Sistema Internacional de Unidades

¿Qué es el Sistema Internacional de Unidades?

El sistema funciona como un estándar para comunicar valores acordados: el kilogramo, el metro y el segundo forman parte del sistema SI —que también se conoce como sistema métrico—. El sistema SI se emplea en múltiples disciplinas, desde las ciencias naturales hasta las artes y las ciencias sociales. Saber leer y usar el sistema SI nos permite intercambiar información.

Tabla del Sistema Internacional de Unidades

Las siete unidades básicas son:

Tabla 1: Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades.

¿Qué ventajas tiene el Sistema Internacional de Unidades?

El sistema SI es un conjunto de valores empleados oficialmente en todo el mundo para realizar mediciones. Se emplea en todos los ámbitos del desarrollo, para medir y compartir información. Son muchas las ventajas de utilizar el sistema SI; por ejemplo, el comercio mundial depende del SI para intercambiar productos.

Este sistema es:

• Universal: el sistema SI se utiliza en casi todos los países del mundo.
• Versátil: el sistema SI ofrece varias formas de medir cantidades grandes y pequeñas.
• Amplio: las unidades básicas del SI pueden combinarse para obtener unidades más complejas.
• Completo: podemos describir cualquier objeto empleando las magnitudes del SI.
• Repetible: el sistema SI puede reproducirse en cualquier lugar.

Fig. 1: Una de las principales ventajas del sistema SI es que es repetible. Al verter 200 ml del mismo líquido en estos jarrones se obtiene siempre la misma cantidad de volumen y masa.

¿Para qué se utiliza el sistema SI?

El sistema SI no solo se emplea para medir, sino también para fabricar. Si medimos una vez, podemos utilizar esas medidas para fabricar la misma pieza varias veces.

Unidades del Sistema Internacional

Para entender cómo funcionan las unidades del SI, es fundamental conocer su significado. En algunos casos, el significado de una unidad del SI es fácil de entender.

A veces, las unidades se expresan con exponentes negativos, como \(\mathrm{m^{-1}}\). Se emplea un exponente negativo, en lugar de la barra oblicua, para significar "por".

Uso de los Sistemas Internacionales de Medida

Una forma de utilizar las unidades del SI es convertir las unidades derivadas en unidades básicas para entender su significado. Otras herramientas del sistema SI son los prefijos, la forma estándar y los símbolos que nos permiten expresar las unidades más fácilmente.

Unidades derivadas en el sistema SI

Las unidades derivadas en el sistema SI —que resultan de la combinación de las básicas— se utilizan para explicar procesos más complejos, como la presión, la velocidad, el área, la capacitancia, el trabajo, etc. Algunos ejemplos de unidades derivadas son los siguientes:

Conversión de unidades derivadas a unidades básicas

Para convertir las unidades derivadas en unidades básicas, necesitamos conocer la equivalencia de cada unidad derivada. Sustituyendo todas las unidades derivadas por sus unidades básicas, obtenemos expresiones que utilizan solo las siete unidades elementales.

Veamos los dos ejemplos siguientes.

Símbolos, forma estándar y prefijos del Sistema Internacional

El sistema SI ofrece varias formas de expresar las cantidades:

• Prefijos: un ejemplo representativo es cuando se dice un millón de Newtons es lo mismo que un Meganewton. En este caso, Mega el prefijo.
• Forma estándar: también conocidos como factores de forma, utilizan exponentes para acortar los números. Por ejemplo, 1 millón de Newtons puede expresarse como \(1\cdot 10^6\) Newtons.
• Símbolos: pueden sustituir tanto a los prefijos como a los factores de forma. Por ejemplo, 1 millón de Newtons equivale a 1 \(\mathrm{MN}\), siendo \(\mathrm{M}\) el significado de Mega y \(\mathrm{N}\) el símbolo de Newtons.

Fig. 2: En una regla, cm es el nombre corto de la unidad centímetro. También es el símbolo de la unidad del centímetro en el sistema SI.

Otros sistemas de unidades y la historia del SI

El sistema SI —que es el estándar mundial para el comercio, la tecnología y la economía— se utiliza en todo el mundo. Sin embargo, hay otros dos sistemas que se emplean en algunos países —como Estados Unidos, Reino Unido, Tailandia y Liberia, entre otros— en combinación con el SI.

La historia del Sistema Internacional de Unidades

El sistema SI se creó, inicialmente, en la Francia del siglo XIX para unificar las medidas. Antes de esto, el sistema de medidas francés estaba formado por muchas unidades, que no eran sencillas de convertir. Esto dificultaba mucho la vida cotidiana,

la ciencia y el comercio.

Durante la revolución francesa, la Asamblea Nacional fue organizada por un grupo de revolucionarios, pensadores y trabajadores libres, conocido como el tercer estado. Uno de los muchos objetivos del grupo era generar un sistema moderno de unidades para la Nueva República de Francia. Nuestro sistema SI moderno se basa en el sistema desarrollado por ese grupo.

Conferencia sobre pesos y medidas (1860)

En 1875, diecisiete países firmaron un tratado diplomático. En él se establecía el sistema SI como sistema de medidas estándar. El tratado firmado introdujo los prototipos del metro y el kilogramo, pero carecía de magnitudes como el amperio, el mol, la candela y el kelvin.

Cambios en el sistema SI

La unidad de temperatura utilizada en el siglo XVIII era el Celsius, que estuvo en uso hasta la 10ª Conferencia General de Pesas y Medidas, donde se adoptó el Kelvin. En 1948 se introdujo la candela como unidad para medir la luminosidad de un objeto. En 1960, se adoptó el segundo como una pequeña porción del tiempo que tarda la tierra en girar.

Redefinición del sistema SI

El sistema métrico, que es la base del sistema SI, empleaba un conjunto de objetos con un peso de un kilogramo y una longitud de un metro. Como las copias de estos objetos tenían ligeras variaciones en su longitud/peso, se cambiaron por nuevas definiciones que utilizan constantes universales.

Las nuevas definiciones introducidas posteriormente usan constantes universales, como la masa del cilindro de platino-iridio almacenado en París, que define el kilogramo y la longitud recorrida por la velocidad de la luz para definir el metro.