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Medidas e medições para todos

Crónicas de reflexão sobre medidas e medições. Histórias quase banais sobre temas metrológicos. Ignorância, erros e menosprezo metrológicos correntes.

Medidas e medições para todos

Crónicas de reflexão sobre medidas e medições. Histórias quase banais sobre temas metrológicos. Ignorância, erros e menosprezo metrológicos correntes.

INSTRUMENTOS AQUECIDOS

INSTRUMENTOS AQUECIDOS

Em geral as calibrações são feitas a 20 °C

 

No verão, as réguas aquecem e, geralmente, crescem. Medir com réguas, no verão, dará o mesmo resultado, a mesma medida, que no inverno?

Numa régua aquecida, os centímetros e os milímetros são maiores do que os centímetros e milímetros normais, e com milímetros maiores os objetos que mantenham a sua temperatura e as suas dimensões passam a contar menos milímetros, medem menos.

Quem diz aquecer, diz arrefecer, e o efeito inverso.

Quem diz réguas, diz outros instrumentos.

No verão, as réguas aumentam de tamanho com o aquecimento, mas os objetos a medir, em geral, também crescem, porém, sendo de materiais diferentes do da régua, aumentam menos, ou mais, segundo os materiais.

Frequentemente, instrumentos e objetos submetidos a medição não estão à mesma temperatura.

Uma barra de alumínio de um metro (1 m) de comprimento cresce cerca de 1  mm quando se acrescenta 40 °C à sua temperatura. (O coeficiente de dilatação linear indicativo do alumínio é 25·10−6 m/(m·°C), ou 25·10−6 °C−1, e o valor indicativo da mesma propriedade para o aço é 12·10−6 °C−1).

Medir, no verão, em princípio, não dará o mesmo resultado, a mesma leitura, que no inverno, dependendo do instrumento, da resolução do sistema, da exatidão e incerteza da medição.

Por vezes, alguns instrumentos são (propositadamente) fabricados com materiais de coeficientes de dilatação relativamente baixos em comparação com os dos materiais comuns no fabrico de instrumentos.

Quando é pertinente, faz-se a correção dos erros da temperatura relativamente à temperatura de graduação (e de calibração) dos instrumentos que é, em geral, 20 °C.

Em muita literatura técnica a palavra calibração é usada com o significado de graduação do instrumento ou sistema de medição, todavia, a graduação é feita aquando do fabrico do instrumento e as calibrações, numerosas, são realizadas durante a vida do mesmo instrumento.

Em geral, por exemplo, nas medições comerciais correntes, as eventuais diferenças de leitura com origem nas variações de temperatura são tão pequenas que passam não detetadas e não valem a preocupação. Contudo, se estivermos a medir peças de precisão, temos de ser cuidadosos e, eventualmente, fazer as medições num espaço, um laboratório, que é mantido à mesma temperatura todo o dia e todo o ano, no verão e no inverno. E o item a medir deve permanecer no laboratório cerca de 24 h, antes da medição.

Quando e em que circunstâncias devemos preocupar-nos com o efeito da temperatura sobre o resultado da medição? Teremos de comparar a incerteza (efetiva) do sistema de medição que estamos a usar, juntamente com o desvio ou erro imputável às diferenças de temperatura, com a incerteza que estamos dispostos a tolerar.

Numa fábrica que produza peças de precisão, com tolerâncias da ordem do micrómetro (unidade de medida), não será aceitável medi-las com um micrómetro (instrumento), ou até paquímetro, retirado do bolso do metrologista, a cerca de 37 °C, quando as mesmas peças saem da máquina que as produz a 5 °C.

Os erros pequenos não têm importância até que os erros grandes sejam removidos (David Landes).

 

2016-03-31

A NATUREZA MEDE?

A NATUREZA MEDE?

Deus criou tudo por número, peso e medida?

 

De homem para homem, ou de mulher para mulher, em geral, não vai diferença abissal, tirando, por exemplo, as vertentes intelectuais, morais e da sensibilidade – o software.

A maioria dos seres humanos, dentro de cada etnia e de cada género, não difere muito entre si quanto a altura, comprimento de braços e pernas, volumes do coração e do cérebro, por exemplo.

