O quilograma engordou: por que isto é um problema

Uma nova pesquisa indica que o quilograma engordou (sim, a medida). Isso porque a norma internacional do quilograma – um pedaço de metal de forma cilíndrica que define a unidade fundamental da massa – ganhou dezenas de microgramas em peso por conta de contaminação da sua superfície.

Microgramas? E isso importa? Não se você está comprando carne no açougue, mas com certeza se você está fazendo um experimento científico que exige medidas de peso muito precisas, ou o comércio internacional de itens altamente restritos em peso, como materiais radioativos.

Atrapalha mais ainda o fato de que cada país que tem uma das massas padrão tem uma definição um pouco diferente do quilograma.

A história do quilograma

O quilograma foi adotado como um padrão internacional na Convenção do Metro em 1875. Naquela época, os cientistas estavam frustrados porque não havia uma maneira consistente e padrão de medir o peso com alta precisão.

Para resolver o problema, eles criaram um pedaço cilíndrico de massa chamada “protótipo internacional do quilograma” (PIQ), feito de uma liga de platina e irídio. O cilindro, que pesa 1 kg, é a definição do quilograma.

Na década de 1880, cerca de 40 kg destes protótipos foram distribuídos para os países que assinaram a Convenção do Metro.
O problema é que os cientistas descobriram que contaminantes podiam revestir a superfície do quilograma – tornando seu peso já não tão padrão.

Para tentar neutralizar este efeito, eles fizeram as massas em cilindros, que têm menos área de superfície para a aquisição de poeira e detritos. Os PIQs são armazenados em laboratório com ar filtrado à temperatura e pressão constantes, mas não há nenhuma maneira de isolá-los completamente da poluição do ar e contaminação.

O quilograma engordou: por que isto é um problema

O jeito é limpar

Para limpá-los, um técnico especializado geralmente esfrega os cilindros com uma camurça embebida em álcool.

O quilograma engordou: por que isto é um problema

No entanto, como cada país limpa seus quilogramas de forma diferente e em tempos diferentes, cada quilo do mundo está diferente do padrão por um valor diferente, desconhecido.

Agora, um novo estudo sugere que o ozônio e a luz ultravioleta podem ser utilizados para limpar os quilogramas sem os danificar.

A técnica de limpeza pode, eventualmente, ser adotada como uma forma de manter a unidade fundamental de massa mais consistente. Uma vez que utiliza um equipamento que não custa muito caro e nem toma muito tempo, poderia facilmente ser amplamente usada.

A pesquisa

O metrologista Peter Cumpson, da Universidade Newcastle (Reino Unido), usou uma técnica de imagem chamada espectroscopia de raios-X para examinar como superfícies semelhantes às dos PIQs ficam contaminadas.

Os cientistas descobriram que essas superfícies haviam pegado dezenas de microgramas de contaminação à base de carbono e mercúrio em uma década. O carbono veio de escapamento de carros, enquanto a contaminação por mercúrio ocorreu com a ocasional quebra de termômetros e barômetros nos laboratórios.

A equipe também descobriu que o uso de ozônio e o tratamento com luz ultravioleta poderiam quebrar as ligações entre átomos de carbono na superfície, varrendo uma quantidade consistente da contaminação a base de carbono. O mercúrio, no entanto, provavelmente veio para ficar.

Embora existam outros métodos, o método de ozônio e UV é realmente o único que é competitivo com a fricção manual.
Para o futuro, no entanto, a maioria dos cientistas quer parar de definir o quilograma com base em um pedaço de metal. Em vez disso, ele deve de alguma forma ser baseado em uma lei fundamental da natureza, algo que os especialistas esperam que ocorra em 5 a 10 anos.

Uma possibilidade é usar um dispositivo electromagnético, que produz consistentemente a mesma quantidade de força, a partir da qual a massa pode então ser calculada. De fato, isso parece mais científico e alinhado com os dias de hoje.

[HypeScience]