Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades , conocido internacionalmente por la abreviatura SI (del francés Système international d'unités ), es la forma moderna del sistema métrico y el sistema de medición más utilizado en el mundo . Coordinado por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (abreviado del francés Bureau international des poids et mesures ), es el único sistema de medición con estatus oficial en casi todos los países del mundo, empleado en ciencia, tecnología, industria y comercio cotidiano.

El SI comprende un sistema coherente de unidades de medida que comienza con siete unidades básicas , que son el segundo (símbolo s, la unidad de tiempo ), el metro (m, longitud ), el kilogramo (kg, masa ), el amperio (A, corriente eléctrica ), el kelvin (K, temperatura termodinámica ), el mol (mol, cantidad de sustancia ) y la candela (cd, intensidad luminosa ). El sistema puede acomodar unidades coherentes para un número ilimitado de cantidades adicionales. Estas se denominan unidades derivadas coherentes , que siempre se pueden representar como productos de potencias de las unidades básicas. Se han proporcionado veintidós unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales.

Las siete unidades básicas y las 22 unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales pueden usarse en combinación para expresar otras unidades derivadas coherentes. Dado que los tamaños de las unidades coherentes serán convenientes solo para algunas aplicaciones y no para otras, el SI proporciona veinticuatro prefijos que, cuando se agregan al nombre y símbolo de una unidad coherente, producen veinticuatro unidades SI adicionales (no coherentes) para la misma cantidad; estas unidades no coherentes son siempre múltiplos y submúltiplos decimales (es decir, potencias de diez) de la unidad coherente.

La forma actual de definir el SI es el resultado de un movimiento que se ha prolongado durante décadas hacia una formulación cada vez más abstracta e idealizada en la que las realizaciones de las unidades están separadas conceptualmente de las definiciones. Una consecuencia de ello es que, a medida que la ciencia y la tecnología se desarrollan, se pueden introducir realizaciones nuevas y superiores sin necesidad de redefinir la unidad. Un problema con los artefactos es que se pueden perder, dañar o cambiar; otro es que introducen incertidumbres que no se pueden reducir con los avances de la ciencia y la tecnología.

La motivación original para el desarrollo del SI fue la diversidad de unidades que habían surgido dentro de los sistemas centímetro-gramo-segundo (CGS) (específicamente la inconsistencia entre los sistemas de unidades electrostáticas y electromagnéticas ) y la falta de coordinación entre las diversas disciplinas que los usaban. La Conferencia General de Pesos y Medidas (en francés: Conférence générale des poids et mesures – CGPM), que fue establecida por la Convención del Metro de 1875, reunió a muchas organizaciones internacionales para establecer las definiciones y estándares de un nuevo sistema y para estandarizar las reglas para escribir y presentar mediciones. El sistema fue publicado en 1960 como resultado de una iniciativa que comenzó en 1948, y se basa en el sistema de unidades metro-kilogramo-segundo (MKS) combinado con ideas del desarrollo del sistema CGS.

El Sistema Internacional de Unidades consta de un conjunto de constantes definitorias con sus correspondientes unidades base, unidades derivadas y un conjunto de multiplicadores basados ​​en decimales que se utilizan como prefijos. ^{[1] : 125}

Las siete constantes definitorias son la característica más fundamental de la definición del sistema de unidades. ^{[1] : 125} Las magnitudes de todas las unidades del SI se definen declarando que siete constantes tienen ciertos valores numéricos exactos cuando se expresan en términos de sus unidades SI. Estas constantes definitorias son la velocidad de la luz en el vacío c , la frecuencia de transición hiperfina del cesio Δ ν _Cs , la constante de Planck h , la carga elemental e , la constante de Boltzmann k , la constante de Avogadro N _A y la eficacia luminosa K _cd . La naturaleza de las constantes definitorias va desde constantes fundamentales de la naturaleza como c hasta la constante puramente técnica K _cd . Los valores asignados a estas constantes se fijaron para asegurar la continuidad con las definiciones anteriores de las unidades base. ^{[1] : 128}

