Archive for the ‘Metrologia’ Category

IPEM-SP inaugura o seu Labdata

25 de abril de 2017

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Você sabe o que é um labdata? Chama-se labdata o laboratório que pesquisa e desenvolve soluções em eletrônica, microeletrônica, rádio frequência, software, hardware e outras coisas do gênero que envolvem  a captação, transferência e processamento de dados por meio eletrônico e digital. E para quê o IPEM-SP precisa de um labdata? Muito simples, para fazer frente à crescente sofisticação das fraudes eletrônicas e digitais em instrumentos de medição.

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O labdata do IPEM-SP, ou mais propriamente, o Laboratório de Desenvolvimento de Tecnologias Antifraudes do IPEM-SP foi inaugurado oficialmente no dia 24 de abril deste ano, durante as comemorações dos 50 anos da Autarquia, e surgiu a partir da parceria entre o IPEM-SP e o Sindicom – Sindicato Nacional das Empresas Distribuidoras de Combustíveis e Lubrificantes.

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Desde a sua origem os pesquisadores do futuro labdata já vinham produzindo excelentes resultados, embora ainda com poucos recursos, na detecção de fraudes eletrônicas e digitais em bombas de abastecimento de combustível. O processo de detecção de fraudes desenvolvido pelo labdata consiste em um sistema integrado de emissão e recepção de sinais eletromagnéticos gerenciados por computador, que incorpora tecnologia inovadora e sofisticada.

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As pesquisas ganharam maior relevância com o aporte dos recursos tecnológicos necessários e com as fiscalizações sistemáticas em postos de combustível do programa “Operação Olhos de Lince”.

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A “Operação Olhos de Lince” teve início em maio de 2016. Apenas neste ano de 2017 a “Operação Olhos de Lince” fiscalizou mais de 2.000 (dois mil) postos de combustível e verificou mais de 24.000 (vinte e quatro mil) bombas de combustível, dentre as quais mais de 1.200 (mil e duzentas) estavam irregulares, muitas delas com fraudes eletrônicas e digitais que lesavam o consumidor.

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Apesar de usarmos as tirinhas de humor para tratar do assunto, a coisa é séria! Os responsáveis pelos postos de combustível irregulares são autuados, as bombas de combustível são interditadas e as multas são pesadas… A “Operação Olhos de Lince” não tem data prevista para terminar.

Medindo a Camada de Ozônio

14 de setembro de 2016

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.

 

Metrologia e Etimologia: Massa.

18 de julho de 2016

 

libra-etimologia

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.

Dia do Metrologista! Viva!

24 de junho de 2016

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.”

atomo

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!

Viva o Dia Mundial da Metrologia!

19 de maio de 2016

iconesmetrologicosNo dia 20 de maio do ano de 1875 (portanto há 141 anos!) foi assinada a Convenção do Metro! Nunca é demais repetir como foi importante para o comércio, para a indústria, para a agricultura, para a tecnologia, para a ciência e para a maioria das atividades humanas a criação do Sistema Métrico Decimal e a sua adoção como referência internacional em metrologia.

Hoje o Sistema Internacional de Unidades – SI, derivado do Sistema Métrico, é adotado pela quase totalidade dos países (exceto Mianmar, Libéria e Estados Unidos da América), o que tem facilitado imensamente o intercâmbio comercial, o desenvolvimento industrial e a pesquisa científica.

Aliás, em se tratando de ciência os Estados Unidos deixam de lado a sua incompreensível aversão ao SI e adotam de bom grado os seus conceitos e preceitos. A razão é simples: Não é possível fazer ciência de ponta utilizando um sistema de medidas medieval derivado do antigo Sistema de Medidas Britânico, o qual foi abandonado pelos próprios ingleses há quase duzentos anos! Sim, como bons europeus os ingleses utilizam o Sistema Internacional de Unidades!

 

IPEM-SP calibra “Compact Prover”

19 de outubro de 2015

 

compactprover

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Em setembro de 2015 o Departamento de Metrologia Científica e Industrial (DMCI) do IPEM-SP foi procurado pelo grupo Emerson Process Management (líder mundial em soluções para processos de medição industrial), para proceder à calibração de um instrumento de medição conhecido como “Compact Prover”, ou Provador de Deslocamento Mecânico Compacto. O “Prover” é um instrumento de alta precisão utilizado para calibrar os medidores de vazão que realizam a medição do volume do petróleo e seus derivados “em linha”, ou seja, enquanto esses produtos passam pela tubulação (oleoduto).

