Horóscopo Metrológico – Libra

23 de setembro de 2016 by

libra-newLibra – 24 de setembro à 23 de outubro

Libra, do elemento Ar, caracteriza-se pelo EQUILÍBRIO. Representa a ponderação, a comparação e o próprio processo de medir. Representa também a justa medida e, por extensão, a aplicação da justiça. No horóscopo metrológico o signo de Libra está associado à grandeza Massa, cuja unidade SI é o Quilograma, símbolo kg, definido como a “Massa do protótipo internacional do quilograma “. Essa definição está prestes a ser substituída por um conceito fundamental da física baseado na constante de Planck. Libra também é associada à proteção ao cidadão nas suas relações de consumo.

A alavanca, máquina primordial presente na balança e em inúmeras ferramentas, representa bem o caráter de Libra.

 

Medindo a Camada de Ozônio

14 de setembro de 2016 by

ozonioarteA camada de ozônio, ou ozonosfera, é uma região da estratosfera que concentra uma elevada quantidade desse gás. Diferentemente do oxigênio molecular, que tem dois átomos, o ozônio possui três átomos de oxigênio. Mas atenção! A figura acima é apenas uma brincadeira com a palavra e não representa a geometria da molécula de ozônio. Veja só:

ozonio-estruturaMesmo que as letras “Z” e “N” pudessem representar ligações químicas, a letra “I” ficaria sobrando, isso porque na molécula de ozônio o átomo central se liga a dois outros átomos por ligações covalentes dativas (coordenadas), como na figura à direita.

ozono-estruturaAgora, veja que coisa curiosa e provavelmente única: Em Portugal, onde OZÔNIO se diz OZONO, sem o fonema “i”, e onde, por consequência, não se usa a letra “i” para escrever a palavra, ela pode ser manipulada para assumir a mesma forma da geometria da molécula de “ozono”, como na figura à esquerda.

A ozonosfera é importante pois funciona como um escudo que bloqueia grande parte da radiação solar nociva à vida, principalmente a radiação ultra violeta, ou raios UV. No final da década de 1970 descobriu-se que a concentração de ozônio havia diminuído bastante sobre a região Antártica. O fenômeno foi batizado de “buraco de ozônio”. Desde então os cientistas têm observado variações na quantidade desse gás.

aerossol

Na época, apontou-se como causa do fenômeno o uso de compostos de cloro como os clorofluorcarbonos (CFCs). Esses gases, usados em refrigeração (geladeiras, ares-condicionados) e nos aerossóis liberam cloro, que destrói as moléculas de ozônio na estratosfera. Isso fez com que a ONU patrocinasse a redução do uso dessas substâncias. Assim, em 16 de setembro de 1987 foi firmado o Protocolo de Montreal. Os países que aderiram a esse protocolo comprometeram-se a interromper a produção e a comercialização dos principais CFCs. Veja, a seguir, onde fica a camada de ozônio.

ozonosfera No gráfico acima vemos a correlação entre quatro grandezas físicas que quantificam diferentes aspectos da camada de ozônio: À direita e à esquerda temos duas grandezas cujos valores diminuem com a altitude: A pressão atmosférica em quilopascal, e a densidade do ar, dada em gramas por metro cúbico. A linha vinho indica a correlação entre a altitude, em quilômetros, e a temperatura média do ar, em kelvins. Observe que temperatura do ar diminui à medida que se aproxima do limite superior da troposfera, e fica constante na tropopausa, entre os 12 km e os 20 km de altitude. No limite superior da tropopausa começa a camada de ozônio. Acima dos 20 km a temperatura do ar volta a esquentar até atingir a estratopausa, em torno dos 50 km de altitude, onde permanece constante até a mesosfera, tornando então a esfriar.

A ozonosfera concentra cerca de 90% de todo o ozônio atmosférico, tem uma espessura de cerca de 10 km e está localizada entre os 15 km e os 35 km de altitude, dentro da estratosfera (no gráfico, a área com listras brancas).

Espectrofotômetro Dobson

Espectrofotômetro Dobson

A quantidade de ozônio na atmosfera é medida por instrumentos no solo ou embarcados em balões, aviões e satélites. Algumas medições são feitas pela análise do ar seco em um detector de ozônio. Outras são baseadas na capacidade única do ozônio de absorver a luz na atmosfera. É o caso do espectrofotômetro Dobson, que mede a intensidade da luz solar em dois comprimentos de onda na faixa ultravioleta, uma fortemente absorvida pelo ozônio e outra fracamente absorvida. A diferença na intensidade de luz desses dois comprimentos de onda é utilizada para medir o ozônio total acima da localização do instrumento.

