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.
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