El SI selecciona siete unidades para servir como unidades base , correspondientes a siete magnitudes físicas básicas. Son la segunda , con el símbolo s , que es la unidad SI de la magnitud física del tiempo ; el metro , símbolo m , la unidad SI de longitud ; kilogramo ( kg , la unidad de masa ); amperio ( A , corriente eléctrica ); kelvin ( K , temperatura termodinámica ); mol ( mol , cantidad de sustancia ); y candela ( cd , intensidad luminosa ). ^[1] Las unidades base se definen en términos de las constantes definitorias. Por ejemplo, el kilogramo se define tomando la constante de Planck h como6.626 070 15 × 10 ⁻³⁴  J⋅s , dando la expresión en términos de las constantes definitorias ^{[1] : 131}

1 kilo = ⁠(299 792 458 ) ²/(6.626 070 15 × 10 ⁻³⁴ )(9 192 631 770 )⁠ ⁠h Δ ν _Cs /c2^​⁠ .

Todas las unidades del SI pueden expresarse en términos de unidades básicas, y las unidades básicas sirven como un conjunto preferido para expresar o analizar las relaciones entre unidades. La elección de qué magnitudes utilizar como magnitudes básicas, e incluso cuántas, no es fundamental ni única, sino una cuestión de convención. ^{[1] :  126}

Unidades básicas del SI ^{[1] : 136}

Nombre de la unidad	Símbolo de unidad	Símbolo de dimensión	Nombre de la cantidad	Símbolos típicos	Definición
segundo	s	${\displaystyle {\mathsf {T}}}$	tiempo	${\estilo de visualización t}$	La duración de9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133 .
metro	metro	${\displaystyle {\mathsf {L}}}$	longitud	${\estilo de visualización l}$, , , etc.${\estilo de visualización x}$${\estilo de visualización r}$	La distancia recorrida por la luz en el vacío en ⁠1/299 792 458⁠ segundo.
kilogramo [n 1]	kilogramo	${\displaystyle {\mathsf {M}}}$	masa	${\estilo de visualización m}$	El kilogramo se define fijando la constante de Planck h en6.626 070 15 × 10 −34  J⋅s ( J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), dadas las definiciones del metro y del segundo. [2]
amperio	A	${\displaystyle {\mathsf {Yo}}}$	corriente eléctrica	${\displaystyle yo,\;yo}$	El flujo de ⁠1/1.602 176 634 × 10 −19⁠ veces la carga elemental e por segundo, que es aproximadamente6.241 509 0744 × 10 18 cargas elementales por segundo.
Kelvin	K	${\displaystyle {\mathsf {\Theta}}}$	temperatura termodinámica	${\estilo de visualización T}$	El kelvin se define fijando el valor numérico fijo de la constante de Boltzmann k en1.380 649 × 10 −23  J⋅K −1 , ( J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), dada la definición del kilogramo, el metro y el segundo.
lunar	Mol	${\displaystyle {\mathsf {N}}}$	cantidad de sustancia	${\estilo de visualización n}$	La cantidad de sustancia de6.022 140 76 × 10 23 entidades elementales. [n 2] Este número es el valor numérico fijo de la constante de Avogadro , N A , cuando se expresa en la unidad mol −1 .
candela	cd	${\displaystyle {\mathsf {J}}}$	intensidad luminosa	${\displaystyle I_{\rm {v}}}$	La intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia5,4 × 10 14  hercios y que tiene una intensidad radiante en esa dirección de ⁠1/683⁠ vatio por estereorradián .
Notas ^ A pesar del prefijo "kilo-", el kilogramo es la unidad de masa base coherente y se utiliza en las definiciones de unidades derivadas. No obstante, los prefijos para la unidad de masa se determinan como si el gramo fuera la unidad base. ^ Cuando se utiliza el mol, se deben especificar las entidades elementales y pueden ser átomos , moléculas , iones , electrones , otras partículas o grupos específicos de dichas partículas.