De homem para homem não vai força de boi, segundo um dito regional.

De couve-galega para couve-galega também não vai grande diferença.

A Natureza usa régua, esquadro e transferidor quando elabora cristais, quando faz germinar as sementes e faz crescer as plantas e quando desenvolve os fetos humanos e faz crescer as pessoas?

Como e por que param de crescer os nossos dedos? Como e por que param de crescer as caixas cranianas das pessoas? E as cenouras? E as vagens da alfarrobeira, e as da ervilheira? E o feijão verde, as vagens do feijoeiro!?

As maçãs de cada tipo, entre muitos outros produtos naturais, são tão parecidas que, em geral, podemos dispensar-nos de elaborar um caderno de encargos quando as compramos, ou encomendamos.

Há mais constância e consistência na cor, textura e sabor das peras de um determinado tipo, do que nas batatas fritas de um mesmo restaurante, num determinado dia.

A Natureza mede? E mede mais bem do que nós, os humanos?

Os pinheiros são parecidos com outros pinheiros, no comprimento, diâmetro do caule e tamanho das agulhas, ou folhas, por exemplo.

Os porquinhos são idênticos uns aos outros; as nozes são semelhantes entre si; os cristais de quartzo, entre outros cristais, são feitos de módulos iguais.

Os eletrões, entre outras partículas, seriam iguaizinhos uns aos outros?, se pudéssemos vê-los, ou fotografá-los!?

Parece que nunca alguém viu, entreviu ou fotografou um eletrão: um eletrão continua a ser um postulado nunca refutado e, aparentemente, sempre confirmado.

Mede-se muitas entidades através dos seus efeitos. Nunca alguém viu uma força, contudo, medimos as forças.

A Natureza será uma linha de produção onde apenas um ou outro fator menos relevante não é controlado?

As sementes dos pêssegos de cada variedade são parecidíssimas; as castanhas e os abacates também se parecem entre si.

Um dente parece ser suficiente para se poder reelaborar, reconstruir, refazer um indivíduo de uma espécie animal. Os dentes de cada posição de uma mesma espécie são todos iguais?

A Natureza mede? A Natureza sempre mediu? A Natureza mede tudo?

Aprendemos a medir com a Natureza?

Afinal, parece que Deus criou tudo por número, peso e medida (Newton).

 

 

2016-03-24

GIGAS E GIGOS

GIGAS E GIGOS

Mícrons, quilos, megas e gigas

 

Os Mícrons, os quilos, os megas e os gigas andam por aí.

“Micro” é microfone. “Quilo” é a substância absorvida no intestino no processo da digestão. “Mega” é mosquito e melga é da família. “Giga” é cesto.

Vinte gigas são vinte cestos!

Correntemente, a giga é um cesto, e o gigo também.

Cinco gigas em Lisboa, em geral, não são a mesma coisa que cinco gigas em Peso da Régua, no Douro.

O giga (giga-), já dicionarizado – agora há dicionários com quase todas as grafias praticadas e coisas que ouvimos! –, parece ter significado próprio na área da informática comercial.

Em alguns termos correntes aparece o prefixo “mega”: megaconcerto, megalítico, megalomania e muitos outros.

Giga-, mega-, quilo- e micro- são prefixos usados nas designações de unidades: gigabyte, megawatt‑hora, quilograma e microlitro, por exemplo.

Entretanto, o kilo, segundo o VIM 2012*, pode começar a fazer o seu caminho, pelo menos como prefixo! E o kilograma também, como palavra, segundo o mesmo VIM 2012*!

Gigas, megas, quilos e mícrons são concessões ao simplismo, ao menor esforço.

O quilo(-) está banalizadíssimo. O giga(-) e o mega(-) estão democratizados. O mícron, mas não o micro, é corrente entre especialistas em Metrologia Dimensional, ou Metrologia Geométrica.

Como é que dois Gigabytes** (2 GB) se transformam em dois gigas (2 GB)? Do mesmo modo que cinco quilogramas (5 kg) se transformaram em cinco quilos (5 kg).

