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UNIMAR-SISTEMINT
- 2. Definição AMetrologiaéaciênciaqueabrangetodososaspectosteóricosepráticosrelativosàs medições,qualquerquesejaaincertezaemqualquercampodaciênciaoutecnologia. AMetrologiaéaciênciadasmedições,abrangendotodososaspectosteóricoseprátic osqueasseguramaprecisãoexigidanoprocessoprodutivo,procurandogarantiraqualidaded eprodutoseserviçosatravésdacalibraçãodeinstrumentosdemedição,sejamelesanalógico soueletrônicos(digitais),edarealizaçãodeensaios,sendoabasefundamentalparaacompeti tividadedasempresas.Metrologiatambémdizrespeitoaoconhecimentodospesosemedida sedossistemasdeunidadesdetodosospovos,antigosemodernos.1 NessesentidoaMetrologiaCientíficaeIndustrialéumaferramentafundamentalnocre scimentoeinovaçãotecnológica,promovendoacompetitividadeecriandoumambientefavor ávelaodesenvolvimentocientíficoeindustrialemtodoequalquerpaís 2 . Da metrologia surge o SistemaInternacionaldeUnidades(siglaSI,dofrancêsSystèmeinternationald'unités)3 queé aformamodernadosistemamétricoeégeralmenteumsistemadeunidadesdemedidaconceb idoemtornodeseteunidadesbásicasedaconveniênciadonúmerodez.Éosistemamaisusad odomundodemedição,tantonocomérciotodososdiasenaciência.OSIforma umconjuntosistematizadoepadronizadodedefiniçõesparaunidadesdemedida,utilizadoe mquasetodoomundomoderno,quevisaauniformizarefacilitarasmediçõeseasrelaçõesinte rnacionaisdaídecorrentes. Oantigosistemamétricoincluíaváriosgruposdeunidades.OSIfoidesenvolvidoem19 60doantigosistemametro-quilograma-segundo,aoinvésdosistemacentímetro-grama- segundo,que,porsuavez,tevealgumasvariações.VistoqueoSInãoéestático,asunidadess ãocriadaseasdefiniçõessãomodificadaspormeiodeacordosinternacionaisentreasmuitas naçõesconformeatecnologiademediçãoavançaeaprecisãodasmediçõesaumenta. Osistematemsidoquaseuniversalmenteadotado.AstrêsprincipaisexceçõessãoaM yanmar,aLibériaeosEstadosUnidos.OReinoUnidoadotouoficialmenteoSistemaInternaci onaldeUnidades,masnãocomaintençãodesubstituirtotalmenteasmedidashabituais. Histórico A9ªConferênciaGeraldePesoseMedidas(CGPM1948,Resolução6,CR,64),encarr egouoComitêInternacionaldePesoseMedidas(CIPM)de: estudaroestabelecimentodeumaregulamentaçãocompletadasunidadesdemedid a; proceder,comesseintuito,auminquéritooficialsobreaopiniãodosmeioscientíficos,t écnicosepedagógicosdetodosospaíses; emitirrecomendaçõesatinentesaoestabelecimentodeumsistemapráticodeunidad esdemedidas,suscetíveldeseradotadoportodosospaísessignatáriosdaConvençã odoMetro. 1 Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Metrologia acesso em 01 de setembro de 2013. 2 Fonte: http://www.inmetro.gov.br/metcientifica/ acesso em 01 de setembro de 2013. 3 Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades acesso em 01 de setembro de 2013.
