Infonemesis Metrologia e Sistemas Ltda.

METROLOGIA DIMENSIONAL – parte 1

 

Metrologia por definição é a ciência da medição. Metrologia inclui todos os aspectos teóricos e práticos da medição. A palavra deriva do grego metron que significa medir + logos que entre outros significa estudo.

Mas não se preocupe, não pretendo ser teórico e maçante ao tratar desse assunto, afinal estamos lançando esta série para levar a metrologia dimensional a pessoas que tem curiosidade e interesse em aprender, não temos por objetivo a formação acadêmica.

Vale ressaltar que é comum a confusão com a palavra Meteorologia, palavra referente à ciência que trata dos fenômenos do clima ou meteorológicos.

Certo dia estava eu no consultório de um médico com minha esposa, como era nossa primeira visita ao renomado obstetra, ele costumava fazer algumas perguntas para entender melhor o meio cultural dos seus pacientes, então ele perguntou a minha esposa qual era sua profissão, ela respondeu: Sou professora de matemática. Pronto, não havia mais dúvidas quanto à profissão dela, afinal todos sabem o que faz uma professora de matemática, todos nós já tivemos uma. Então ele se virou pra mim e mandou: E o senhor, qual é sua profissão? Então eu respondi sem hesitar: Sou metrologista. Ele me olhou por alguns segundos enquanto processava a informação e depois de uma incômoda pausa tascou: Interessante, nosso tempo aqui é o mais louco que já conheci. Ele referia-se ao clima da cidade, onde temos as quatro estações do ano em um dia só, Curitiba. Obviamente ele pensou que eu engolira algumas letras da palavra meteorologia, pronunciando metrologia. Aliás, vale registrar aqui também que o corretor ortográfico do software de edição de textos Microsoft Word não reconhece a palavra metrologista, insistindo em grifá-la em vermelho como um erro ortográfico, porém se você usar a palavra metrologia o mesmo não aponta como um erro ortográfico, curioso não?

Pois é, diante de toda essa confusão sobre metrologia eu decidi escrever uma série de textos a respeito, para levar essa informação ao maior número possível de pessoas, que enquanto colaboradores de uma empresa sentem curiosidade em saber o que se passa nos departamento de metrologia.

Entretanto talvez sua empresa não possua um departamento de metrologia, algumas empresas podem não ter uma estrutura grande o suficiente para comportar um laboratório, mas provavelmente se a empresa manufatura algo em algum momento da cadeia produtiva ela subcontrata uma empresa de metrologia, se a sua empresa não manufatura nada e não tem nenhum setor, mesmo que subcontratado de metrologia então continue lendo nosso texto a titulo de conhecimentos gerais.

Metrologia é definida pelo International Bureau of Weights and Measures (BIPM) como a ciência da medição, abraçando ambas as determinações experimentais e teóricas, em qualquer nível de incerteza em qualquer campo de ciência e tecnologia.

Bom, depois de mais essa definição precisamos esclarecer alguns termos para entendermos melhor o que isso significa. Primeiramente o termo incerteza, vamos visualizar uma situação simples para entendermos isso: Imagine que estamos medindo a altura de um individuo, mas nós estamos no século XV e não dispomos ainda do metro e sua subdivisão para realizar esta medição desta forma nos resta a polegada, esta é uma unidade de medida baseada no polegar direito do rei, sim é curioso porque quando o rei morria todos deviam remedir tudo baseado no novo padrão (o polegar do sucessor), isso é curioso porque são unidades de medida baseadas em partes do corpo, se a polegada referia-se ao polegar do rei, o pé que também é uma unidade de medida obviamente referia-se ao pé do rei, já a jarda equivale a 3 pés, um pé equivale a 12 polegadas, logo uma jarda equivale a 36 polegadas.

Munidos destas informações, vamos retomar o processo de medição da altura de um indivíduo. Se utilizar a unidade de medida pé, podemos dizer que Michael Jordan (MJ), famoso jogador de basquete norte americano, tem 6 ft 6 in, isso significa 6 pés (ftfeet’ na sigla em inglês) e 6 polegadas (in ‘inch’ na sigla em inglês). Analisando essa medida, nós sabemos a altura dele com alguma incerteza, pois sabemos que ele tem mais de 6 pés e 6 polegadas e menos de 6 pés e 7 polegadas, mas não podemos saber o valor intermediário, certamente ele não tem exatamente 6 pés e 6 polegadas de altura, aliás a probabilidade de ele ter exatamente essa altura é semelhante as chances de ganhar na mega sena (1/50.000.000), mas probabilidade é assunto pra outro texto, o que importa é que a incerteza da altura do MJ é de uma polegada.

Após esse breve exemplo, podemos entender que incerteza é inerente a qualquer processo de medição, pois ela depende da precisão do equipamento de medição. Bem, para manter simples os termos equipamento ou dispositivo de medição é o objeto que está sendo utilizado para realizar esta medição, no caso da altura do indivíduo alguns pés e polegares, simples não, viu só como damos nomes complicados pra coisas simples?

