La redefinición del kilogramo con una balanza de piezas LEGO
Con conocimientos básicos de electrónica, tú también puedes involucrarte en la redefinición del kilogramo. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos ha desarrollado un proyecto que pretende ilustrar los principios detrás de los esfuerzos para redefinir la unidad de masa usando piezas LEGO y algunos implementos electrónicos.
Desde hace más de 120 años, la definición de kilogramo es Le Grand K, el prototipo cilíndrico que se almacena en bóvedas del Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM). Tras décadas de investigación y experimentación por parte de la comunidad científica, la unidad de masa será redefinida en 2018 a partir de una constante física fundamental.
Una de las alternativas para materializar esta nueva definición del kilogramo es la balanza de watt, la cual, en vez de comparar la masa de dos objetos, mide la fuerza gravitacional que se ejerce sobre una masa al contrarrestarla con una fuerza electromagnética.
Según NIST, la balanza de watt construida a partir de piezas LEGO puede llegar a tener una incertidumbre de 1%, lo que la haría más exacta incluso que ciertas balanzas de cocina o joyería; en el siguiente video se explica cómo realizarla.
Evidentemente, al tratarse de complejos aparatos que tienen contados laboratorios nacionales de metrología a nivel mundial, no es tan sencillo elaborar un modelo de esta balanza. A parte de legos, necesitas punteros láser, un sistema de adquisición de datos, un fotodiodo, imanes, entre otras herramientas.
Sin embargo, constituye un interesante proyecto de ciencia para desarrollar en las aulas. Además, vale la pena ver el video solamente por el histriónico estilo de los científicos norteamericanos al esforzarse por convencernos de que la ciencia sí puede ser divertida.
Referencia:
National Institute of Standards and Technology (NIST), Physical Measurement Laboratory. The NIST Do-It-Yourself Watt Balance (Made with LEGO® Bricks!), Departamento de Comercio de Estados Unidos, publicado 17 agosto 2015, actualizado 5 enero 2017, www.nist.gov/pml/nist-do-it-yourself-watt-balance-made-lego%C2%AE-bricks