É preciso dizer que não há consenso, nem mesmo entre os cientistas, de que o CFC seja o causador do “buraco de ozônio”. Há quem defenda que a flutuação na concentração de ozônio na ozonosfera se deve a causas naturais. De todo modo, para que seja possível defender uma ou outra tese acerca desse fenômeno é fundamental medi-lo, e  para isso existe a metrologia.

 

Horóscopo Metrológico – Virgem

9 de setembro de 2016 by

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 Virgem – 24 de agosto à  23 de setembro

Virgem, do elemento Terra, caracteriza-se pela PRATICIDADE. Sua meticulosidade e perfeccionismo lhe conferem habilidade para organizar e quantificar os elementos que compõem a matéria. No horóscopo metrológico o signo está associado à grandeza Quantidade de Matéria, cuja unidade SI é o Mol, símbolo mol, definido como “Quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono 12”. O signo de Virgem também está associado a todos os aspectos que envolvem Qualidade e Avaliação da Conformidade.
O tear, antiga máquina de tecer que mais tarde deu origem aos computadores, representa bem a caráter de Virgem.

Olimpíada se faz com esporte e metrologia!

2 de agosto de 2016 by

arosolimpicos

Pela primeira vez na história, os jogos olímpicos e paraolímpicos estão sendo realizados no Brasil (o termo oficial é “paralímpico”, mas vamos evitá-lo por amor à etimologia). Você, provavelmente, já sabe tudo sobre Olimpíadas: Sabe que os jogos começaram na Grécia antiga, foram interrompidos ainda na antiguidade e retomados apenas no século XIX pelo Barão de Coubertin… Por isso não vamos abordar essa longa história aqui. Vamos falar de metrologia…

Nesta olimpíada são 42 modalidades olímpicas e 19 paraolímpicas! É competição que não acaba mais! Pense no número de regras que cada modalidade tem, e na incrível quantidade dessas regras que estabelecem medidas. Pense nas dimensões dos campos, das quadras, dos ringues, dos tatames, das piscinas, das pistas… E também nas especificações das redes, dos obstáculos, das balizas, dos dardos, dos discos, das bolas, das varas, das canoas, das velas… Pense nas regras que envolvem tempo, velocidade, altura, comprimento, peso, temperatura, volume, profundidade, força, pressão e até nos parâmetros biométricos dos atletas… Tudo isso aliado a um arsenal de instrumentos para realizar todas essas medições: Metros, trenas, cronômetros, paquímetros, manômetros, balanças de vários tipos, esfigmomanômetros, dinamômetros, termômetros… Ufa! É muita medição!

Na verdade, parece que não há competição sem medição! O Barão de Coubertin defendia que em uma competição não importava vencer, mas sim competir. Hoje, entretanto, vencer tornou-se fundamental, e o que separa a vitória da derrota, o primeiro do segundo lugar é, na maioria das vezes, a precisão das medições. Então, com todo respeito ao lema do famoso Barão, podemos atualizá-lo afirmando: Numa competição, o importante é medir!

Se você ainda não está por dentro de tudo sobre as Olimpíadas, acesse os sites:

COB – Comitê Olímpico do Brasil

Brasil 2016 – Portal Oficial do Governo Federal

 

Medições fabulosas: O Vulcão e a Geleira.

28 de julho de 2016 by
vulcaoegeleira

A imagem acima (e também o texto) foi inspirada nas magníficas paisagens da Islândia.

