 unidades básicas que definen las 22 unidades derivadas con nombres y símbolos especiales, que se ilustran en el póster de Relaciones de Unidades Básicas del SI del NIST SP 1247.
El SI desempeña un papel esencial en el comercio internacional y se utiliza comúnmente en la investigación y desarrollo científico y tecnológico. Obtén más información sobre el SI en los documentos del NIST SP 330 y SP 811.
¿Para qué se utiliza el SI?
El SI es el sistema que nos permite realizar mediciones precisas y comparables en todo el mundo. Garantiza que nuestras mediciones sean equivalentes y tengan el mismo significado, ya sea que se realicen en un lugar u otro.
El SI establece los lineamientos necesarios para asegurar, por ejemplo, que un kilogramo siempre sea un kilogramo, independientemente del lugar o del tipo de instrumento utilizado para medirlo.
Unidades básicas del SI
El SI consta de siete unidades básicas, cada una de las cuales está vinculada a una magnitud física principal:
- Metro (m): unidad básica de longitud, definida científicamente como la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299.792.458 segundos.
- Kilogramo (kg): unidad básica de masa, definida científicamente a partir de un prototipo compuesto por una aleación de platino e iridio. Sin embargo, se está considerando redefinir el kilogramo utilizando una constante fundamental.
- Segundo (s): unidad básica de tiempo, definida científicamente como la duración de 9.192.631.770 periodos de radiación correspondientes a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental de un átomo de cesio-133.
- Amperio (A): unidad básica de corriente eléctrica, definida científicamente como la intensidad de una corriente constante que produce una fuerza entre dos conductores paralelos infinitamente largos colocados a una distancia de un metro en el vacío.
- Kelvin (K): unidad básica de temperatura y termodinámica, definida como una fracción de la temperatura del punto triple del agua.
- Mol (mol): unidad básica de cantidad de sustancia, definida como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kg de carbono-12.
- Candela (cd): unidad básica de intensidad luminosa, definida científicamente en relación con la radiación monocromática de frecuencia específica.
| Magnitud física | Unidad | Símbolo |
|---|---|---|
| Longitud | Metro | m |
| Masa | Kilogramo | kg |
| Tiempo | Segundo | s |
| Corriente eléctrica | Amperio | A |
| Temperatura | Kelvin | K |
| Cantidad de sustancia | Mol | mol |
| Intensidad luminosa | Candela | cd |
Unidades derivadas del SI
Las unidades derivadas del SI, como su nombre indica, se obtienen a partir de las unidades básicas mediante combinaciones y relaciones entre ellas, permitiendo así expresar matemáticamente magnitudes físicas.
Es importante no confundir estas unidades con los múltiplos y submúltiplos de las unidades básicas, como el kilómetro o el nanómetro (múltiplo y submúltiplo del metro, respectivamente).
Existen numerosas unidades derivadas, pero a continuación mencionaremos las principales:
- Metro cúbico (m3): unidad derivada utilizada para medir el volumen de una sustancia.
- Kilogramo por metro cúbico (kg/m3): unidad derivada empleada para medir la densidad de un cuerpo.
- Newton (N): en honor al padre de la física moderna, Isaac Newton (1643-1727), es la unidad derivada utilizada para medir la fuerza. Se expresa en kilogramos por metro por segundo cuadrado (kg.m/s2), según la ecuación de Newton para el cálculo de la fuerza.
- Julios/Joule (J): recibe su nombre del físico inglés James Prescott Joule (1818-1889) y es la unidad derivada del SI utilizada para medir la energía, el trabajo o el calor. Se puede definir como la cantidad de trabajo necesaria para mover una carga de un culombio a través de una tensión de un voltio (voltio por culombio, V.C), o como la cantidad de trabajo necesaria para producir un vatio de potencia durante un segundo (vatio por segundo, W.s).
