O Comitê Internacional de Pesos e Medidas decidiu criar, recentemente, o Dia Mundial da Metrologia (World Metrology Day) e para tanto escolheu o dia 20 de maio, pois nesse dia do ano de 1875 foi assinada a Convenção do Metro, a partir da qual o sistema métrico passou a ser adotado por todos os signatários (o Brasil entre eles).
Aqui no Brasil, o dia 26 de junho foi escolhido para homenagear os Metrologistas, que são os profissionais que trabalham com metrologia. Essa data não é aleatória. Foi pela Lei Imperial 1.157, de 26 de junho de 1862, que o Brasil adotou oficialmente o sistema métrico decimal, depois ampliado e denominado Sistema Internacional de Unidades - SI.
História da Metrologia no Brasil
Ao se observar a larga utilização do Sistema Internacional de Unidades no cotidiano das pessoas, como reflexo das relações econômicas, dos processos industriais de fabricação de produtos, etc., pode não parecer que a idéia de um sistema universal e coerente de unidades, baseado em grandezas físicas constantes, é relativamente recente.
Na impressionante quantidade de sistemas de medição vigentes no início do século XIX pode-se notar que eram específicos para cada tipo de atividade econômica, motivados sobretudo por razões fiscais da autoridade política, cuja uniformização dificilmente ultrapassava as fronteiras da cidade ou país em que estava sediada ou da região econômica em que predominava.
As Medidas Portuguesas
No Brasil colônia vigoraram as antigas medidas portuguesas, cuja primeira tentativa de uniformização constam nas Ordenações Manuelinas, datadas de 1488, determinando que os detentores de "pesos e medidas" os aferissem duas vezes ao ano aos padrões conservados em Lisboa.
As Ordenações Filipinas eram mais detalhistas, determinando que cada cidade ou vila do reino deveria manter em uma arca com duas fechaduras os padrões das unidades então vigentes, como a vara, o côvado, o alqueire, a canada e o quartilho, cujas chaves seriam guardadas pelo Procurador do Conselho e pelo Escrivão da Câmara. Os calibradores (afiladores, mais tarde designados aferidores) deveriam dispor de seus próprios padrões de trabalho rastreados aos mantidos pelo conselho da municipalidade. Entretanto o extenso ordenamento jamais chegou a ser cumprido muito além de Lisboa e, em 1755, em razão do grande terremoto que abalou a cidade e do incêndio que se seguiu, foram destruídos os padrões da própria sede do reino.
Em 1813, uma Comissão Central de Pesos e Medidas apresentou parecer para o plano de reformas do sistema de unidades, decidindo adotar o sistema decimal francês (sistema métrico decimal) mas conservando a nomenclatura das antigas unidades portuguesas.
Assim, a unidade de comprimento continuaria a ser a vara, definida agora como a décima milionésima parte do quarta parte do meridiano terrestre, ou seja, o metro. Nesse sistema, 10 varas equivaleriam a uma aguilhada (10m) e 1.000 varas a uma milha (1km), mantidas as relações decimais. A unidade de volume seria a canada, equivalente ao cubo do décimo da vara, ou seja, o litro, sendo que 10 canadas (10L) constituiriam um alqueire - para gêneros secos - e um almude - para líquidos. A principal unidade de massa seria a libra, definida como uma canada de água destilada no máximo de sua densidade, isto é, o quilograma francês.
No ano seguinte essa comissão determinou a confecção dos padrões os quais deveriam ter gravadas as insígnias e armas reais e datas de fabricação. Em 1816 duas caixas contendo padrões são recebidas na Corte do Rio de Janeiro, entretanto sua distribuição aos Conselhos foi interrompida pelo advento da Independência.
Essas medidas de volume, do acervo da Casa da Moeda, são provavelmente as descritas no parágrafo acima: observe as gravações dos valores nominais em canada e alqueire, e as insígnias e armas reais. (reprodução de foto original de Joubert Aragão)
A adoção definitiva do sistema métrico decimal, com suas unidades e nomenclatura somente ocorreria em Portugal em l852.