El sistema permite un número ilimitado de unidades adicionales, llamadas unidades derivadas , que siempre se pueden representar como productos de potencias de las unidades base, posiblemente con un multiplicador numérico no trivial. Cuando ese multiplicador es uno, la unidad se llama unidad derivada coherente . Por ejemplo, la unidad SI derivada coherente de velocidad es el metro por segundo , con el símbolo m/s . ^{[1] : 139} Las unidades base y derivadas coherentes del SI forman juntas un sistema coherente de unidades ( el conjunto de unidades SI coherentes ). Una propiedad útil de un sistema coherente es que cuando los valores numéricos de las cantidades físicas se expresan en términos de las unidades del sistema, entonces las ecuaciones entre los valores numéricos tienen exactamente la misma forma, incluidos los factores numéricos, que las ecuaciones correspondientes entre las cantidades físicas. ^{[3] : 6}

Se han asignado veintidós unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales, como se muestra en la tabla siguiente. El radián y el estereorradián no tienen unidades base, pero se los trata como unidades derivadas por razones históricas. ^{[1] : 137}

Las unidades derivadas del SI están formadas por potencias, productos o cocientes de las unidades base y son ilimitadas en número. ^{[5] : 103  [4] : 14, 16}

Las unidades derivadas se aplican a algunas cantidades derivadas , que por definición pueden expresarse en términos de cantidades base , y por lo tanto no son independientes; por ejemplo, la conductancia eléctrica es la inversa de la resistencia eléctrica , con la consecuencia de que el siemens es la inversa del ohmio, y de manera similar, el ohmio y el siemens pueden reemplazarse con una relación de un amperio y un voltio, porque esas cantidades tienen una relación definida entre sí. ^[a] Otras cantidades derivadas útiles se pueden especificar en términos de las unidades base y derivadas del SI que no tienen unidades nombradas en el SI, como la aceleración, que tiene la unidad SI m/s ² . ^{[1] : 139}

Se puede utilizar una combinación de unidades básicas y derivadas para expresar una unidad derivada. Por ejemplo, la unidad de fuerza del SI es el newton (N), la unidad de presión del SI es el pascal (Pa) y el pascal se puede definir como un newton por metro cuadrado (N/m ² ). ^[6]

Como todos los sistemas métricos, el SI utiliza prefijos métricos para construir sistemáticamente, para la misma cantidad física, un conjunto de unidades que son múltiplos decimales entre sí en un amplio rango. Por ejemplo, las distancias recorridas normalmente se expresan en kilómetros (símbolo km ) en lugar de metros. En este caso, el prefijo métrico « kilo- » (símbolo « k ») representa un factor de 1000; por lo tanto,1 kilometro =1000 metros .

El SI proporciona veinticuatro prefijos métricos que significan potencias decimales que van desde 10 ⁻³⁰ hasta 10 ³⁰ , siendo el más reciente adoptado en 2022. ^{[1] : 143–144  [7] [8] [9]} La mayoría de los prefijos corresponden a potencias enteras de 1000; los únicos que no lo hacen son los de 10, 1/10, 100 y 1/100. La conversión entre diferentes unidades del SI para una misma cantidad física siempre se realiza mediante una potencia de diez. Por eso el SI (y los sistemas métricos en general) se denominan sistemas decimales de unidades de medida . ^[10]

La agrupación formada por un símbolo de prefijo unido a un símbolo de unidad (por ejemplo, ' km ', ' cm ') constituye un nuevo símbolo de unidad inseparable. Este nuevo símbolo puede elevarse a una potencia positiva o negativa. También puede combinarse con otros símbolos de unidad para formar símbolos de unidad compuestos . ^{[1] : 143} Por ejemplo, g/cm ³ es una unidad SI de densidad , donde cm ³ debe interpretarse como ( cm ) ³ .