Era uma vez, em uma distante ilha do Mar da Noruega, um vulcão que começava a se formar. Com um longo rugido entrecortado por soluços, a fenda que lhe dera origem expulsou cinzas e fumaça espessa aos borbotões, seguidas por um derrame de lava pastosa que abriu caminho lentamente pelo gelo. Esse foi o primeiro contato do novo vulcão com a geleira que o envolvia. Sim, lá estava ela, um gigantesco glaciar compacto e ancestral, que há milênios ocupava o sul da ilha.
Passaram-se alguns anos de mútua indiferença. Nem a geleira, nem o vulcão tomaram conhecimento um do outro. Finalmente, após um período particularmente ruidoso em que o vulcão erguera o seu cone acima das elevações mais próximas, a geleira condescendeu em notá-lo.
– Você acordou? – Perguntou a geleira – Em tom quase afetuoso.
– Acordei você? – Devolveu a pergunta o jovem e impetuoso vulcão .
– Eu nunca durmo – respondeu a geleira. Embora não pareça, estou sempre em movimento. Isso de dormir é com os vulcões. Vocês dormem muito…
– Pois eu acabei de surgir das entranhas da mãe Terra, e tenho energia e calor de sobra para permanecer acordado e até para transformar você num lago fumegante.
– Calor? – Riu a geleira – Não conheço essa palavra.
– Mas deveria! O gelo frágil de que você é feita não resiste a meros dois ou três graus acima de zero. Você não teme o imenso calor do magma?
– Você está enganado, meu amigo! Começo a derreter quando a temperatura ultrapassa 273,15 K.
– Não sei nada de 273,15 K. Que diabo de temperatura é essa?
– Temperatura termodinâmica. Kelvin, meu caro, falo da escala kelvin!
– Quer dizer que 273,15 graus kelvin correspondem a zero graus Celsius?
– Não se fala em graus kelvin! A escala kelvin é absoluta, seu ponto zero é o zero absoluto, a menor temperatura que um corpo pode atingir no universo, portanto não é dada em graus. O grau é usado apenas para escalas comparativas como o Celsius, ou no arcaico e ultrapassado Fahrenheit.
– Mas 273 K equivalem ou não a zero graus Celsius?
– Sim, equivalem. E a conversão de grau Celsius para a escala kelvin é muito fácil, basta somar 273,15. Se você quiser pode arredondar para 273. Mas não me pergunte a equivalência entre eles e o tosco Fahrenheit. Recuso-me a responder.
– Que seja! De qualquer modo o seu gelo irá sublimar quando eu lançar sobre ele toneladas de lava ardente a mais 1.000 °C ou, como você prefere, a mais de 1.273 K. Posso transformar você num prato de sopa…
– Ora, ora! Mas que sujeito enfezado! – Zombou a geleira. – Você fala de maneira tão absoluta que deveria adotar o kelvin em lugar do Celsius. Você precisa aprender a comparar e a relativizar as coisas!
– Relativizar? – Perguntou o vulcão, um tanto embaraçado.
– Sim! Veja bem: Você acabou de nascer, enquanto eu tenho quase três mil anos. Você atingiu há pouco os duzentos metros de altura, enquanto minha camada de gelo pode chegar a mil metros de espessura. Enfim, você derreteu à sua volta uma área cujo raio terá uns dez quilômetros, mas eu me estendo por mais de oito mil quilômetros quadrados… E para o seu governo, você não é o único vulcão por aqui. Há outros, bem mais antigos e mais sábios, e nenhum deles achou que poderia me derreter.
– Bem, bem – Gaguejou o vulcão – Eu não sabia de nada disso… Eu só estava brincando…
– Não se preocupe – Contemporizou a Geleira – Perdoo a sua juventude. Voltaremos a conversar quando você for mais velho, digamos, daqui a uns cem anos… Se você estiver acordado.
– Cem anos? Combinado! Voltamos a conversar daqui a cem anos se eu estiver acordado, e se o efeito estufa não tiver reduzido você a um pote de sorvete…

Moral da história: A geleira pode ter razão, mas a última palavra, parece, é mesmo do vulcão…

Metrologia e Etimologia: Massa.

18 de julho de 2016 by

 

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Etimologia é o estudo da origem das palavras e a sua evolução. Sim, as palavras evoluem de maneira semelhante ao modo como evoluem os seres vivos. Elas têm o seu sentido e a sua forma modificadas ao longo do tempo, adaptando-se ao ambiente cultural.

A metrologia, naturalmente, se vale de um grande número de palavras que evoluíram a partir de outras, cujo significado e forma originais eram diferentes. A série que este post inaugura pretende tratar, ainda que superficialmente, da origem dos termos metrológicos. Começamos por falar das palavras ligadas à grandeza “massa”, a começar pela própria:

Massa vem do latim massa, que significa massa mesmo, pasta, e vem do grego máza, “bolo de cevada”, que por sua vez vem de mássein, que significa “amassar, juntar, unir”. Massa, nós já sabemos, não é o mesmo que peso, pois este diz respeito à força com que uma massa é atraída pela gravidade. Na prática, entretanto, peso tem sido usado como sinônimo de massa.

A palavra peso vem do latim pensum, derivada do verbo pendere, que significa pender, estar pendurado. As antigas balanças de dois pratos ficavam penduradas para que as mercadorias fossem comparadas com pesos usados como padrão. Se você pensou que a palavra pensum tem a ver com pensamento, acertou! O ato de pensar é, justamente, o de comparar as coisas, avaliá-las como numa balança, cujo nome, aliás, vem de bi-lanx, que em latim significa, textualmente, dois pratos.

