O que são padrões metrológicos (1)

NBR 5101: procedimento para a iluminação pública

A iluminação pública tem como principal objetivo proporcionar visibilidade para a segurança do tráfego de veículos e pedestres de forma rápida, precisa e confortável. Os projetos de iluminação pública devem atender aos requisitos específicos do usuário, provendo benefícios econômicos e sociais para os cidadãos, incluindo a redução de acidentes noturnos; melhoria das condições de vida, principalmente nas comunidades carentes; auxílio à proteção policial, com ênfase na segurança dos indivíduos e propriedades; facilidade do fluxo do tráfego; destaque nos edifícios e obras públicas durante a noite; e eficiência energética.

Medir é uma atividade bastante corriqueira na sociedade atual. Ao olhar no relógio, por exemplo, a pessoa vê no mostrador o resultado de uma medição de tempo. Ao tomar um táxi, comprar um quilograma de carne no açougue ou abastecer o carro no posto de gasolina, as pessoas presenciam medições. Mas o que é uma medição? Existe uma imensa variedade de coisas diferentes que podem ser medidas sob vários aspectos. Imagine uma lata, dessas que são usadas para refrigerante. Pode-se medir a sua altura, pode-se medir quanto ela pesa e pode medir quanto líqüido ela pode comportar. Cada um desses aspectos (comprimento, massa, volume) implica numa grandeza física diferente. Medir é comparar uma grandeza com uma outra, de mesma natureza, tomada como padrão. Medição é, portanto, o conjunto de operações que tem por objetivo determinar o valor de uma grandeza. O que se percebe é que o conceito de grandeza é fundamental para se efetuar qualquer medição. Grandeza pode ser definida, resumidamente, como sendo o atributo físico de um corpo que pode ser qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado. Por exemplo, a altura de uma lata de refrigerante é um dos atributos desse corpo, definido pela grandeza comprimento, que é qualitativamente distinto de outros atributos (diferente de massa, por exemplo) e quantitativamente determinável (pode ser expresso por um número).

Dessa forma, quando um sistema de medição é calibrado, ele é comparado com algum padrão cujo valor é presumivelmente conhecido. Esse padrão pode ser outro instrumento, um objeto tendo um atributo físico bem conhecido a ser usado como comparação, uma solução com propriedade química bem conhecida ou uma técnica conhecida e bem aceita para produzir um valor confiável. Um padrão é a base de todas as medições, em um laboratório ou oficina, em uma indústria, em um país e no mundo. Uma dimensão (em um sentido mais amplo) define uma variável física que é usada para descrever algum aspecto de um sistema físico. O valor fundamental associado com qualquer dimensão é dada por uma unidade. Uma unidade define uma medida de uma dimensão. Por exemplo, massa, comprimento e tempo descrevem dimensões básicas, com as quais são associadas as unidades de quilograma, metro e segundo. Um padrão primário define o valor de uma unidade, fornecendo os meios para descrever a unidade com um único número que pode entendido por todos e em todo lugar.

Assim, o padrão primário atribui um único valor a uma unidade por definição. Ele deve definir a unidade exatamente. Os padrões primários são necessários porque o valor atribuído a uma umidade é arbitrário. Se um metro é o comprimento do braço do rei ou a distância que a luz percorre em uma fração de segundo depende somente de como alguém quis defini-lo. Para evitar confusão, as unidades são definidas por acordo internacional através do uso de padrões primários. Depois de consensado, o padrão primário forma a definição exata da unidade até que ela seja mudada por algum outro acordo posterior, que tenha vantagens sobre a definição anterior. As principais características procuradas em um padrão são: disponibilidade global, confiabilidade continuada, estabilidade temporal e espacial com mínima sensibilidade às fontes externas do ambiente.

No Brasil, os padrões primários (referência) e secundários (transferência) são mantidos no Inmetro. Periodicamente, ele também calibra seus próprios padrões de transferência. A medição requer a definição de unidades, estabelecimento de padrões de medição, formação de escalas e comparação de quantidades medidas com as escalas. O padrão fornece a ordem de comparação e a base de toda calibração. Foram estabelecidos os conceitos de padrão material e de receita. Padrão físico ou material é baseado em uma entidade física, como uma quantidade de metal ou um comprimento de uma barra de metal. O padrão material é físico e deve ser armazenado em condições de temperatura, pressão e umidade especificas e ser rastreado periodicamente. Exemplo de padrão físico é quilograma físico, padrão de massa no SI, que consiste em um cilindro de platina irídio, com 39 mm de altura e de diâmetro e que engordou, passando para 1,000 030 kg. Esse padrão está preservado e guardado em Sevres, França e uma réplica dele está guardada no Inmetro, em Xerém (RJ).

O padrão de receita pode ser reproduzido em qualquer laboratório do mundo, baseando-se em fenômenos físicos, procedimentos e métodos específicos. O padrão de receita substitui o padrão físico por causa da maior facilidade de reprodução e de disponibilidade. Antes de 1960 a unidade de comprimento era um padrão físico, consistindo de uma barra de Pt-Ir guardada em Sevres. Em 1960, a unidade de comprimento foi redefinida em termos de padrão de receita óptico, como sendo equivalente a 1 650 763,73 vezes o comprimento de onda da luz laranja vermelha de uma lâmpada de Kr86. Em 1983, o metro foi redefinido em função do trajeto percorrido por uma onda eletromagnética plana, no vácuo, durante 1/299 792 458 de segundo.n Atualmente, a única unidade definida como padrão material é o quilograma. Todas as outras unidades são fixadas por meio de definições de receitas. O tempo foi a última unidade a ser substituída, tendo sido domínio dos astrônomos por milhares de anos.

O valor conhecido da entrada para um sistema de medição durante uma calibração é o padrão na qual a calibração se baseia. Obviamente, o padrão primário real pode ser impraticável como padrão para usar em uma calibração normal. Mas, eles servem como referência por causa da exatidão. Não é razoável viajar para Sevres, na França, para calibrar uma balança analítica de laboratório que necessita de um peso padrão. E chegando na França, o acesso ao quilograma padrão nem seria permitido. Assim, por razões práticas, existe uma hierarquia de padrões secundários que tentam duplicar os padrões primários. O padrão primário é usado como referência para o padrão secundário, que é usado como transferência. O padrão secundário é uma aproximação razoável do primário e pode ser mais facilmente acessível para calibrações. Porém, deve haver um valor de incerteza razoável no uso de padrões que são réplicas dos padrões primários. No topo da pirâmide de hierarquia, logo abaixo do padrão primário, estão os padrões primários mantidos pelos laboratórios nacionais através do mundo. No Brasil, o Inmetro mantém os padrões primários e secundários e os procedimentos padrão recomendados para a calibração dos sistemas de medição. Cada nível de hierarquia é derivado por calibração contra o padrão do nível anterior mais alto. Quando se move para baixo da pirâmide, passa-se do padrão primário (referência), para o secundário (transferência), para o local e para o padrão de trabalho, sempre com um grau de precisão menor ou com maior incerteza.

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