Giovanni Caprara, Sette 25/01/2013, 25 gennaio 2013
IL CHILOGRAMMO È IN CRISI, INGRASSA POI PERDE PESO
[L’unità di peso in platino e iridio ha i giorni contati: l’esemplare di Sèvres, costruito nel 1875, muta peso in continuazione. E potrebbe sparire. A rischio sono anche ampere, mole e kelvin] –
Il chilogrammo ha i giorni contati e gli attacchi per sostituirlo si moltiplicano. L’ultimo in ordine di tempo è apparso sul The Times di Londra, denunciandone l’inaffidabilità. Un gruppo di ricercatori dell’Università britannica di Newcastle, valutando le condizioni del suo prototipo di riferimento, si è reso conto che il peso era aumentato. Analizzandone la superficie con uno spettroscopio a raggi X scoprivano che l’inquinamento dell’aria portato dalle automobili, depositandosi, contribuiva a far lievitare il suo valore di riferimento. Ma non era l’unica minaccia. Da tempo ci si era accorti che, se nelle vicinanze erano collocati degli strumenti di misura che utilizzavano il mercurio, questo, evaporando, finiva per adagiarsi sul campione. Ciò era favorito dal fatto che il materiale di cui è in buona parte costituito, il platino, è chimicamente avido di mercurio. Per tale ragione il Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres (Parigi), che custodisce il prototipo campione, diffondeva un invito ai Paesi che ospitano copie di riferimento a eliminare eventuali strumenti con queste caratteristiche, fonte di rischio.
Tutto, insomma, lasciava intendere che il chilogrammo aumentasse progressivamente di peso nonostante le precauzioni adottate. Ma nel 2011 emergeva un’altra sorpresa, capace di complicare ancora di più le cose. Durante una verifica a Sèvres, il chilogrammo aveva invece perso un po’ del suo peso originario: 50 microgrammi in un secolo. Pochissimo, in realtà, ma intollerabile per un campione del genere. E le cause restavano allora misteriose.
Variazioni pericolose. Insomma, cresceva e calava; cioè creava una situazione sempre più difficile e insostenibile, spingendo verso l’adozione di qualche provvedimento. Così nell’ottobre 2011 il Comitato internazionale pesi e misure che gestisce il Bureau di Sèvres approvava un’importante risoluzione la quale apriva la strada alla revisione delle unità di misura giudicate inadeguate ai tempi. Già, perché se il chilogrammo aveva dimostrato tutte le sue debolezze, ce n’erano altre tre ormai in condizioni critiche: l’ampere per le misure elettriche, la mole per le misure chimiche e il kelvin per la temperatura.
Il chilogrammo, però, con la forma di un cilindro di platino e iridio alto e largo 39 millimetri, era l’unico a essere rimasto un oggetto materiale e perciò più critico nella sua natura. La sua fabbricazione avveniva nel 1875 ridefinendo il valore adottato in Francia già alla fine del Settecento: allora corrispondeva alla massa di un litro d’acqua distillata alla temperatura di 4 gradi centigradi.
Perdite di idrogeno. Il prezioso cilindro di platino e iridio, per conservarlo al meglio, era gelosamente rinchiuso in un sotterraneo blindato del Pavillon de Breteuil, un elegante edificio bianco di Sèvres. Nel 1889 il Sistema internazionale di misura battezzava ufficialmente il chilogrammo come la massa relativa del piccolo cilindro. Contemporaneamente si producevano copie distribuite nei vari Paesi. Quattro si trovano anche in Italia: due al ministero dello Sviluppo economico a Roma e altre due all’Istituto nazionale di ricerca metrologica (Inrim) a Torino. Questi campioni sono sotto due campane di vetro mentre il primo prototipo parigino ne ha addirittura tre, oltre a essere immerso in un’atmosfera con temperatura, pressione e umidità controllate. Per precauzione sei delle copie realizzate sono considerate più importanti delle altre perché potrebbero servire nella ricostruzione del primo prototipo nel caso in cui, per qualche ragione, venisse danneggiato.
Ma il guaio è che tutti subiscono le stesse alterazioni. «La più grave, tuttavia», spiega Walter Bich, custode dei campioni italiani a Torino, «è la perdita di peso dovuta alla costruzione di fine Ottocento, non perfezionata come oggi. In quell’epoca il materiale lavorato risultava più poroso nella sua struttura lasciando sfuggire l’idrogeno; da qui il dimagrimento irreversibile».
Le particelle inquinanti dell’aria (sostanze carbonacee e idrocarburi vari) che invece si depositano sono periodicamente rimosse con dei lavaggi ogni 25-30 anni. L’ultimo per i campioni nazionali è avvenuto tra il 1988 e il 1993.
La prima proposta di intervenire sul chilogrammo veniva avanzata nel 2005 e dopo il provvedimento adottato due anni fa ora si guarda alla Conferenza generale di pesi e misure che si terrà nell’ottobre 2014, nella quale potrebbe materializzarsi lo storico cambiamento riguardante pure le altre tre unità di misura (ampere, mole e kelvin).
Misurazione teorica. Per il chilogrammo si prevede l’abbandono totale del campione materiale come era già avvenuto per il metro, soggetto agli stessi problemi, adottando come riferimento la costante di Planck, un valore teorico. «L’indicazione avanzata», commenta Walter Bich, «mi sembra troppo astratta nel suo significato per essere accettata facilmente. Esprime un concetto d’azione frutto del prodotto tra l’energia e il tempo: francamente, mi sembra rappresenti un ostacolo alla comprensione e quindi non sono ottimista sulla sua rapida accettazione e introduzione da parte delle nazioni che hanno adottato il Sistema di misura internazionale».
Intanto il peso parigino continuerà le sue altalene sulla bilancia fino a che diventerà insostenibile l’idea di un campione sempre più sprovvisto di identità, come i suoi creatori avevano pensato e voluto. Anche le unità di misura, prima o poi, devono adeguarsi ai tempi.