Modernidade
Os "Quebra-Quilos"
A adoção do sistema métrico decimal não foi tão pacífica quanto se poderia prever. Um exemplo é a aparição de grupos de bandoleiros, denominados quebra-quilos que, muitas vezes motivados por alvos políticos provinciais, incitavam a população a destruir os padrões de medidas impostos pela legislação. Em 1906, Rodolfo Teófilo, publica o romance naturalista Os Brilhantes, ambientado no interior do nordeste brasileiro, que tem como tema central o cangaço e o banditismo rural e estabelece uma forte relação entre os levantes dos quebra-quilos e os grupos de bandoleiros que infestariam a região.
Embora o governo imperial houvesse aderido inicialmente à Convenção do Metro, e se esforçado para implementar o uso do sistema métrico, não a ratificou, o que viria a ser feito por um curto período entre 1921 e 1931. O pedido de reintegração do Brasil à Convenção do Metro, dirigido ao Departamento Internacional de Pesos e Medidas (Bureau International de Poids e Mesures - BIPM) ocorreu somente em 1952.
Entretanto a metrologia legal que regula principalmente o uso das medidas e instrumentos pelo comércio varejista, foi implementado, pelo menos em termos de legislação, pelos principais municípios brasileiros, como é o caso de São Paulo que, em ato executivo de 1896 fixa os tipos de pesos e balanças que os estabelecimentos comerciais deveriam manter.
A Legislação Metrológica do Estado Novo
A industrialização do país, a partir da década de 1930, exigiu a criação de institutos tecnológicos como o IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas (1934) - comportando uma Seção de Metrologia - e o INT - Instituto Nacional de Tecnologia (1933) que participariam na formulação de uma legislação federal de metrologia, culminando no Decreto-Lei 592 de 1938. Esse decreto estabelecia três níveis para padrões: os primários nacionais, mantidos pelo INT, os secundários (nacionais e estaduais rastreados aos nacionais e mantidos no INT ou institutos estaduais) e os padrões terciários (nacionais, estaduais ou municipais, rastreados aos padrões secundários e conservados no INT e nos órgãos estaduais e municipais).
Determinava também que todos os instrumentos de medição somente poderiam ser colocados à venda e todas a transações comerciais só poderiam ser realizadas com medidas e instrumentos aprovados em exame inicial, conduzidos segundo procedimentos estabelecidos pelo INT.
A regulamentação desse decreto-lei assumiria a forma do Decreto 4.257 de 1939 que, além de ratificar o uso do sistema métrico decimal, definiu: 1) que a fiscalização do comércio e indústria seria exercida pelas delegações municipais; 2) a implantação de cursos de metrologia para formação de técnicos especializados, fiscais, aferidores e auxiliares metrológicos; 3) que os serviços de calibração e exame inicial seriam pagos de acordo com tabela formulada pelo INT; 4) que as infrações à legislação compreendiam a interdição de instrumentos que não satisfizessem aos requisitos da verificação, a apreensão de instrumentos adulterados e a advertência, suspensão ou demissão de funcionários de metrologia envolvidos com negligência, fraude ou abuso de autoridade; e 5) que a indicação externa da quantidade contida em invólucros lacrados de qualquer mercadoria obedecessem a padrões estabelecidos.
A partir daí foi criada uma série de regulamentos metrológicos modernos e adequados à realidade brasileira que vigiram até recentemente, como é o caso do que se referia às medições de massa (Portaria MTIC 063/44) substituído pelo regulamento de 1994 (baseado em recomendação ISO) em concordância com os dos demais países integrantes do Mercosul.
Metrologia: medidas lineares e de área
Segundo o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro) a Metrologia é a ciência que abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições, em qualquer campo da ciência ou tecnologia.
Neste contexto, torna-se extremamente importante compreender o Sistema Internacional de Unidades, pois nos mais variados campos da ciência realizam-se aferições para determinar e compreender os fenômenos.
O metro é uma das sete unidades básicas do Sistema Internacional, sendo que todas as outras unidades lineares e de área deste sistema são derivadas desta.
Histórico
No início, o próprio corpo humano servia como base para a criação de um sistema de mensuração. Os gregos foram os primeiros a inventar uma forma sistematizada de medir, com padrões criados com base em partes anatômicas.
No início do Renascimento, as crescentes transações comerciais entre diferentes povos fez necessário o aparecimento de um sistema unificado de mensuração
A soberania inglesa dos séculos XVII a XIX impôs ao mundo o uso do Sistema Imperial de Unidades, que era baseado no sistema romano, com raízes no sistema grego.