- 8. UNIDADEDEQUANTIDADEDEMATERIA(MOL) Desdeadescobertadasleisfundamentaisdaquímica,utilizaram- sediversasunidadesdenominadas,porexemplo,―átomograma‖ou―moléculagrama‖,parae specificarquantidadesdediversoselementosoucompostosquímicos.Estasunidadeseram estritamenteligadasaos―pesosatômicos‖ouaos―pesosmoleculares‖.Originalmenteos―pes osatômicos‖eramreferidosaoelementoquímicooxigênio(16porconvenção).Porém,enqua ntoosfísicosseparavamosisótoposnoespectrógrafodemassaeatribuíamovalor16aumdosi sótoposdeoxigênio,osquímicosatribuíamomesmovaloràmistura(levementevariável)dosi sótopos16,17e18,queparaelesconstituíaoelementooxigênionatural. UmacordoentreaUniãoInternacionaldeFísicaPuraeAplicada(UIPPA)eaUniãoInte rnacionaldeQuímicaPuraeAplicada(UICPA)resolveuestadualidadeem1959- 1960.Desdeestaépoca,físicosequímicosconcordamematribuirovalor12aoisótopo12doca rbono. Aescalaunificadaassimobtidadáosvaloresdas―massasatômicasrelativas‖.Faltava determinaramassaquecorrespondeàunidadedequantidadedecarbono12.Poracordointer nacional,estamassafoifixadaem0,012kg,edeu- seonomedemol(símbolomol)àunidadedagrandeza―quantidadedematéria‖. AderindoàpropostadaUIPPA,daUICPAedaISO,oCIPMdeuem1967,econfirmoue m1969,aseguintedefiniçãodomol,quefoifinalmenteadotadapela14ªCGPM(1971— Resolução3): 1º)Omoléaquantidadedematériadeumsistemacontendotantasentidadeselementa resquantosátomosexistemem0,012quilogramadecarbono12;seusímboloémol. 2º)Quandoseutilizaomol,asentidadeselementaresdevemserespecificadas,poden doserátomos,moléculas,íons,elétrons,assimcomooutraspartículas,ouagrupamentosesp ecificadosdetaispartículas. Em1980,oComitêInternacionalaprovouorelatóriodoCCU(1980),quedeterminava: Nestadefinição,entende- sequesefazreferênciaaosátomosdecarbono12livres,emrepousoenoseuestadofundamen tal. UNIDADESDEINTENSIDADELUMINOSA(CANDELA) As unidades de intensidade luminosa baseadas em padrões de chama ou filamento incandescente, que eram usadas em diversos países, foram substituídas em 1948 pela ―vela nova‖, que correspondia à luminância do emissor de radiação Planck (corpo negro) à temperatura de solidificação da platina. Esta decisão preparada pela Comissão Internacional de Iluminação e pelo CIPM, desde antes de 1937, foi tomada pelo Comitê Internacional em sua sessão de 1946. A 9ª CGPM (1948) ratificou a decisão do Comitê e adotou novo nome internacional, candela (símbolo cd), para designar a unidade de intensidade luminosa. Em 1967, a 13ª CGPM modificou a definição de 1946. Em virtude das dificuldades experimentais da realização do irradiador de Planck a temperaturas elevadas e das novas possibilidades oferecidas pela radiometria, isto é, a medida de potência dos raios ópticos, a 16ª CGPM adotou em 1979 a nova definição:
- 9. ―A candela é a intensidade luminosa, numa dada direção de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 x 1012 hertz e cuja intensidade energética nessa direção é 1/683 watt por esterradiano.‖ TABELA REFERENTE AS GRANDEZAS BASICAS UNIDADES DE MEDIDA OU SISTEMAS DE MEDIDA Para podermos comparar um valor com outro, utilizamos uma grandeza predefinida como referência, grandeza esta chamada de unidade padrão. As unidades de medida padrão que nós brasileiros utilizamos com maior frequência são o grama, o litro e o metro, assim como o metro quadrado e o metro cúbico. Além destas também fazemos uso de outras unidades de medida para realizarmos, por exemplo a medição de tempo, de temperatura ou de ângulo. Dependendo da unidade de medida que estamos utilizando, a unidade em si ou é muito grande ou muito pequena, neste caso então utilizamos os seus múltiplos ou submúltiplos. O grama geralmente é uma unidade muito pequena para o uso cotidiano, por isto em geral utilizamos o quilograma, assim como em geral utilizamos o mililitro ao invés da própria unidade litro, quando o assunto é bebidas por exemplo. MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS Os múltiplos e submúltiplos mais frequentemente utilizados estão expostos na tabela a seguir: Tabela de Múltiplos e Submúltiplos mais Utilizados das Unidades de Medida Múltiplos Submúltiplos múltiplo sigla relação com a unidade submúltiplo sigla relação com a unidade quilo k mil vezes a unidade deci d décima parte da unidade hecto h cem vezes a unidade centi c centésima parte da unidade
