Balanzas de Kibble de sobremesa: pequeñas pero poderosas ayudantes para el Ejército de EE.UU.

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU. (NIST) ha logrado un avance en la medición de masa de alta precisión al presentar las balanzas de Kibble portátiles de sobremesa. A principios de abril de este año, el instituto entregó el primer ejemplar de este dispositivo innovador al Ejército de EE.UU. en la base Redstone en Alabama.

Las balanzas de Kibble son capaces de medir la masa con una precisión sin precedentes, lo que abre nuevas posibilidades en diversas áreas, desde la pesada de componentes de aeronaves hasta la determinación de dosis exactas de medicamentos. Es la primera vez que se utilizan fuera del instituto.

A diferencia de las balanzas tradicionales, que se basan en pesas físicas, las balanzas de Kibble utilizan corrientes y tensiones eléctricas para mediciones precisas. Gracias a esto, proporcionan una mayor precisión y estabilidad en las lecturas a lo largo del tiempo.

El NIST ha estado a la vanguardia de los esfuerzos mundiales para redefinir el Sistema Internacional de Unidades (SI), en el cual se cambió la definición del kilogramo en mayo de 2019, la unidad básica de medida de masa. Antes, el estándar del kilogramo era un artefacto físico, un cilindro metálico guardado en Francia. La nueva definición se basa en propiedades fundamentales de la naturaleza, como la velocidad de la luz o la carga del electrón.

Inicialmente, las balanzas de Kibble eran herramientas de investigación masivas y costosas. Su gran tamaño y alto costo hacían que esta tecnología no estuviera disponible para un amplio círculo de usuarios. Tras analizar todas las desventajas, el NIST desarrolló una versión compacta y portátil para su uso generalizado.

"Queremos llevar esta tecnología más allá de los laboratorios científicos y ponerla a disposición de la industria. Es importante que las empresas puedan realizar mediciones de masa con alta precisión por sí mismas, sin depender de las balanzas de Kibble principales en el NIST", explica el ingeniero mecánico del instituto, Leon Chao.

Actualmente, el Ejército envía sus estándares de masa al NIST, donde se verifican con las grandes balanzas de Kibble. Luego, los estándares calibrados se distribuyen entre los usuarios finales de las unidades del ejército. Este proceso de múltiples etapas está asociado con significativos costos de tiempo y dinero.

El instituto y el Ejército de EE.UU. unieron fuerzas en una colaboración de tres años para desarrollar una nueva generación de balanzas de Kibble portátiles de sobremesa. El objetivo final es eliminar una serie de pasos intermedios en la cadena de calibración actual.

Las mediciones precisas de masa son extremadamente importantes para los militares por diversas razones. Las instalaciones médicas del ejército necesitan pesar pequeñas dosis de medicamentos y muestras para análisis con un alto grado de precisión. Los ingenieros necesitan conocer la masa exacta de equipos y armas de gran tamaño para calcular la carga admisible en los vehículos de transporte.

El Ejército planea usar el modelo portátil para calibrar sus propios estándares de masa según los últimos estándares. También evaluarán lo fácil que es transportar e instalar este equipo en diversas condiciones.