Los prefijos se añaden a los nombres de las unidades para producir múltiplos y submúltiplos de la unidad original. Todos estos son potencias enteras de diez, y por encima de cien o por debajo de una centésima, todos son potencias enteras de mil. Por ejemplo, kilo- denota un múltiplo de mil y mili- denota un múltiplo de una milésima, por lo que hay mil milímetros en el metro y mil metros en el kilómetro. Los prefijos nunca se combinan, por lo que, por ejemplo, una millonésima de metro es un micrómetro , no un milimilímetro . Los múltiplos del kilogramo se nombran como si el gramo fuera la unidad base, por lo que una millonésima de kilogramo es un miligramo , no un microkilogramo . ^{[5] : 122  [11] : 14}

El BIPM especifica 24 prefijos para el Sistema Internacional de Unidades (SI):

Las unidades básicas y las unidades derivadas formadas como el producto de potencias de las unidades básicas con un factor numérico de uno forman un sistema coherente de unidades . Cada magnitud física tiene exactamente una unidad coherente del SI. Por ejemplo, 1 m/s = 1 m / (1 s) es la unidad derivada coherente para la velocidad. ^{[1] : 139} Con la excepción del kilogramo (para el cual se requiere el prefijo kilo- para una unidad coherente), cuando se utilizan prefijos con las unidades coherentes del SI, las unidades resultantes ya no son coherentes, porque el prefijo introduce un factor numérico distinto de uno. ^{[1] : 137} Por ejemplo, el metro, el kilómetro, el centímetro, el nanómetro, etc. son todas unidades de longitud del SI, aunque solo el metro es una unidad coherente del SI. El conjunto completo de unidades del SI consta tanto del conjunto coherente como de los múltiplos y submúltiplos de unidades coherentes formadas mediante el uso de los prefijos del SI. ^{[1] : 138}

El kilogramo es la única unidad coherente del SI cuyo nombre y símbolo incluyen un prefijo. Por razones históricas, los nombres y símbolos de los múltiplos y submúltiplos de la unidad de masa se forman como si el gramo fuera la unidad base. Los nombres y símbolos de los prefijos se adjuntan al nombre de la unidad gramo y al símbolo de la unidad g respectivamente. Por ejemplo,10 ⁻⁶  kg se escribe miligramo y mg , no microkilogramo y μkg . ^{[1] : 144}

Varias magnitudes diferentes pueden compartir la misma unidad coherente del SI. Por ejemplo, el julio por kelvin (símbolo J/K ) es la unidad coherente del SI para dos magnitudes distintas: capacidad térmica y entropía ; otro ejemplo es el amperio, que es la unidad coherente del SI tanto para la corriente eléctrica como para la fuerza magnetomotriz . Esto ilustra por qué es importante no utilizar la unidad sola para especificar la magnitud. Como dice el folleto del SI , ^{[1] : 140} "esto se aplica no solo a los textos técnicos, sino también, por ejemplo, a los instrumentos de medición (es decir, la lectura del instrumento debe indicar tanto la unidad como la magnitud medida)".

Además, la misma unidad coherente del SI puede ser una unidad base en un contexto, pero una unidad derivada coherente en otro. Por ejemplo, el amperio es una unidad base cuando es una unidad de corriente eléctrica, pero una unidad derivada coherente cuando es una unidad de fuerza magnetomotriz. ^{[1] : 140}

Según el Folleto del SI, ^{[1] : 148} los nombres de las unidades deben tratarse como sustantivos comunes del idioma del contexto. Esto significa que deben estar escritos en el mismo juego de caracteres que otros sustantivos comunes (por ejemplo, alfabeto latino en inglés, escritura cirílica en ruso, etc.), siguiendo las reglas gramaticales y ortográficas habituales del idioma del contexto. Por ejemplo, en inglés y francés, incluso cuando la unidad lleva el nombre de una persona y su símbolo comienza con una letra mayúscula, el nombre de la unidad en el texto continuo debe comenzar con una letra minúscula (por ejemplo, newton, hertz, pascal) y se escribe con mayúscula solo al comienzo de una oración y en encabezados y títulos de publicaciones . Como aplicación no trivial de esta regla, el Folleto del SI señala ^{[1] : 148} que el nombre de la unidad con el símbolo °C se escribe correctamente como 'grado Celsius ': la primera letra del nombre de la unidad, 'd', está en minúscula, mientras que el modificador 'Celsius' está en mayúscula porque es un nombre propio. ^{[1] : 148}