- 10. deca da dez vezes a unidade mili m milésima parte da unidade Tabela Completa de Múltiplos e Submúltiplos das Unidades de Medida Múltiplos Submúltiplos múltiplo sigla fator multiplicador submúltiplo sigla fator multiplicador yotta y 1 000 000 000 000 000 000 000 000 deci d 0,01 zetta Z 1 000 000 000 000 000 000 000 centi c 0,01 exa E 1 000 000 000 000 000 000 mili m 0,001 peta P 1 000 000 000 000 000 micro µ 0,000 001 tera T 1 000 000 000 000 nano n 0,000 000 001 giga G 1 000 000 000 pico p 0,000 000 000 001 mega M 1 000 000 femto f 0,000 000 000 000 001 quilo k 1 000 atto a 0,000 000 000 000 000 001 hecto h 100 zepto z 0,000 000 000 000 000 000 001 deca da 10 yocto y 0,000 000 000 000 000 000 000 001 UTILIZAÇÃO DAS UNIDADES DE MEDIDA Quando estamos interessados em saber a quantidade de líquido que cabe em um recipiente, na verdade estamos interessados em saber a sua capacidade. O volume interno de um recipiente é chamado de capacidade. A unidade de medida utilizada na medição de capacidades é o litro. Se estivéssemos interessados em saber o volume do recipiente em si, a unidade de medida utilizada nesta medição seria o metro cúbico. Para ladrilharmos um cômodo de uma casa, é necessário que saibamos a área deste cômodo. Áreas são medidas em metros quadrados. Para sabermos o comprimento de uma corda, é necessário que a meçamos. Nesta medição a unidade de medida utilizada será o metro ou metro linear. Se você for fazer uma saborosa torta de chocolate, precisará comprar cacau e o mesmo será pesado para medirmos a massa desejada. A unidade de medida de massa é o grama. Veja a tabela a seguir na qual agrupamos estas principais unidades de medida, seus múltiplos e submúltiplos doSistema Métrico Decimal, segundo o Sistema Internacional de Unidades - SI:
- 11. Subconjunto de Unidades de Medida do Sistema Métrico Decimal Medida de Grandeza Fator Múltiplos Unidade Submúltiplos Capacidade Litro 10 kl hl dal l dl cl ml Volume Metro Cúbico 1000 km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 Área Metro Quadrado 100 km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 Comprimento Metro 10 km hm dam m dm cm mm Massa Grama 10 kg hg dag g dg cg mg Observe que as setas que apontam para a direita indicam uma multiplicação pelo fator multiplicador (10, 100 ou 1000 dependendo da unidade de medida), assim como as setas que apontam para a esquerda indicam uma divisão também pelo fator. A conversão de uma unidade para outra unidade dentro da mesma grandeza é realizada multiplicando-se ou dividindo-se o seu valor pelo fator de conversão, dependendo da unidade original estar à esquerda ou à direita da unidade a que se pretende chegar, tantas vezes quantos forem o número de níveis de uma unidade a outra. SISTEMAS DE UNIDADES DE MEDIDAS Pressão A pressão é uma grandeza física, não vetorial, que relaciona a força exercida sobre uma dada superfície e a área dessa superfície, de acordo com a fórmula: S F P Onde: P = pressão F = força S = área
- 12. Podemos perceber pela equação, que para uma dada força, quanto menor a área, maior a pressão. Temperatura É a relação da capacidade que um corpo tem de transmitir ou receber calor, está relacionada também com o estado de agitação das partículas que formam o corpo. O termômetro é o aparelho usado para determinar os valores de temperatura. A graduação do termômetro permite visualizar a variação de temperatura, essa graduação é denominada escala termométrica do aparelho. A escala de graduação mais usada é a escala Celsius. Para elaborar esta escala foi preciso dois pontos de referência: a ebulição da água e seu congelamento ao nível do mar, que corresponde a 100°C e 0° C, respectivamente. A escala Kelvin é recomendada pelo Sistema Internacional e conhecida como escala absoluta, mas não é muito usada em trabalhos científicos. Vazão É o volume de determinado fluido que passa por uma determinada seção de um conduto livre ou forçado, por uma unidade de tempo. Ou seja, vazão é a rapidez com a qual um volume escoa. Vazão corresponde à taxa de escoamento, ou seja, quantidade de material transportado através de uma tubulação, por unidade de tempo. Um conduto livre pode ser um canal, um rio ou uma tubulação. Um conduto forçado pode ser uma tubulação com pressão positiva ou negativa. Assim, pode-se escrever a vazão como: Com a área a em m² e a velocidade de escoamento v em m/s, vazão é dada em m³/s. ATUALIDADES Já se fala em metrologia quântica, como um fator limitante fundamental de precisão como no artigo publicado no site http://biblioinfonews.blogspot.com.br/2011/04/metrologia-quantica-estima-limite.html, acessado em 01/09/2013. Fala-se ainda em metrologia de precisão em inovações tecnológicas a fim de ser utilizada como sensores de precisão como no sitehttp://www.renishaw.com.br/pt/apalpadores-software-e-retrofits-atualizacoes-para- mmcs--6329.
- 13. Ainda, fala-se em calibração a laser sendo esta uma outra modalidade de aplicação da metrologia de precisão, como no site http://www.renishaw.com.br/pt/calibracao-laser-e-ballbar-telescopico--6330 BIBLIOGRAFIA Sites da internet http://pt.wikipedia.org/wiki/Metrologia acesso em 01 de setembro de 2013. http://www.inmetro.gov.br/metcientifica/ acesso em 01 de setembro de 2013. http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades acesso em 01 de setembro de 2013. Livros INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades -SI. 8. ed.(revisada) Rio de Janeiro, 2007. a