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O que é isso de “aposentar o quilo”?

Após 130 anos, o quilograma-padrão de Paris vai virar peça de museu em 2019. Entenda o que levou à decisão

Fábio Marton Publicado em 19/11/2018, às 16h46 - Atualizado às 16h46

Quilo
Quilo - Wikimedia Commons

Diga rápido: quanto pesa um quilograma? Se você se lembra das aulas de Física, provavelmente está pensando em: “o mesmo que um litro de água”, ou 1000 cm³. Mas a verdade, constrangedora para os cientistas, é que a bela definição iluminista, criada durante a Revolução Francesa, ficou para a História. E a resposta real é “um quilo pesa o mesmo que O Quilo” – o Protótipo Internacional do Quilo, informalmente Le Grand K, um cilindro de platina e irídio guardado numa redoma no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, em Paris. Desde 1889, ele é a medida internacional de quanto pesa um quilo – pesa o mesmo que ele. Se outro quilo é diferente, precisa ser calibrado pelo original.

Réplica de Le Grand K, guardado sob duas redomas, como o real Wikimedia Commons

Se parece primitivo, é mesmo. E foi a conclusão da Conferência Geral de Pesos e Medidas, que aconteceu, sob aplausos, na última sexta-feira (16). O Protótipo será aposentado e, no lugar dele, a definição passa a ser uma equação baseada na Constante de Planck, que passa a ser 6.626 070 15 × 10-34 m2 kg/s. É extremamente complicado explicar (e isto viraria uma matéria de Física), mas, em resumo, a constante, como o nome diz, é um número imutável e mensurável da Física Quântica que, combinado com o metro e o segundo, que tem definições baseadas também na Física, permite determinar o quilo com extrema precisão. Isso pode ser feito através de uma balança de Watt, que permite medir um peso através da energia necessária para contrabalançá-lo.

Uma balança de Watt Wikimedia Commons

Como mencionado, o segundo e o metro já haviam sido redefinidos. O segundo, que era só uma medida tradicional, 1/86 400 da duração de um dia, foi redefinido em 1967 para “a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133”. O metro, originalmente 1/10 000 da distância entre o Equador e o Polo Norte, no meridiano de Paris, virou “a distância que a luz percorre no vácuo em 1/299 792 458 s”.

Mas por que?

A razão para o abandono de Le Grande K é que é impossível algo manter exatamente o mesmo peso. Partículas de poeira acabam se infiltrando e, ao serem limpas, algo se perde do original. Desde que foi criado, o Protótipo, e suas múltiplas cópias pelo mundo, inclusive o Brasil, acabam registrando pesos diferentes. Hoje, Le Grand K é cerca de 50 μg mais leve em comparação aos outros de que quando foi feito.

Mas, voltando ao começo, a grande questão é: por que um quilo padrão sequer teve que ser feito? Por que não ficamos na elegante definição original, a do peso da água? Porque não é prática. O peso de um mesmo volume da água varia conforme sua densidade, e a densidade varia conforme a temperatura.

O grama foi proposto em 1790, como o nome grave, por Charles Maurice de Talleyrand-Périgord. Equivaleria a 1 cm3 de água a 0o C, em pressão do nível do mar, o que foi oficializado quando mudou de nome em 1795. Ao longo da década, a definição foi variando, conforme percebeu-se que o cálculo do metro original estava errado. Em 1799, a definição foi mudada 1 cm3 de água a 4o C, em pressão a nível do mar. Essa é a temperatura na qual é mais densa (arredondando; hoje se sabe que é 3,984o C).

Mas a água pode ter impurezas, e não era exatamente fácil atingir uma temperatura assim exata antes da refrigeração. E um experimento assim não pode ser mantido indefinidamente para calibrar mais medidas. No fim das contas, assim como aconteceria com o cilindro, o mundo acabaria tendo que aceitar uma medição específica do peso água. E assim foi: no mesmo 1799, o primeiro cilindro foi criado a partir de pura platina, comparando seu peso com o da água. Esse seria o quilo oficial por 90 anos, até a criação de Le Grand K foi criado baseado no primeiro, com uma amálgama diferente, para ser mais resistente. Cálculos mais recentes indicam que a diferença de peso entre Le Grand K e um litro de água nas condições ideais é de 25 mg.