Navio-plataforma

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O equipamento estava embarcado no FPSO PEREGRINO, um gigantesco navio-plataforma petrolífero ancorado em alto mar, no campo Peregrino da Bacia de Campos – RJ. Além de ser altamente técnico, o trabalho é arriscado e sujeito às rígidas normas de segurança próprias desse tipo de embarcação, o que obrigou os nossos especialistas a passarem pelo Curso Básico de Segurança em Plataforma e até por treinamento de Escape de Aeronave Submersa, já que o acesso ao navio é feito por helicóptero.

O “Prover” consiste, basicamente, de um tubo de aço (“Flow Tube”), de um pistão (“Prover Piston”) e de sensores ópticos. Toda a sua concepção apresenta alta tecnologia agregada e exige extrema perícia técnica para ser calibrado. O IPEM-SP é o único órgão da Rede Brasileira de Metrologia Legal e Qualidade que tem sido chamado a executar esse tipo de calibração, essencial para a correção das quantidades de combustível transferidas por oleoduto.

Leia o relato e o relatório no site do IPEM-SP.

 

20 de maio: Dia Mundial da Metrologia

15 de maio de 2015

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Este ano o Dia Mundial da Metrologia  é comemorado sob o influxo do “Ano Internacional da Luz”, do qual falamos recentemente aqui no Almanaque. Resolvemos voltar ao assunto apenas para marcar essa data tão importante, e para lembrar que em 20 de maio do ano de 1875 foi assinada a Convenção do Metro! Viva a Metrologia!

A propósito, na ilustração acima a escala cromática do espectro visível está dividida em comprimentos de onda, expressos em nanometros. Mas não se espante se o corretor ortográfico do seu computador insistir que a grafia está errada e apontar, como alternativa, a proparoxítona “nanômetro”, com acento tônico na antepenúltima sílaba e direito a sinal circunflexo. Isso sempre acontece… Mas na verdade, o certo é nanometro mesmo (veja post a respeito), com acento tônico na penúltima sílaba! No Dia Mundial da Metrologia, vamos pronunciar e escrever corretamente as unidades SI…

2015: Ano Internacional da Luz!

12 de maio de 2015

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O ano de 2015 foi proclamado, pela Assembleia Geral das Nações Unidas, o Ano Internacional da Luz e das Tecnologias baseadas em Luz (International Year of Light and Light-based Technologies – IYL 2015). Sim, todos sabemos que a luz é obviamente fundamental, e que sem ela sequer estaríamos aqui no planeta, mas a ideia é ressaltar a importância da luz e das tecnologias ópticas na vida dos cidadãos e despertar a consciência das pessoas para o tema.

 As tecnologias decorrentes das pesquisas com a luz  têm resultado em aplicações fascinantes como lasers, fibras ópticas e LEDs, que já foram incorporadas no nosso dia-a-dia. Vivemos uma época privilegiada: Sistemas ópticos de captura e transmissão de imagem, acoplados a microscópios e telescópios potentíssimos, registram paisagens estonteantes e detalhes inusitados do universo, desde a estrutura atômica até as galáxias mais distantes, ao mesmo tempo em que fotografamos tudo à nossa volta com a câmera do nosso celular.

Mas parece que isso tudo é só o começo. Tecnologias ainda mais impressionantes estão a caminho com o desenvolvimento da fotônica, ciência que estuda as aplicações técnicas da luz em áreas tão díspares como, por exemplo, agricultura e a medicina.

cartaz-ILY-luzA propósito, a unidade de medir que dá nome à metrologia, o metro, é definida com base na luz. A Metrologia Óptica utiliza a luz como base para grandezas como intensidade luminosa, fluxo luminoso,  potência óptica e muitos outros aspectos estudados pela radiometria, fotometria, nanometrologia, polarimetria, interferometria, colorimetria e outras ciências metrológicas “luminosas”.

Um assunto tão vasto merece uma atenção especial. Por isso o Almanaque recomenda vivamente uma visita aos seguintes sites:

Site oficial do Ano internacional da Luz no Brasil: http://www.luz2015.org.br/

Site oficial do Ano Internacional da Luz  (inglês): http://www.light2015.org/Home.html

Site oficial do Congresso Brasileiro de Metrologia 2015: http://www.metrologia2015.org.br/luz/

Site oficial da 67ª Reunião Anual da SBPC: http://www.sbpcnet.org.br/

O Plâncton e a Constante de Planck.