Micro- (10–6, µ), quilo- (103, k), mega- (106, M) e giga- (109, G) são prefixos SI (Sistema Internacional de Unidades), entre outros, que juntamos aos nomes das unidades: micrograma (milionésimo do grama), µg; quilolitro (milhar de litros), kL; megawhatt‑hora (milhão de watts‑hora, ou milhar de quilowatts‑hora), MWh; gigakelvins (milhar de milhões de kelvins), GK.

Quilo não era palavra com significado metrológico próprio, embora o termo esteja dicionarizado e, oralmente e por escrito, seja frequentemente entendido como o mesmo que quilograma.

Agora que vivemos na Era dos Grandes Números, giga-, o prefixo, popularmente, vai passar – já passou! – a palavra, como antes aconteceu com o prefixo quilo‑.

Porém, o termo giga, com o significado de mil milhões (109) – e, de propósito, não se escreve aqui o que lhe chamam do outro lado do Atlântico –, não deveria ser usado de modo independente, ou autónomo, e deveria estar associado a uma intensidade de uma grandeza: GWh (milhar de milhões de watts-hora, equivalente a 1000 MWh, sendo o MWh uma bem conhecida unidade comercial de energia elétrica); GB (gigabyte**); GPa (gigapascal), GN (giganewton), por exemplo.

A linguagem popular tem liberdades e termos que não são admissíveis nas vertentes técnica, científica e erudita, e acaba por contribuir para a ambiguidade e, por consequência, para a confusão na comunicação.

 

*1ª edição Luso-Brasileira|2012 do VIM

** Em Informática, por vezes, giga vale 230 (1 073 741 824), em vez de 109 (1 000 000 000)

 

 

2016-03-17

MEDIR O QUE SE COME

MEDIR O QUE SE COME

Calorias a mais, “gigas” a menos?

 

Finalmente, o que se come e o que se bebe pode ser medido, sem ser na balança, ou no recipiente graduado, na medida. E tudo – vitela, bacalhau, arroz, leite, e o restante –, medido com uma mesma unidade, uma unidade de energia – a caloria.

A caloria está popularizada, vulgarizada, diabolizada. A caloria está, possivelmente, tão banalizada como o quilo (peso) e o litro (medida).

Até há adjetivos relacionados com o calor e a caloria: calórico, hipercalórico e outros! Mas não há – haverá? – adjetivos derivados do joule, por exemplo.

A caloria desceu à rua e sofre tratos de polé. É o que faz, às vezes, descer à rua, despreocupadamente!

As calorias são uma consumição. Não são os produtos que ingerimos que nos preocupam: são as calorias, a caloria, uma unidade de medida de energia. Ansiamos por comer sem ingerir calorias.

Além das calorias, é necessário estabelecer e cumprir – pela nossa saúde! –, ora os limiares, ora os limites de várias substâncias tais como o sal, sulfitos e nitritos, vitaminas várias, entre outros.

Não tarda e estaremos a medir e a cumprir orientações pela quantidade de gigas que armazenamos no cérebro e periféricos, apesar de o povo costumar dizer que o saber não ocupa lugar!

É provável que um copo cheio de água quente – que está cheio de calorias! – nos faça engordar, nos faça mal, nos obrigue a fazer dieta, uma vez ingerido.

Era aquecendo água que assim se definia a caloria (cal): quantidade de calor necessária para elevar de um grau Celsius (1 °C) um grama (1 g) de água (pura).

Sem perdas no processo de aquecimento, 90 000 calorias (90·103 cal=90 kcal) bastariam para pôr um litro de água, que estivesse inicialmente a 10 °C, a ferver: 1000 gx(100‑10) °Cx1 cal/(g°C)=90 000 cal=90 kcal.

Uma caloria vale 4,1868 joules (4,1868 J), sendo o joule (J) a unidade de energia do SI (Sistema Internacional de Unidades).

Parece haver calorias de vários tipos: vazias, cheias, com “c” minúsculo e com “C” maiúsculo, por exemplo.

Podemos contar as calorias que ingerimos e que consumimos!

A caloria – uma unidade de energia – é uma unidade genérica simples baseada no calor fornecido à água e na sua reação à mesma, aumentando a temperatura.

Todavia, o que ingerimos é constituído por energias de várias formas: do açúcar ao álcool, das proteínas às fibras, das gorduras aos hidratos de carbono.

