SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

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 "Nada más grande y ni más sublime ha salido de las manos del hombre que el sistema métrico decimal" Antoine de Lavoisier.

¿Qué es el Sistema Internacional de Unidades?

Desde 1889, las definiciones de las unidades de medida han sido establecidas por la Conferencia General de Pesas y Medidas, una organización internacional compuesta por representantes de numerosos países alrededor del mundo. Este sistema de unidades, basado en el sistema Métrico Decimal, se conoce oficialmente como Sistema Internacional de Unidades (SI) desde 1960.

El Sistema Internacional de Unidades (SI) es un sistema de medida utilizado a nivel global con el propósito de estandarizar y facilitar la comunicación y comparación de mediciones en diversos campos científicos y técnicos. A lo largo del tiempo, este sistema ha ido evolucionando para adaptarse a los avances científicos y tecnológicos.

Estructura del Sistema Internacional de Unidades.

 

Fuente: Elaboración propia.

Magnitudes básicas.

Las definiciones de las magnitudes básicas del sistema internacional, son las siguientes:

1. Longitud: La cantidad es la "longitud", donde la unidad básica es el "metro" y su respectivo símbolo de la unidad es "m". A lo largo de la historia, han surgido diversas definiciones para la longitud, pues en 1889 se había definido como la "Distancia entre dos dinas rayas de una barra de aleación platino-iridio". No obstante, gracias al interés por establecer definiciones más precisas e invariables se tiene como definición de esta cantidad desde 1983 al día de hoy como "La distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299792458 segundos". 
2. Tiempo:  La cantidad es el "tiempo", su unidad de medida "segundo" y su símbolo es "s". La primera definición otorgada para el tiempo fue "el segundo es la 1/86400 parte del día solar medio", sin embargo con el paso del tiempo y los avances tecnológicos, los científicos se percataron de que la Tierra gira cada vez más despacio, por ende, en 1967 se estableció una nueva definición que se emplea hasta el día de hoy, la cuales "La duración de 9192631770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado natural del átomo de cesio-133". 
3. Corriente eléctrica: La cantidad es la "corriente eléctrica", su unidad de medida es "ampere" y su símbolo es "A". La definición de esta magnitud es "Corriente que fluye en dos conductores paralelos, distanciados a un metro entre sí, en el vacío, que produce una fuerza entre ambos conductores a causa de sus campos magnéticos de 2x10^-7 N/m".
4. Temperatura termodinámica: La cantidad es la "temperatura termodinámica", su unidad de medida es "kelvin", y su símbolo es "K". La definición de esta magnitud actualmente es "La fracción de 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua".
5. Intensidad luminosa: La cantidad es la "Intensidad luminosa", la unidad de la magnitud es "candela" y su símbolo es "cd". Actualmente la definición para esta magnitud es "En una cierta dirección, una fuente emite una radiación monocromática de frecuencia 540*1012Hz y que tiene intensidad de radiación en esa dirección de 1/683 W/sr.".
6. Cantidad de materia: La cantidad es la "cantidad de materia", la unidad de la magnitud es "mol" y su símbolo es "mol". La definición para esta magnitud es "Cantidad de  sustancia de un sistema que contiene un número de entidades elementales igual al número de átomos que hay en 0.012kg de carbono-12".
   
7. Masa: Su respectiva cantidad "masa" y su unidad es "kilogramo" y su símbolo "kg", la primera definición que se estableció para el kilogramo fue "La masa de un litro de agua destilada a una temperatura de 4°C", sin embargo, en 1889 se redefinió el kilogramo como "Masa de un cilindro de platino e iridio". Actualmente se intenta buscar otra forma de definir el kilogramo, de tal manera que esta sea más rigurosa y que a su vez se pueda expresar en función de las masas de los átomos.

Magnitudes derivadas.

Las magnitudes derivadas en el SI son aquellas que se obtienen mediante combinaciones de las unidades base del sistema. Estas combinaciones pueden ser mediante multiplicación, división o potenciación de las unidades base. Al combinar las unidades base, se crean nuevas unidades que nos permiten medir y expresar otras cantidades físicas.

Por ejemplo, la velocidad se deriva de la combinación de la unidad de longitud (metro) dividida por la unidad de tiempo (segundo), lo que nos da la unidad de velocidad, metros por segundo (m/s). De manera similar, la aceleración se deriva dividiendo la unidad de cambio de velocidad (m/s) por la unidad de tiempo (s), lo que resulta en la unidad de aceleración, metros por segundo al cuadrado (m/s²).

Estas magnitudes derivadas son fundamentales para describir y cuantificar fenómenos físicos más complejos, como la fuerza (newton, N), la energía (joule, J) o la presión (pascal, Pa). Al utilizar magnitudes derivadas, podemos expresar de manera precisa y estandarizada diversas cantidades físicas en diferentes campos científicos y técnicos, lo que facilita la comunicación y la comparación de mediciones a nivel mundial.

Prefijos.

Los prefijos en el sistema internacional de unidades son utilizados para indicar múltiplos o submúltiplos de las unidades. Estos prefijos se aplican antes de las unidades para representar cantidades mayores o menores, lo que permite trabajar con números más convenientes y evitar el uso de notaciones exponenciales.

Por lo general, los prefijos de los múltiplos se les asignan letras que provienen del griego, mientras que por otro lado, los prefijos de los submúltiplos se les asignan letras que provienen del latín.

 

 

Fuente: Tópicos de Electrónica y Computación.

Ventajas del SI

Algunas ventajas de usar el sistema internacional de unidades son:

• Estandarización global: El SI es ampliamente adoptado a nivel mundial, lo que proporciona un estándar común para la comunicación y comparación de mediciones en diferentes países y disciplinas científicas. Esto facilita la colaboración internacional, el intercambio de datos y resultados de investigación, y la coherencia en el ámbito científico y tecnológico.

• Precisión y reproducibilidad: El SI se basa en definiciones precisas y reproducibles de las unidades de medida. Estas definiciones están vinculadas a constantes físicas fundamentales, lo que garantiza una base sólida y confiable para realizar mediciones exactas y comparables. Esto es crucial en investigaciones científicas, experimentos, industrias y aplicaciones donde se requiere alta precisión.

• Adaptabilidad a los avances científicos y tecnológicos: El SI es un sistema dinámico que se actualiza y evoluciona en respuesta a los avances científicos y tecnológicos. Las definiciones de las unidades se revisan y refinan en función de nuevas investigaciones y descubrimientos, lo que asegura que el sistema siga siendo relevante y preciso en un entorno en constante cambio.

• Coherencia y simplicidad: El SI sigue un conjunto coherente y lógico de unidades y prefijos que facilitan la realización de cálculos y conversiones entre diferentes magnitudes. Los prefijos proporcionan un método consistente para representar múltiplos y submúltiplos de las unidades, lo que simplifica la expresión de cantidades grandes o pequeñas.

• Aplicabilidad multiuso: El SI es utilizado en una amplia gama de campos científicos, técnicos e industriales, incluyendo física, química, ingeniería, medicina, comercio, y muchas otras áreas. Esto garantiza una base común y compartida para la medición en diferentes disciplinas y sectores, lo que facilita la intereoperabilidad y el intercambio de conocimientos.