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Más sobre el metro patrón y el kilogramo patrón

El comienzo del proyecto

Charles-Maurice de Talleyrand

En 1790, Charles-Maurice de Talleyrand, Obispo de Autun, presentó a la Asamblea Nacional un plan para diseñar un sistema de unidades basado en la longitud de un péndulo que marcara segundos en la latitud 45º.

Los dos principios fundacionales eran:
que el sistema estuviera basado en observación científica y
- que fuera un sistema decimal.

El metro patrón
Joseph Louis Lagrange

Pierre Simon Laplace

Una comisión de distinguidos de la Academia Francesa de las Ciencias, incluyendo a J. L. Lagrange y Pierre Simon Laplace, se encargaron de la unidad de longitud. Rechazando el péndulo de segundos por no ser suficientemente preciso, la comisión definió la unidad, y le dio el nombre de metro en 1793, como una diezmillonésima de la cuarta parte del meridiano terrestre que pasa por París. La Asamblea Nacional aceptó la propuesta el 26 de marzo de 1791.

Ahora sabemos que el cuadrante de la Tierra es 10.001.966 metros (en el modelo WGS 84), en lugar de exactamente 10.000.000 de metros como fue inicialmente planeado. La principal fuente de error fue el valor que asumieron en la planitud de la tierra y que usaron para corregir el achatamiento.


El kilogramo patrón

Antoine-Laurent Lavoisier

Rene-Just Hauy

El trabajo para determinar la unidad de masa fue asignado a Antoine-Laurent Lavoisier, el padre de la química moderna, y Rene-Just Hauy. Lavoisier fue guillotinado por un tribunal revolucionario en 1794. Las medidas fueron completadas por Louis Lefevre-Gineau y Giovanni Fabroni en 1799.

La unidad de volumen, la pinte (luego renombrada como litro), se definió como el volumen de un cubo de lado igual a la décima parte del metro.

La unidad de masa: el grave (renombrado después como kilogramo), se definió como la masa de una pinta de agua destilada a la temperatura de fusión del hielo. Adicionalmente fue adoptada la escala de grados centígrados para temperatura, con puntos fijados a 0ª y 100ºC correspondientes a los puntos de congelación y ebullición el agua (ahora convertida en la escala Celsius).

Sin embargo, encontraron que no podían enfriar agua líquida a exactamente 0ºC y que la máxima densidad sucede a 4ºC, no a 0ºC como se había supuesto. Sin embargo, la definición del kilogramo fue enmendada para especificar la temperatura de máxima densidad. Sabemos ahora que la masa pretendida era 0,999972 kg., es decir, 1000,028 cm3, en lugar de exactamente 1000 cm3 para el volumen de 1 kilogramo de agua pura a 4ºC.

La construcción de modelos reales

El sistema métrico se adoptó oficialmente el 7 de abril de 1795. El gobierno gestó un decreto (Loi du 18 germinal, an III) formalizando la adopción de las definiciones y términos que están hoy en uso. Se construyó una barra de metal para representar el metro provisional, obtenido de las mediciones de Lacaille , y se derivó un modelo provisional para el kilogramo.

Una conferencia científica incluyendo representantes de los Países Bajos, Suiza, Dinamarca, España e Italia, además de Francia, se celebró de 1798 a 1799 para validar los cálculos y diseñar prototipos modelos. Se construyeron patrones permanentes de platino para el metro y el kilogramo. Estos modelos fueron depositados en los Archivos de la República. Se hicieron oficiales por un acta de 10 de diciembre de 1799.
El sistema métrico se convirtió en obligatorio en toda Francia el 1 de Enero de 1840.

El Tratado del Metro

Fue asegurada aprobación internacional formal por el Tratado del Metro, firmado en Paris por los delegados de 17 países, incluidos los Estados Unidos, el 20 de mayo de 1875.

El tratado establecía la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM). También se decidió la creación de un comité Internacional para Pesos y Medidas (CIPM) para llevar la oficina, y la Conferencia General de Pesos y Medidas como el cuerpo diplomático formal que ratificara los cambios que fueran precisos.

Pavillon de Breteuil - Sèvres - Francia

El gobierno francés ofreció el Pavillon de Breteuil, antiguo pequeño palacio real, para servir de sede para la Oficina en Sèvres, cerca de París.

Los primeros tres kilogramos se hicieron en 1880 y uno fue escogido como el prototipo internacional. En 1884 fueron fabricados 40 barras de kilogramo y 30 metros, con una aleación de 90 por ciento de platino y 10 por ciento de iridio por Johnson, Mathey and Co. de Londres.

El metro y kilogramo originales de los Archivos Franceses en su estado conservado fueron el punto de partida. Una barra de metro particular, la número 6, fue seleccionada como prototipo internacional.
Los Estados Unidos recibieron los metros 21 y 27 y los kilogramos 4 y 20.

Las unidades mecánicas MKS pudieron ser englobadas bajo un único sistema coherente seleccionando el metro, el kilogramo y el segundo como las unidades base.

El metro

El patrón prototipo internacional metro de 1889 era una barra de platino e iridio con sección cruzada en forma de X. El metro era definido por la distancia entre dos líneas grabadas en la superficie superior del puente, en lugar de la distancia entre las dos caras finales. El metro fue derivado del metro de los Archivos Franceses en su estado existente, y la referencia al meridiano terrestre fue abandonada.