Andar vinte quilómetros (20 km) a pé, de bicicleta, ou de automóvel são coisas distintas, embora o que andamos seja medido da mesma maneira e com a mesma unidade (de comprimento).

Podemos medir a energia do carvão e a da gasolina em calorias, mas não podemos usar carvão nos motores dos nossos carros.

“Mil calorias” representa-se por 1 kcal (1000 cal=103 cal=1 kcal), mas, houve quem decidisse, e fosse seguido, escrever Cal, em vez de kcal. Como se faz grande confusão com letras grandes e letras maiúsculas e letras pequenas e letras minúsculas, ler textos sobre nutrição poderá ser uma tarefa difícil.

Mas, até conduzir automóveis tem a sua ciência, dizem alguns.

Das Ciências Exatas às Ciências Ocultas vai uma longa lista de vários ramos de sabedoria.

 

2016-03-10

MEDIR E CONTAR

MEDIR E CONTAR

Medir é contar

 

Contamos carneiros e medimos a largura do jardim.

Frequentemente associamos as medições às grandezas contínuas e as contagens às grandezas discretas.

Contudo, contamos calorias, apesar de a caloria ser uma unidade de medida de energia.

Medimos, ou contamos a água, o gás e a eletricidade que consumimos?

Os dispositivos metrológicos que medem o consumo de água, gás e eletricidade são chamados contadores.

Medimos o vinho em litros (L) e hectolitros (hL), mas contamos pipas de vinho.

Mede-se o petróleo em toneladas, ou contando barris (de petróleo).

Medimos a nossa altura contando os centímetros na régua com que a medimos.

Quem mede 1,72 m (1,72 m=172·102 m=172 cm – cento e setenta e dois centímetros) de altura, segundo o Bilhete de Identidade, ou o Cartão de Cidadão, terá, em princípio, entre 1,715 m (171,5 cm) e 1,725 m (172,5 cm). Fosse um pouco mais do que 1,725 m e teria ficado registado 1,73 m; fosse um pouco menos do que 1,715 m e teria ficado registado 1,71 m.

O último centímetro da expressão 172 cm (172 cm=171 cm+1 cm) não será bem um verdadeiro centímetro, será um centímetro curto, porque o arredondamento foi feito para cima (arredondamento por excesso), ou um centímetro comprido, porque o arredondamento foi feito para baixo (arredondamento por defeito).

Contar centímetros não é muito diferente de contar euros. Quem diz centímetros, diz milivolts, decikelvins, ou microssegundos, por exemplo.

Quando contamos moedas, o número final é um número exato, um número natural, ainda que possa estar errado por a contagem poder estar mal feita, isto é, poderá ter havido engano na contagem.

Nas instituições bancárias, e outras, são pesados sacos de moedas para a determinação de quantas são. Mas, não há duas moedas com o mesmo peso; e cada pesagem tem uma incerteza, para além de um ou outro erro, por exemplo, relacionado com a tara, ou saco. Pesar moedas não é exatamente o mesmo que contá‑las, embora se possa estabelecer uma correspondência entre o peso de um conjunto de moedas de um certo tipo e o seu número, com uma probabilidade inferior a 1 de a correspondência estar correta.

Quando no supermercado pesamos, por exemplo, farinha, com as balanças correntes de mercado, geralmente o resultado tem três casas ou dígitos decimais: contamos (os) gramas, embora a contagem possa não estar correta por a balança não estar conforme com os critérios que regem uma pesagem.

Aquando da pesagem de camiões, em princípio, contamos toneladas.

Medir é contar, contar unidades de medida (incluindo submúltiplos e múltiplos das unidades de base), mas o número de unidades depende da natureza e intensidade da mensuranda.

As contagens exprimem-se frequentemente por números naturais (um subconjunto dos números inteiros) e os resultados das medições por números decimais (a vírgula, nos números decimais, é um pormenor, e não um pormaior). Contudo, todos os dias, cada um de nós fala em, por exemplo, “dois euros e meio”, e as cotações de ações, ou outros produtos transacionados na Bolsa de Valores Mobiliários, estão expressos em decimais até, por exemplo, à quarta casa decimal do euro!

Quem não mede nem conta, sabe pouco!

 

2016-03-03

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