La ortografía inglesa e incluso los nombres de ciertas unidades del SI y prefijos métricos dependen de la variedad del inglés que se utilice. El inglés estadounidense utiliza la ortografía deca- , metro y litro , y el inglés internacional utiliza deca- , metro y litro . El nombre de la unidad cuyo símbolo es t y que se define según1t =10 ³  kg es 'tonelada métrica' en inglés estadounidense y 'tonelada' en inglés internacional. ^{[4] : iii}

Los símbolos de las unidades del SI están pensados ​​para ser únicos y universales, independientemente del contexto lingüístico. ^{[5] : 130–135} El folleto del SI tiene reglas específicas para escribirlos. ^{[5] : 130–135}

Además, el folleto del SI proporciona convenciones de estilo para, entre otros aspectos de la visualización de unidades de cantidades: los símbolos de cantidad, el formato de números y el marcador decimal, la expresión de la incertidumbre de la medición, la multiplicación y división de símbolos de cantidad, y el uso de números puros y varios ángulos. ^{[1] : 147}

En los Estados Unidos, la directriz producida por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ^{[11] : 37} aclara detalles específicos del idioma para el inglés americano que no quedaron claros en el folleto del SI, pero por lo demás es idéntica a este último. ^[14] Por ejemplo, desde 1979, el litro puede escribirse excepcionalmente utilizando una "L" mayúscula o una "l" minúscula, una decisión motivada por la similitud de la letra "l" minúscula con el número "1", especialmente con ciertos tipos de letra o escritura a mano al estilo inglés. El NIST americano recomienda que dentro de los Estados Unidos se utilice "L" en lugar de "l". ^[11]

Los metrólogos distinguen cuidadosamente entre la definición de una unidad y su realización. Las unidades del SI se definen declarando que siete constantes definitorias ^{[1] : 125–129} tienen ciertos valores numéricos exactos cuando se expresan en términos de sus unidades del SI. La realización de la definición de una unidad es el procedimiento mediante el cual la definición puede utilizarse para establecer el valor y la incertidumbre asociada de una cantidad del mismo tipo que la unidad. ^{[1] : 135}

Para cada unidad base, el BIPM publica una mises en pratique ( puesta en práctica, implementación, en francés , ^[16] ) que describe las mejores realizaciones prácticas actuales de la unidad. ^[17] La ​​separación de las constantes definitorias de las definiciones de unidades significa que se pueden desarrollar mediciones mejoradas que conduzcan a cambios en las mises en pratique a medida que se desarrollan la ciencia y la tecnología, sin tener que revisar las definiciones.

La mise en pratique publicada no es la única forma en que se puede determinar una unidad base: el Folleto del SI establece que "cualquier método consistente con las leyes de la física podría utilizarse para determinar cualquier unidad del SI". ^{[5] : 111} Varios comités consultivos del CIPM decidieron en 2016 que se desarrollaría más de una mise en pratique ^{para determinar el valor de cada unidad. [18]} Estos métodos incluyen los siguientes:

• Se realizarán al menos tres experimentos separados que arrojen valores que tengan una incertidumbre estándar relativa en la determinación del kilogramo de no más de5 × 10 ⁻⁸ y al menos uno de estos valores debería ser mejor que2 × 10 ⁻⁸ . Tanto la balanza de Kibble como el proyecto de Avogadro deben incluirse en los experimentos y cualquier diferencia entre ellos debe conciliarse. ^{[19] [20]}
• La definición del kelvin medido con una incertidumbre relativa de la constante de Boltzmann derivada de dos métodos fundamentalmente diferentes como la termometría acústica de gas y la termometría de gas de constante dieléctrica sea mejor que una parte en10 ⁻⁶ y que estos valores sean corroborados por otras mediciones. ^[21]