O início do desenvolvimento do sistema métrico data de 1791, na França, com a intenção de criar uma medida padronizada a ser adotada mundialmente. Esta medida, o metro padrão, representava a décima milionésima parte de um quadrante terrestre, definida em 1799:
Um quadrante terrestre, definido a partir da linha do Equador. O metro foi obtido pela divisão desta distância por 10 milhões.
Esta distância foi calculada e transferida para uma barra de platina com secção transversal retangular. O metro padrão passou a ser definido como a distância entre os dois extremos da barra a uma dada temperatura, sendo que outros países receberam barras semelhantes para disseminar a nova medida.
Em 1889, o padrão do metro foi substituído por uma barra com secção transversal em "X", composta por uma liga de platina e irídio altamente estável, mais precisa do que o padrão original de 1799. O comprimento desta barra, a 0º C, era equivalente a um metro. Vários países receberam cópias destes padrões, precisamente calibrados com comparadores ópticos desenvolvidos na época.
Duas barras com secção transversal em "X", compostas por liga de platina-irídio, representando o metro padrão de 1889.
Em 1983, chegou-se a atual definição do metro, baseada no comprimento de onda da luz gerada por um laser de Hélio-Neon no vácuo. Hoje, define-se o metro como "a distância linear percorrida pela luz no vácuo, durante um intervalo de 1/299.792.458 segundo". Esta medida é tão precisa que o seu grau de incerteza situa-se na ordem de ±1 x 2,5x1011.
Instrumentos
Os instrumentos existentes para efetuar mensurações lineares e de área são muitos e variados, não sendo o escopo deste site abranger todos eles. Abaixo encontram-se alguns exemplos de instrumentos mais utilizados em pesquisa odontológica.
Paquímetros
Podem ser analógicos ou digitais. Os analógicos possuem uma escala de Vernier que possibilita a leitura de medições com uma precisão de 0,1 mm, enquanto os digitais possuem uma precisão maior.
Paquímetro analógico, dotado de escala de Vernier.
A escala de Vernier (ou nônio) consiste em uma peça móvel de 9 mm dividida em 10 partes iguais. Ao fazer coincidir o traço nº 1 do Vernier com o nº 1 da escala milimetrada, teremos deslocado 0,1 mm no cursor, permitindo uma medição com precisão de décimos de milímetro.
Paquímetro digital, dotado de visor de cristal líquido.
Por serem de uso mais simples e oferecerem uma precisão maior, normalmente os paquímetros digitais têm preferência quando são efetuadas mensurações que admitem erros da ordem de grandeza de 1 x 10-5 m.
Microscópios de mensuração
Quando são necessárias medidas lineares mais precisas (da ordem de grandeza de 1 x 10-6 m), podemos utilizar microscópios de mensuração. Estes aparelhos são dotados de marcadores impressos na lente ocular que permitem a marcação entre os pontos inicial e final da estrutura de interesse. Através do deslocamento da platina pelos charriots, é possível quantificar a distância linear entre dois pontos pré-determinados.
Abaixo encontram-se dois exemplos de microscópios de mensuração, um deles analógico e outro digital.
Microscópio de mensuração analógico, monocular.
Microscópio de mensuração digital, binocular.
Lupas estereoscópicas
As lupas estereoscópicas não são instrumentos de mensuração per se, porém as imagens obtidas com estes instrumentos podem ser utilizadas com softwares de análise, fornecendo dados precisos de medidas lineares e área.
Softwares
Com o advento e a popularização dos sistemas de aquisição digital de imagens, os softwares de análise ganharam destaque pela facilidade de uso e precisão dos dados obtidos. Entretanto, a calibração das medidas deve ser realizada com bastante cautela, pois uma informação fornecida erroneamente ao programa pode comprometer todas as mensurações.
Existem atualmente muitos programas capazes de realizar tais mensurações. Entretanto, um deles ganha destaque pela facilidade de uso e pelo fato de ser gratuito. O ImageTool, desenvolvido pela University of Texas Health Science Center at San Antonio, pode ser encontrado aqui. Seu download é gratuito, a documentação existente é vasta e o manual de instruções bastante completo.
Medidas lineares
Um metro equivale à distância linear percorrida pela luz no vácuo, durante um intervalo de 1/299.792.458 segundo.