Outro nome latino para esse instrumento é libra. Assim, a palavra equilíbrio vem do latim aequilibrium, formada de aequi (igual) e librare (oscilar). Equilibrar significa oscilar como uma balança (libra) cujos pratos se equivalem, têm o mesmo peso. Libra também está na raiz de deliberar, que significa tomar uma decisão após avaliar, pensar.

Finalmente, em inglês libra é pound (Unidade de medir do Sistema Imperial que equivale a 0,4536 kg),  que por sua vez veio do Latim pondus, “peso”, de ponderare, “pesar”. Ponderar significa avaliar, pensar.  Como vimos, existe uma ligação íntima entre pesar e pensar. Pensando bem, para bem pensar é preciso pesar bem.

Horóscopo Metrológico – Leão

14 de julho de 2016 by

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Leão – 24 de julho à 23 de agosto

Leão, do elemento Fogo, tem como característica principal o PODER. E a própria encarnação do vigor e da pujança, e tem a potência e o senso de oportunidade para a conquista. No horóscopo metrológico Leão está associado à grandeza Potência, cuja unidade SI é o Watt, símbolo W, definido como “Potência desenvolvida quando se realiza, de maneira contínua e uniforme, o trabalho de 1 joule em 1 segundo”.

A máquina à vapor, e depois os motores elétricos e à combustão interna, representam bem o signo de Leão.

Dia do Metrologista! Viva!

24 de junho de 2016 by

planetas

Dia 26 de junho é o dia do Metrologista! Os  Metrologistas são os profissionais que trabalham com metrologia! Metrologia é uma ciência, a ciência das medições. Ciência é feita por cientistas. Cientistas fazem medições. Então, será que todos os cientistas são metrologistas? Um dos mais renomados e importantes cientistas de todos os tempos, Lord Kelvin, escreveu:

(“In physical science a first essential step in the direction of learning any subject is to find principles of numerical reckoning and practicable methods for measuring some quality connected with it. I often say that when you can measure what you are speaking about and express it in numbers you know something about it; but when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of a meagre and unsatisfactory kind: it may be the beginning of knowledge, but you have scarcely, in your thoughts, advanced to the stage of science, whatever the matter may be.”)

Desculpem, Lord Kelvin era irlandês e, portanto, falava e escrevia em inglês. Vejam a tradução abaixo:

“Na ciência física, um primeiro passo essencial no sentido de aprender um assunto é encontrar princípios de contagem numérica e métodos aplicáveis para medir alguma qualidade ligada a esse assunto. Costumo dizer que quando você pode medir aquilo sobre o que está falando e expressá-lo em números, você sabe algo sobre ele; mas quando você não consegue medi-lo, quando você não pode expressá-lo em números, o seu conhecimento é de um tipo frágil e insatisfatório: Ele pode ser o início do conhecimento, mas em seus pensamentos você pouco avançou para o estágio científico, seja qual for a questão.”

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Na Cosmologia ou na Mecânica Quântica, no mundo infinitamente grande dos astros ou incrivelmente pequeno dos átomos, existe um metrologista traduzindo em números as grandezas físicas envolvidas nesses universos do conhecimento. E se nem todo metrologista é um cientista, todos os  que fazem ciência (e mais uma infinidade de outras coisas) precisam lidar com metrologia. A maioria dos metrologistas do IPEM-SP trabalha com metrologia legal, mas muitos trabalham com metrologia científica e industrial, e com avaliação da conformidade. Todavia, não importa em que área atuemos, se nos laboratórios, na indústria, no comércio ou nos serviços. Importa que  somos, todos, metrologistas. Bom trabalho, colegas, e parabéns pelo seu dia!

Horóscopo Metrológico – Câncer

15 de junho de 2016 by

cancernvCâncer  – de 21 de junho à 23 de julho

Câncer, do elemento Água, tem na SENSIBILIDADE a sua principal característica, o que o leva a ser protetor e compassivo, e a suportar sobre si as dores alheias assim como suporta a imensa pressão das profundezas do oceano. No horóscopo metrológico Câncer está associado à grandeza Pressão, cuja unidade SI é o Pascal, símbolo Pa, definido como “Pressão exercida por uma força de 1 newton, uniformemente distribuída sobre uma superfície plana de 1m² de área, perpendicular à direção da força”.

A prensa, máquina utilizada desde a antiguidade para extrair azeite e que hoje tem inúmeras aplicações, representa bem o signo de câncer.

Medições fabulosas: A revolta dos prótons.