El Sistema Internacional de Unidades, o SI, ^{[1] :  123} es un sistema decimal y métrico de unidades establecido en 1960 y actualizado periódicamente desde entonces. El SI tiene un estatus oficial en la mayoría de los países, incluidos los Estados Unidos , Canadá y el Reino Unido , aunque estos tres países se encuentran entre el puñado de naciones que, en diversos grados, también continúan utilizando sus sistemas habituales. Sin embargo, con este nivel casi universal de aceptación, el SI "se ha utilizado en todo el mundo como el sistema de unidades preferido, el lenguaje básico para la ciencia, la tecnología, la industria y el comercio". ^{[1] : 123, 126}

Los únicos otros tipos de sistemas de medición que todavía tienen un uso generalizado en todo el mundo son los sistemas de medición imperial y el sistema de medición habitual de EE. UU . La yarda y la libra internacionales se definen en términos del SI. ^[22]

Las magnitudes y ecuaciones que proporcionan el contexto en el que se definen las unidades del SI se denominan ahora Sistema Internacional de Cantidades (ISQ). El ISQ se basa en las magnitudes subyacentes a cada una de las siete unidades básicas del SI . Otras magnitudes, como el área , la presión y la resistencia eléctrica , se derivan de estas magnitudes básicas mediante ecuaciones claras y no contradictorias. El ISQ define las magnitudes que se miden con las unidades del SI. ^[23] El ISQ está formalizado, en parte, en la norma internacional ISO/IEC 80000 , que se completó en 2009 con la publicación de la ISO 80000-1 , ^[24] y ha sido revisada en gran medida en 2019-2020. ^[25]

El SI está regulado y en constante desarrollo por tres organizaciones internacionales que se establecieron en 1875 bajo los términos de la Convención del Metro . Se trata de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM ^[b] ), ^[26] el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM ^[c] ) y la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM ^[d] ).Todas las decisiones y recomendaciones relativas a las unidades se recogen en un folleto denominado Sistema Internacional de Unidades (SI) ^[1] , que publica el BIPM en francés e inglés y se actualiza periódicamente. La redacción y el mantenimiento del folleto corren a cargo de uno de los comités del CIPM. Las definiciones de los términos «cantidad», «unidad», «dimensión», etc. que se utilizan en el folleto del SI son las que figuran en el vocabulario internacional de metrología ^[27] . El folleto deja cierto margen para variaciones locales, en particular en lo que respecta a los nombres de las unidades y los términos en diferentes idiomas. Por ejemplo, el Instituto Nacional de Normas y Tecnología de los Estados Unidos (NIST) ha elaborado una versión del documento CGPM (NIST SP 330) que aclara el uso para las publicaciones en idioma inglés que utilizan el inglés americano ^[4] .

El concepto de un sistema de unidades surgió cien años antes del SI. En la década de 1860, James Clerk Maxwell , William Thomson (más tarde Lord Kelvin) y otros que trabajaban bajo los auspicios de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia , basándose en el trabajo previo de Carl Gauss , desarrollaron el sistema de unidades centímetro-gramo-segundo o sistema cgs en 1874. Los sistemas formalizaron el concepto de una colección de unidades relacionadas llamada sistema coherente de unidades. En un sistema coherente, las unidades base se combinan para definir unidades derivadas sin factores adicionales. ^{[4] : 2} Por ejemplo, usar metros por segundo es coherente en un sistema que usa metro para longitud y segundos para tiempo, pero kilómetro por hora no es coherente. El principio de coherencia se utilizó con éxito para definir una serie de unidades de medida basadas en el CGS, incluido el erg para energía , la dina para fuerza , la baria para presión , el poise para viscosidad dinámica y los stokes para viscosidad cinemática . ^[29]