El kilogramo

En 1889 se adoptó el kilogramo prototipo internacional como el patrón de masa. El kilogramo prototipo es un cilindro de platino-iridio de igual altura que diámetro de 3,9 cm. y bordes ligeramente redondeados. Para la figura de un cilindro, estas dimensiones son las que presentan la más pequeña relación de superficie por volumen, para minimizar el desgaste. El patrón se conserva cuidadosamente en una caja fuerte en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas y se usa sólo en raras ocasiones. Continúa siendo el patrón actualmente. El kilogramo es la única unidad todavía definida en términos de un artefacto arbitrario, en lugar de un fenómeno natural.

Adaptado de:
http://www.terra.es/personal6/gcasado/si.htm
por el Prof. Daniel Aníbal Galatro


Más sobre el metro patrón universal

El sistema métrico decimal es un sistema de unidades de longitud basado en el metro, en el cual los múltiplos y submúltiplos de cada unidad de medida están relacionadas entre sí por múltiplos o submúltiplos de base 10. El sistema métrico fue una de las muchas reformas aparecidas durante el periodo de la Revolución Francesa. Entre 1789 y 1799. Ningún otro aspecto de la ciencia aplicada afecta al curso de la actividad humana tan directa y universalmente.

Fue implantado por la Primera Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1889); se pretendía buscar un sistema de unidades único para todo el mundo y así facilitar el intercambio científico, cultural, comercial, de datos...

Como unidad de medida de longitud se adoptó el metro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, cuyo patrón se reprodujo en una barra de platino iridiado. El original se depositó en París y se hizo una copia para cada uno de los veinte países firmantes del acuerdo.

El proceso previo había culminado en Francia con la proclamación el 22 de junio de 1799 del sistema métrico con la entrega a los Archivos de la República de los patrones del metro y el kilogramo, confeccionados en aleación de platino e iridio, presenciados por funcionarios del gobierno francés y de varios países invitados y muchos renombrados científicos de la época. Pronto se extendió su uso por otras naciones de Europa como en Hungría, donde fue adoptado luego de la Revolución húngara de 1848.

Para determinar la longitud del metro, los astrónomos Jean Baptiste Delambre y PFA Mechain dirigieron una nueva prospección entre Dunkerke, en el Canal de la Mancha en Francia, y Barcelona, España, en la Costa Mediterránea. Este trabajo fue comenzado en 1792 y completado en 1798, resistiendo las tribulaciones del "reino del terror" y el torbellino de la revolución. Ahora sabemos que el cuadrante de la Tierra es 10.001.966 metros (en el modelo WGS 84), en lugar de exactamente 10.000.000 de metros como fue inicialmente planeado. La principal fuente de error fue el valor que asumieron en la planitud de la tierra y que usaron para corregir el achatamiento.

El sistema métrico se adoptó oficialmente el 7 de abril de 1795. El gobierno gestó un decreto (Loi du 18 germinal, an III) formalizando la adopción de las definiciones y términos que están hoy en uso. Se construyó una barra de metal para representar el metro provisional, obtenido de las mediciones de Lacaille , y se derivó un modelo provisional para el kilogramo.

En EEUU la situación política al final del siglo XVIII también hacía no práctica la consideración del sistema métrico. Las tensas relaciones con Francia hicieron que el presidente federalista John Adams se preparara para una invasión de ese país. Por consiguiente en 1798, cuando dignatarios de países extranjeros se reunieron en París para aprender del progreso francés con la reforma metrológica, los Estados Unidos no fueron invitados. No hubo otra consideración seria del sistema métrico hasta después de la Guerra Civil. En 1866, bajo la supervisión de la Academia Nacional de Ciencias, el sistema métrico fue hecho legal por el 390 Congreso. El Presidente Andrew Johson firmó el Acta como ley el 28 de Julio.

Los Estados Unidos recibieron los metros 21 y 27 y los kilogramos 4 y 20. El 2 de enero de 1890 los sellos de las cajas embarcadas para el metro 27 y el kilogramo 20 fueron abiertas en una ceremonia oficial en la Casa Blanca con el presidente Benjamin Harrison. Los modelos fueron depositados en la Oficina de Pesos y Medidas de la Vigilancia de Costas y Geodesia de los Estados Unidos.


Las mejoría posterior de los sistemas de medición tanto del tamaño de la Tierra como de las propiedades del agua mostraron discrepancias con los patrones. La Revolución Industrial estaba ya en camino y la normalización de las piezas mecánicas, fundamentalmente tornillos y tuercas, era de la mayor importancia y estos dependían de mediciones precisas. A pesar de que las discrepancias que se encontraron habrían quedado totalmente enmascaradas en las tolerancias de fabricación de la época, cambiar los patrones de medida para ajustarse a las nuevas mediciones hubiera sido impráctico, particularmente cuando nuevos y mejores instrumentos acabarían encontrando nuevos valores cada vez más precisos.

Por ello se decidió romper con la relación que existía entre los patrones y sus fuentes naturales de tal forma que los patrones en sí se convirtieron en la base del sistema y permanecieron como tales hasta 1960, año en el que el metro fue nuevamente redefinido en función de propiedades físicas.

Luego, en 1983, la Conferencia General de Pesos y Medidas celebrada en París hace una nueva definición del metro como la distancia recorrida por la luz en vacío durante 1/299.792.458 segundo.

De esta forma, el metro recobró su relación con un fenómeno natural, esta vez realmente inmutable y universal.

Fuentes: Wikipedia y otras.