O que é a Metrologia Científica?

De uma forma simplificada podemos dizer que a metrologia científica se preocupa com a definição das grandezas e com a realização física dessas mesmas grandezas, entendendo-se por grandeza a “propriedade dum fenómeno dum corpo ou duma substância, que pode ser expressa quantitativamente, sob a forma dum número e duma referência".

O conceito genérico de “grandeza” pode ser dividido em vários níveis de conceitos específicos (exemplos: Grandezas base, derivadas, ordinais, adimensionais… [ver VIM]).

As grandezas são avaliadas pelas unidades de medida adotadas por convenção e cada unidade tem o respectivo símbolo.

Tendo em consideração as vantagens de se adotar um sistema prático e único para ser utilizado mundialmente nas relações internacionais, no ensino, no trabalho, na ciência e nas relações comerciais, decidiu-se criar o Sistema Internacional de unidades, baseando-o em sete unidades perfeitamente definidas, consideradas como independentes sob o ponto de vista dimensional. Estas Grandezas e as suas unidades do Sistema Internacional são chamadas unidades de base e podem ser vistas no Quadro 1.

No Sistema Internacional de unidades distinguem-se duas classes de unidades:

-Unidades de Base;

-Unidades Derivadas.

SI Illustration Colour Full

Sob o aspeto científico, a divisão das unidades do Sistema Internacional nessas duas classes é arbitrária, porque não é uma imposição da física.

 

Quadro 1. Grandezas e unidades de base do Sistema Internacional

GRANDEZA NOME SÍMBOLO
Comprimento metro m
Massa kilograma kg
Tempo segundo s
Corrente elétrica ampere A
Temperatura termodinâmica kelvin K
Quantidade de matéria mole mol
Intensidade luminosa candela cd

 

Mas a metrologia científica não se preocupa apenas com a definição das grandezas e correspondentes unidades. Preocupa-se igualmente com a sua materialização física.

Se, por absurdo, definíssemos uma grandeza impossível de ser materializada fisicamente, de pouco nos serviria, pois não poderíamos usá-la, ou seja, nas aplicações práticas não conseguiríamos quantificar essa grandeza, o que a tornaria completamente inútil.

No que respeita quer às definições das diferentes grandezas, quer às materializações físicas das mesmas, a metrologia científica tem proporcionado evoluções que vão sempre no sentido de permitir que a humanidade as realize com um grau de incerteza decrescente e em condições sempre mais expeditas.

Este é aliás o grande desafio dos metrólogos: efetuar medições com um grau de exatidão sempre crescente e fazê-lo da forma mais ajustada e ágil às necessidades do dia-a- dia.

Um exemplo bem conhecido e que ilustra bem este progresso é a história da definição da unidade de comprimento metro, cuja evolução poderemos ver no Quadro 2:

Quadro 2 - Evolução da definição da unidade de comprimento: metro

DATA DEFINIÇÃO DE METRO INCERTEZA
1793-95 O metro é 1/40 000 000 do meridiano terrestre 0,15-0,20 mm
1799 O metro dos “Arquivos” corresponde à distância entre duas referências marcadas numa barra de platina iridiada 10-20 µm
1889 O metro internacional, protótipo M, é constituído por uma barra de platina iridiada, de secção em X, à temperatura de 20º C. 0,2 µm
1960 O metro é igual a 1 650 763,73 vezes o comprimento de onda no vazio da radiação correspondente à transição entre os níveis 2p10 e 5d5 do átomo Kr68 0,02 µm
1983 O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vazio, durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 do segundo. 0,02 µm

A sua materialização evoluiu de uma barra de platina iridiada, para um raio de luz.

Fig,1- A barra de platina-irídio utilizada como protótipo do metro de 1889 a 1960

Fig.2- Realização prática da definição do metro (IPQ), por Sintetizador de Frequências Ópticas

 

 

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