Una iniciativa de inspiración francesa para la cooperación internacional en metrología condujo a la firma en 1875 de la Convención del Metro , también llamada Tratado del Metro, por 17 naciones. ^{[e] [30] : 353–354} La Conferencia General de Pesas y Medidas (en francés: Conférence générale des poids et mesures – CGPM), que fue establecida por la Convención del Metro, ^[29] reunió a muchas organizaciones internacionales para establecer las definiciones y estándares de un nuevo sistema y para estandarizar las reglas para escribir y presentar mediciones. ^{[31] : 37  [32]} Inicialmente, la convención solo cubría los estándares para el metro y el kilogramo. Esto se convirtió en la base del sistema de unidades MKS. ^{[4] : 2}

A finales del siglo XIX existían tres sistemas diferentes de unidades de medida para las mediciones eléctricas: un sistema basado en CGS para unidades electrostáticas , también conocido como sistema gaussiano o ESU, un sistema basado en CGS para unidades electromecánicas (EMU) y un sistema internacional basado en unidades definidas por la Convención del Metro ^[33] para sistemas de distribución eléctrica. Los intentos de resolver las unidades eléctricas en términos de longitud, masa y tiempo mediante análisis dimensional se vieron plagados de dificultades: las dimensiones dependían de si se utilizaban los sistemas ESU o EMU. ^[34] Esta anomalía se resolvió en 1901 cuando Giovanni Giorgi publicó un artículo en el que abogaba por utilizar una cuarta unidad base junto con las tres unidades base existentes. La cuarta unidad podría elegirse para ser corriente eléctrica , voltaje o resistencia eléctrica . ^[35]

Se eligió como unidad básica la corriente eléctrica, con la unidad denominada "amperio", y las demás magnitudes eléctricas se derivaron de ella según las leyes de la física. Cuando se combinó con el MKS, el nuevo sistema, conocido como MKSA, fue aprobado en 1946. ^[4]

En 1948, la 9.ª CGPM encargó un estudio para evaluar las necesidades de medición de las comunidades científicas, técnicas y educativas y "elaborar recomendaciones para un sistema práctico único de unidades de medida, adecuado para su adopción por todos los países que se adhieren a la Convención del Metro". ^[36] Este documento de trabajo fue Sistema práctico de unidades de medida . Basándose en este estudio, la 10.ª CGPM en 1954 definió un sistema internacional derivado de seis unidades básicas: el metro, el kilogramo, el segundo, el amperio, el grado Kelvin y la candela.

La 9ª CGPM también aprobó la primera recomendación formal para la escritura de símbolos en el sistema métrico decimal, cuando se sentaron las bases de las reglas tal como se las conoce actualmente. ^[37] Estas reglas se ampliaron posteriormente y ahora cubren los símbolos y nombres de las unidades, los símbolos y nombres de los prefijos, cómo deben escribirse y usarse los símbolos de las cantidades y cómo deben expresarse los valores de las cantidades. ^{[5] : 104, 130}

La 10ª CGPM en 1954 resolvió crear un sistema internacional de unidades ^{[31] : 41} y en 1960, la 11ª CGPM adoptó el Sistema Internacional de Unidades , abreviado SI del nombre francés Le Système international d'unités , que incluía una especificación para las unidades de medida. ^{[5] : 110}

La Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) ha descrito al SI como "la forma moderna del sistema métrico". ^{[5] : 95} En 1971, el mol se convirtió en la séptima unidad base del SI. ^{[4] : 2}