30 de maio de 2016 by

 

Era uma vez um próton pretensioso que vivia em um núcleo de Urânio 238.  Apesar de serem uns caras positivos, os prótons são irritadiços e vivem se estranhando, se repelindo. Para melhorar essa convivência é que os nêutrons, que são os primos tranquilões dos prótons, fazem os seus quarks circularem glúons, alegremente, entre o pessoal. Como o nome sugere, o glúon é uma espécie de cola social (mais ou menos como a cerveja entre nós) que mantém todo mundo junto.

Acontece que em um núcleo de urânio superpovoado o ambiente sempre fica pesado e instável. O próton, cada vez mais estressado, já não aguentava mais tanta gente se espremendo ali. Surtou!

– Preciso sair daqui! Sou um bárion! – Bradou o próton com a arrogância de um verdadeiro barão.  –  Quero viver num ambiente refinado, sofisticado, exclusivo!

Foi então que resolveu convidar um companheiro, cujas ideias e interesses eram semelhantes aos seus, para fugirem juntos daquela casa de loucos, digo, de hádrons.

– Olha, irmão – falou o próton – vamos levar dois nêutrons com a gente. Assim, se acontecer qualquer desentendimento entre nós, eles seguram a onda (no caso, a partícula…).

– Tudo bem – concordou o próton convidado – mas desconfio que se nós fugirmos, este núcleo nunca mais será o mesmo… E vai dar muito falatório!

– Não estou preocupado se vai dar falatório ou se vai dar Tório. Vamos partir! O universo quântico nos espera! – Falou o primeiro próton, que gostava de frases de efeito.

atomo

E assim fizeram. Convenceram dois nêutrons a encararem a aventura (nêutrons topam qualquer parada), deram ao grupo o nome de partícula alfa e caíram, digo, decaíram no mundo. Nem mesmo à força (nuclear forte) os quarks e glúons conseguiram evitar o princípio de desintegração daquele núcleo familiar, ou daquela família nuclear.

Mal se viu livre a partícula alfa começou a procurar por elétrons desgarrados. É que não dá para criar um átomo de respeito sem ter alguns desses léptons esvoaçando em volta do núcleo. Com a probabilidade a seu favor, logo acharam dois deles. Formaram, assim, um belo átomo de Hélio, estável e elegante, que de tão orgulhoso deixou de interagir com os átomos de outras substâncias… E os prótons finalmente viraram nobres e viveram felizes para sempre…

Mas a história não termina aqui. Em outros átomos de urânio, vizinhos àquele primeiro, o movimento se alastrou. Milhões de núcleos decaíram. Milhões de partículas alfa (o nome pegou) escaparam. Enquanto isso o primeiro núcleo de Urânio 238, que já virara Tório 234, sofreu mais um abalo: Outro próton, insatisfeito com a sua situação, em vez de fugir resolveu fazer terapia alquímica e se transmutar num nêutron, e no processo deixou escapar um pósitron e um neutrino! O caso ficou conhecido, nos meios radioativos, como a fuga da partícula β+ (beta mais).

Depois de mais esse escândalo o Tório 234 não conseguiu se manter. Decaiu para Protactínio 234. A crise, entretanto, só aumentava. Numa catastrófica sucessão de fugas de partículas alfa e partículas beta, o núcleo foi sofrendo seguidas transmutações: Tório 230, Rádio 226, Radônio 222 e assim por diante. Passou pelo Polônio, pelo Bismuto, pelo Tálio… Finalmente, exausto e empobrecido, o núcleo original acomodou-se como um modesto, porém estável, átomo de Chumbo 206. A transmutação, quem diria, não é maluquice de alquimista…

quarks

Nós, aqui do Almanaque, medimos alguns episódios desse dramático processo em becquerels (símbolo Bq), que é a unidade SI para expressar a “atividade de um material radioativo no qual se produz uma desintegração nuclear por segundo”. Também tomamos cuidado com a contaminação do ambiente e de nós mesmos, porque radiação é coisa perigosa. Para isso monitoramos a dose absorvida pelos objetos em grays (símbolo Gy) que equivale à “dose de radiação ionizante absorvida uniformemente por uma porção de matéria, à razão de 1 joule por quilograma de sua massa”. Além disso monitoramos a radiação absorvida por nós mesmos em sieverts (símbolo Sv) que é o “equivalente de dose de uma radiação igual a 1 joule por quilograma”. Mas não se preocupem, estamos todos bem!

Moral da história: Para o moral da história recorremos ao filósofo pré-socrático Heráclito de Éfeso, que dizia em bom e velho grego: Panta rei, panta corei! (tudo flui, nada persiste).