29 de janeiro de 2015

peixe

A ilustração acima representa um ser imaginário, que não existe no mundo real. Entretanto, qualquer pessoa dirá que é um peixe… É que ele foi criado segundo o estereótipo de um peixe, e apresenta tudo aquilo que, por consenso, todos achamos que um peixe deve ter: Corpo fusiforme, nadadeiras, escamas etc. Agora, veja a ilustração abaixo:

peixebolha1

Ela foi criada com base em um peixe real, o peixe-bolha (psychrolutes marcidus).  O que há de estranho nele? Bem, embora seja real, ele foge ao estereótipo do peixe, foge ao padrão!

Pois em breve veremos mudar um dos estereótipos mais famosos e persistentes da história da metrologia: A definição do padrão internacional do quilograma! Finalmente os cientistas estão a ponto de redefinir o quilograma em termos de uma constante fundamental da física, no caso, a constante de Planck, e aposentar o velho cilindro de platina iridiada que tem mais de cem anos.

A ideia não é nova, mas só agora, após a conclusão da 25ª CGPM (Conferência Geral de Pesos e Medidas) realizada em novembro de 2014 pelo BIPM (Bureau Internacional de Pesos e Medidas) decidiu-se adotá-la formalmente.  Entretanto, cientistas são muito cautelosos e só aposentarão definitivamente o velho padrão após a nova metodologia ser testada e ratificada, provavelmente na próxima CGPM, em 2018.

Padrão Internacional do Quilograma (é o pequeno cilindro no interior das três redomas).

Padrão Internacional do Quilograma (é o pequeno cilindro no interior das três redomas).

Mas o que é, afinal, a constante de Planck? Bem, simplificando ao extremo, Max Planck propôs que os sistemas trocam energia em valores discretos, ou seja, em “pacotes” chamados quanta. Numa analogia com os nossos amigos peixes, imagine que a energia se comporte como as partículas e os pequenos seres que formam o plâncton. Se o nosso peixe-bolha abrir a sua grande boca, não irá engolir apenas um desses seres (quantum), ele engolirá logo um montão, ou seja, um quanta (plural de quantum) de partículas.

A constante de Planck define a quantidade mínima de energia contida em cada quanta, ou seja: h = 6,62606 x 10-34 joule segundo.

Agora os cientistas estão trabalhando para estabelecer a correspondência entre o quilograma e a constante de Planck utilizando uma balança de watt, um instrumento bem complexo que permite correlacionar energia elétrica com energia mecânica. Ou seja, se antigamente era fácil compreender o que era um quilograma, agora a coisa ficou bem mais complicada. Mas isso não deve nos preocupar. Afinal, as definições para as outras unidades do SI também não são lá muito simples…

Nota: A palavra plâncton [do grego plagktòs (πλαγκτός)] significa errante, errático. Planck é o sobrenome do físico alemão Max Planck. Essas palavras não têm nada em comum além da semelhança sonora.

A Neve e a Metrologia

10 de dezembro de 2014

campo de neve

Sim, sabemos que no Brasil a neve é pouco comum. Além disso, estamos em pleno verão! Nesta época o inverno está no hemisfério norte. Mas acontece que as paisagens nevadas do Natal pertencem à nossa cultura e são reforçadas pelo cinema e pelas tradições do velho continente. Ou seja, a neve vive no nosso imaginário e não é possível ignorá-la nesses dias de Papai Noel. Então, vamos falar de neve!

O processo de formação de um floco de neve é semelhante ao de uma gota de chuva, isto é, o vapor d’água presente na atmosfera se fixa em torno de uma partícula sólida em suspensão (pode ser sal, poeira e até bactérias!) formando um pequeno cristal de gelo.

Cristais de neve: fotos de Wilson Bentley (domínio público)

Os cristais se formam muito pequenos, com cerca de 3 µm a 5 µm. Um micrometro (não confundir com micrômetro, que é um instrumento de medir coisas pequenas) equivale a um milésimo de milimetro. Os cristais “crescem” e chegam a até uns 3 mm. O modo como as moléculas de água se organizam determina a forma hexagonal do cristal.

A nuvem precisa estar com temperatura abaixo de zero para formar neve. Alterações na temperatura e na umidade afetam o tamanho e forma do cristal.  Os famosos cristais em forma de estrela exigem temperaturas entre -22  °C e -10 °C  e maior umidade. Uma vez precipitada, a neve se acumula sobre a superfície. A neve recém precipitada tem densidade entre 30 kg/m³ a 50 kg/m³. Neves mais antigas e compactadas por sucessivas precipitações atingem 200 kg/m³, enquanto o gelo tem densidade de 900 kg/m³. A melhor neve para esquiar é a nova e fofa (powder), enquanto a pior é a neve já intensamente solidificada (icy).