Nome e símbolo
As unidades do Sistema Internacional podem ser escritas por seus nomes, sempre em letra minúscula, ou representadas por meio de símbolos, também em letra minúscula.
Ao pronunciar o nome das unidades, o acento tônico recai sobre a unidade e não sobre o prefixo.
exemplos
micrometro, hectolitro, milisegundo, centigrama
exceções
quilômetro, hectômetro, decâmetro, decímetro, centímetro e milímetro
Símbolo não é abreviatura, é um sinal convencional e invariável utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura das unidades do Sistema Internacional. Por isso mesmo não é seguido de ponto, tampouco admite plural.
Toda vez que você se refere a um valor ligado a uma unidade de medir, significa que, de algum modo, você realizou uma medição. O que você expressa é, portanto, o resultado da medição, que apresenta as seguintes características básicas:
Prefixos
As abreviações das unidades derivadas do metro estão expressas na Tabela 1, bem como a medida equivalente:
Nome
|
Smbolo
|
Fator de multiplicao da unidade
|
yotta
|
Y
| 1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 |
zetta
|
Z
| 1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000 |
exa
|
E
| 1018 = 1 000 000 000 000 000 000 |
peta
|
P
| 1015 = 1 000 000 000 000 000 |
tera
|
T
| 1012 = 1 000 000 000 000 |
giga
|
G
| 109 = 1 000 000 000 |
mega
|
M
| 106 = 1 000 000 |
quilo
|
k
| 10 = 1 000 |
hecto
|
h
| 10 = 100 |
deca
|
da
| 10 |
deci
|
d
| 10-1 = 0,1 |
centi
|
c
| 10-2 = 0,01 |
mili
|
m
| 10-3 = 0,001 |
micro
| 10-6 = 0,000 001 | |
nano
|
n
| 10-9 = 0,000 000 001 |
pico
|
p
| 10-12 = 0,000 000 000 001 |
femto
|
f
| 10-15 = 0,000 000 000 000 001 |
atto
|
a
| 10-18 = 0,000 000 000 000 000 001 |
zepto
|
z
| 10-21 = 0,000 000 000 000 000 000 001 |
yocto
|
y
| 10-24 = 0,000 000 000 000 000 000 000 001 |
Conversões
Embora atualmente não sejam usadas com muita freqüência, principalmente no meio científico, poderemos nos deparar com unidades expressas no Sistema Imperial. A Tabela 2 fornece dados para conversão entre os Sistemas Imperial e Internacional de Unidades.
Sistema Internacional
| Sistema Imperial |
1 mm
| = 0,03937 in (polegadas) |
1 cm
| = 0,3937 in (polegadas) |
1 m
| = 1,0936 yd (jardas) |
1 km
| = 0,6214 mile (milhas) |
Sistema Imperial
| Sistema Internacional |
1 in (polegada)
| 2,54 cm |
1 ft (pé)
| 0,3048 m |
1 yd (jarda)
| 0,9144 m |
1 mile (milha)
| 1,6093 km |
Medidas de área
As medidas de área são derivadas das medidas lineares, expressando uma grandeza bidimensional. A unidade-base para medida de área é derivada do metro, sendo denominada metro quadrado.
O metro quadrado tem como símbolo m2 e herda os prefixos e convenções adotadas para o metro. Para saber quais são estas convenções, veja o tópico "medidas lineares".
Conversões
Embora atualmente não sejam usadas com muita freqüência, principalmente no meio científico, poderemos nos deparar com unidades expressas no Sistema Imperial. A Tabela 3 fornece dados para conversão entre os Sistemas Imperial e Internacional de Unidades.
Sistema Internacional
| Sistema Internacional |
1 mm²
| = 0,00155 in² (polegadas quadradas) |
1 cm²
| = 0,1550 in² (polegadas quadradas) |
1 m²
| = 1,1960 yd² (jardas quadradas) |
1 km²
| = 0,3861 mile² (milhas) |
Sistema Imperial
| Sistema Internacional |
1 in² (polegada)
| = 6,4516 cm² |
1 in² (polegada)
| = 0,0929 m² |
1 yd² (jarda)
| = 0,8361 m² |
1 mile² (milha)
| = 2,59 km² |
Fonte: www.forp.usp.br
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