Falando em precisão, não podemos esquecer que o meu polegar tem diferente forma e tamanho do que o seu ou qualquer outro, da mesma forma o meu pé, pois nos humanos certas proporções se mantem, um pé é equivalente a 12 polegadas não por acaso, você pode fazer o teste e medir seu pé, há grandes chances de confirmar isso, porém pra toda regra há exceções, portanto não fique triste se seu pé não tiver exatamente 12 polegares seus. Por essa razão o povo do século XV usava o polegar do rei, que devia ser equivalente a 1/12 do pé dele, ao menos eles diziam que era, pois o rei era visto como perfeito, de qualquer forma o polegar do rei era a unidade oficial, doze polegadas do rei equivaliam a um pé, 3 pés equivaliam a uma jarda. Mas obviamente não foi sempre assim, antes disso era pior, pois não havia o padrão do rei, dessa forma cada um media com seu próprio polegar e pé, imagine a cena ao medir um terreno, quem estava comprando trazia um amigo com um pé enorme, ao passo que o vendedor procurava por alguém com o menor pé para aumentar a medida, pois é, a vida nessa época era cheia de imprecisões, ok desculpe o trocadilho. O importante é entender que a padronização do polegar do rei tinha por objetivo aumentar a precisão das medições.

Agora sabemos que precisão depende do meio de medição e incerteza está relacionada à precisão do instrumento, agora podemos entender porque toda e qualquer medição tem uma incerteza agregada, não importa se estamos medindo a distância da terra até a lua ou o tamanho de um átomo de carbono.

Obviamente o desenvolvimento tecnológico levou a padronização das unidades de medição, com a criação do metro. Um metro equivale a 1,0936133 jardas, originalmente a intenção era representar o valor de 1/10.000.000 da distância entre a linha do equador até o polo norte ao nível do mar. Em 1983 o metro foi definido como a distância percorrida viajando na velocidade da luz no intervalo de 1/299.792.458 segundos (segundo o BIPN).

Um pouco de história:

·         1668 o clérigo e filósofo inglês John Wilkins propôs a unidade de comprimento baseada no sistema decimal, a medida universal ou padrão.

·         1670 o bispo de Lyon (França) Gabriel Mouton, também sugeriu um padrão universal de comprimento com múltiplas divisões decimais para ser baseado no ângulo de 1 minuto do arco meridiano da terra ou (como a circunferência da terra não era nada fácil de medir na época) um pêndulo com um segundo de período.

·         1675 o cientista italiano Tito Livio Burattini no seu trabalho Misura Universale, usou a frase metro católico para denotar a unidade padrão de comprimento derivada de um pêndulo.

·         1790 - Na onda da revolução Francesa, a comissão organizada pela Academia Francesa de Ciências e encarregada de determinar uma única escala para todas as medições, em 27 de outubro de 1790, recomendou a adoção do sistema decimal e sugeriu a unidade básica de comprimento igual a 1/10,000,000 da distância entre o Polo Norte e a linha do Equador para ser chamado de mètre.

·         1793 – A Convention Nationale da França adotou a proposta da Academia Francesa de Ciências

·         1797 – Primeira ocorrência do metro neste sentido na literatura científica.

Eu sei, muitos dos leitores pularam a parte histórica, eu resolvi colocar porque fica evidente que os europeus estavam todos em busca de uma medida universal, pois haviam muitos problemas relacionados a precisão e incerteza.

Falando de unidades de comprimento o metro passou a ser utilizado em larga escala, porém existem outras grandezas que já eram padronizadas, como massa, peso, tempo, volume pressão etc. Cada uma destas grandezas tem uma história interessante que renderia muitas páginas de texto, porém acho que o comprimento é a mais interessante para tratarmos nesta série de textos sobre metrologia dimensional.

Em 1948 começaram a surgir os primeiros sistemas de unidades como o CGS (centímetro, grama, segundo), depois o MKS (metro, kilograma, segundo), até que em 1960 foi publicado o primeiro padrão do SI (sistema internacional). Este sistema foi criado para ser abrangente, desta forma unidades e prefixos são criados ou modificados através de um acordo internacional.

Você deve estar se perguntando então, como isso se chama SI na sigla internacional se em inglês seria IS (International System)? Bem SI vem do francês Système International e não do inglês.

A força que impulsionou a criação do Système International foi a quantidade de novas unidades que apareceram com o CGS e a falta de coordenação de diversas disciplinas fazendo grande uso de unidades de medida. Além de definir a nova realização do sistema métrico, a Conferência Geral de Pesos e Medidas, uma organização ajustada para a Convenção do Metro em 1875, foi bem sucedida em trazer junto muitas organizações internacionais para concordar não só com as definições do SI, mas também com as regras por escrito para a padronização das medições ao redor do planeta.

Muito bem, agora temos definido um sistema internacional, onde sabemos a unidade correta para utilizar em qualquer tipo de grandeza. Mas e com relação à precisão, como saber se um metro é de fato um metro? Bom isso você poderá descobrir no próximo texto da nossa série sobre Metrologia Dimensional aqui no nosso web site.

Grande abraço a todos,

Paulo F. Moreira

Engenheiro de Aplicação