Unidades de medida: O que irá mudar com a redefinição?

14 Aug 2018

Em novembro de 2018, a Metrologia deverá dar um passo histórico com a formalização, durante a 26ª reunião da Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), da decisão que tornará efetivas as definições revisadas do quilograma, ampere, kelvin e mol (quatro das sete unidades de medida em que se baseia o Sistema Internacional de Unidades – SI). O que há de inovador nisso? As redefinições serão baseadas em constantes físicas, estáveis e imutáveis (de acordo com as teorias científicas atuais): os novos métodos de medição usam fenômenos quânticos (por exemplo, a carga do elétron) e fenômenos relativísticos (como a velocidade da luz no vácuo) como base para padrões de medidas fundamentais.

 

Chegará ao fim, por exemplo, a era da definição do quilograma baseada no protótipo de platina-irídio guardado a sete chaves na sede do Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), na França: com a mudança, a unidade de massa do SI passará a ser definida nos termos da constante de Planck, assegurando estabilidade de longo prazo.

Uma vez formalizadas, as redefinições deverão entrar em vigor em 20 de maio de 2019, data em que se comemora o Dia Mundial da Metrologia.

 

 

 

 

Na celebração deste ano, a redefinição é o tema central da campanha liderada mundialmente pelo BIPM e pela Organização Internacional de Metrologia Legal (OIML), que traz o mote “Sistema Internacional de Unidades: em constante evolução” e pretende demonstrar como a chamada ciência das medições está em permanente aprimoramento e desempenha papel central na inovação e nas descobertas científicas, na indústria, no comércio internacional, na melhoria da qualidade de vida e na proteção do meio ambiente.

 

No Brasil, o Inmetro é o Instituto Nacional de Metrologia responsável pela disseminação das unidades do SI e, portanto, das mudanças previstas. "Com a redefinição das unidades, teremos as medidas que a Metrologia sempre buscou: universais (harmonizadas no mundo inteiro), justas (iguais para todos) e perenes (baseadas em constantes fundamentais, imutáveis)”, afirma o diretor de Metrologia Científica e Tecnologia do Inmetro, Humberto Brandi.

Assim como nas outras vezes em que o SI foi revisado, todo cuidado tem sido tomado para que não haja impacto perceptível na vida cotidiana e que as medições feitas com definições anteriores continuem válidas, considerando suas incertezas.

 

Poucos usuários fora do ambiente dos laboratórios dos Institutos Nacionais de Metrologia (INMs, órgãos congêneres ao Inmetro espalhados pelo mundo) perceberão as mudanças. No dia a dia do cidadão-consumidor, por exemplo, esses efeitos não devem ser notados. A novidade poderá, porém, trazer transformações para a ciência e a indústria que use tecnologia de ponta, como, por exemplo, em medições de caracterização física e química de nanomateriais.

 

 

 

Na prática, o que muda?

 

Quilograma: será definido nos termos da constante de Planck, assegurando estabilidade de longo prazo à unidade de massa do SI (a definição deixará de ser baseada no protótipo de platina-irídio). Sua realização poderá ser realizada por qualquer método viável (exemplos: balança de Kibble - watt - ou o método da determinação da constante de Avogadro, por meio da estimativa do número de átomos em uma esfera de silício). Na prática, os usuários poderão obter rastreabilidade ao SI valendo-se das mesmas fontes atuais (BIPM, INMs e laboratórios acreditados). Comparações internacionais vão assegurar sua consistência. O valor da constante de Planck será fixado para assegurar que não haja mudanças no quilograma. As incertezas oferecidas pelos INMs a seus clientes de calibração não serão afetadas.

Ampere (e outras unidades elétricas): o ampere será definido a partir da carga do elétron e sua redefinição não afetará a grande maioria dos usuários de medições. O volt e o ohm serão definidos a partir da carga do elétron e da constante de Planck; o volt vai mudar cerca de 0,1 parte por milhão e o ohm mudará ainda menos. Profissionais que trabalhem nos níveis mais altos de exatidão precisarão atualizar os valores de seus padrões ou reavaliar sua incerteza padrão.

Kelvin: sua redefinição será nos termos da constante de Boltzmann e não terá efeito imediato na medição prática de temperatura ou na rastreabilidade dessas medições e, para a maioria dos usuários, passará despercebida. A redefinição assenta as bases para futuros aprimoramentos na medição. Uma definição livre de materialização e de limitações tecnológicas permite o desenvolvimento de novas técnicas, aperfeiçoadas, para tornar as medições rastreáveis ao SI, especialmente em temperaturas extremas.

Mol: será redefinido respeitando uma quantidade específica de entidades (tipicamente átomos ou moléculas) e não dependerá mais da unidade de massa, o quilograma. A rastreabilidade continuará podendo ser estabelecida por meio das técnicas já existentes, incluindo o uso de medição de massa juntamente com tabelas de pesos atômicos e a constante de massa molar (que continuará sendo 1 g/mol). Os pesos atômicos não serão afetadas pela mudança. A variação na incerteza será tão pequena que não vai requerer nenhuma mudança nas medições.

 

 

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