Después de que el metro fuera redefinido en 1960, el Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK) fue el único artefacto físico del cual las unidades base (directamente el kilogramo e indirectamente el amperio, el mol y la candela) dependieron para su definición, haciendo que estas unidades estuvieran sujetas a comparaciones periódicas de kilogramos estándar nacionales con el IPK. ^[38] Durante la 2da y 3ra Verificación Periódica de Prototipos Nacionales del Kilogramo, había ocurrido una divergencia significativa entre la masa del IPK y todas sus copias oficiales almacenadas alrededor del mundo: las copias habían aumentado notablemente en masa con respecto al IPK. Durante las verificaciones extraordinarias llevadas a cabo en 2014 preparatorias para la redefinición de los estándares métricos, no se confirmó la divergencia continua. No obstante, la inestabilidad residual e irreducible de un IPK físico socavó la confiabilidad de todo el sistema métrico para la medición de precisión desde escalas pequeñas (atómicas) hasta grandes (astrofísicas). ^[39] Al evitar el uso de un artefacto para definir unidades, se evitan todos los problemas relacionados con la pérdida, el daño y el cambio del artefacto. ^{[1] : 125}

Se propuso que: ^[40]

• Además de la velocidad de la luz, cuatro constantes de la naturaleza (la constante de Planck , la carga elemental , la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro ) pueden definirse para tener valores exactos.
• El Prototipo Internacional del Kilogramo será retirado
• Se revisarán las definiciones actuales de kilogramo, amperio, kelvin y mol.
• La redacción de las definiciones de unidades base debería cambiar el énfasis de unidades explícitas a definiciones explícitas de constantes.

Las nuevas definiciones fueron adoptadas en la 26ª CGPM el 16 de noviembre de 2018 y entraron en vigor el 20 de mayo de 2019. ^[41] El cambio fue adoptado por la Unión Europea a través de la Directiva (UE) 2019/1258. ^[42]

Antes de su redefinición en 2019, el SI se definía a partir de siete unidades básicas a partir de las cuales se construían las unidades derivadas como productos de potencias de las unidades básicas. Después de la redefinición, el SI se define fijando los valores numéricos de siete constantes definitorias. Esto tiene el efecto de que la distinción entre unidades básicas y unidades derivadas, en principio, no es necesaria, ya que todas las unidades, tanto básicas como derivadas, pueden construirse directamente a partir de las constantes definitorias. Sin embargo, la distinción se mantiene porque "es útil e históricamente bien establecida", y también porque la serie de normas ISO/IEC 80000 , que define el Sistema Internacional de Cantidades (ISQ), especifica cantidades básicas y derivadas que necesariamente tienen las unidades SI correspondientes. ^{[1] : 129}

En la literatura científica, técnica y comercial se siguen utilizando muchas unidades no pertenecientes al SI. Algunas unidades están profundamente arraigadas en la historia y la cultura, y su uso no ha sido totalmente reemplazado por sus alternativas del SI. El CIPM reconoció y admitió dichas tradiciones al compilar una lista de unidades no pertenecientes al SI aceptadas para su uso con el SI ^[5] , incluidas la hora, el minuto, el grado angular, el litro y el decibel.

Aunque el término sistema métrico se utiliza a menudo como un nombre alternativo informal para el Sistema Internacional de Unidades, ^[43] existen otros sistemas métricos, algunos de los cuales se utilizaban ampliamente en el pasado o incluso se siguen utilizando en determinadas zonas. También hay unidades métricas individuales , como el sverdrup y el darcy , que existen fuera de cualquier sistema de unidades. La mayoría de las unidades de los otros sistemas métricos no son reconocidas por el SI.

En ocasiones, se introducen variaciones en los nombres de las unidades del SI, mezclando información sobre la magnitud física correspondiente o las condiciones de su medición; sin embargo, esta práctica es inaceptable en el SI. "Inaceptabilidad de mezclar información con unidades: cuando se da el valor de una magnitud, cualquier información relativa a la magnitud o sus condiciones de medición debe presentarse de forma que no esté asociada con la unidad". ^[5] Algunos ejemplos incluyen: " vatio pico " y " vatio RMS "; " metro geopotencial " y " metro vertical "; " metro cúbico estándar "; " segundo atómico ", " segundo de efemérides " y " segundo sideral ".

Atribución

^[1] Este artículo incorpora texto de esta fuente, que está disponible bajo la licencia CC BY 3.0.

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