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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.

BURROS METRÓLOGOS?

BURROS METRÓLOGOS?

“Princípio” da menor energia  

 

(Repetição de crónica de 2019‑02‑14)

Os topógrafos afadigavam-se, havia já muito tempo, a fazer medições pela encosta da serra acima.

Um habitante local mais curioso, mais inquisitivo e mais afoito, perguntou‑lhes o que andavam a fazer: – Medições para traçar o melhor caminho serra acima e serra abaixo – disse um dos topógrafos. – Ora, Ora! Não é necessária tanta complicação e canseira: nós soltamos um burro e seguimo-lo encosta acima para saber qual é o melhor caminho, comentou o indígena (por acaso, euro‑europeu).

Para quê topógrafos – medidores profissionais – se um burro desenha o caminho mais fácil, mais confortável e mais inteligente?* Todavia, o burro não mede áreas; o burro não mede outras grandezas para as quais há referências (quantificadas), convenções e regulamentos com disposições obrigatórias expressas, por exemplo, em normas.

Parece que muitos animais possuiriam intuição, sensibilidade e automatismos que minimizariam, por exemplo, a energia consumida**.

Em muitas circunstâncias, alguns investigadores científicos recorrem (geralmente em primeiras abordagens) a um princípio informal da Natureza (?) – há quem diga “lei” –, o da energia mínima, ou o da força mínima, ou o do caminho mais curto, imaginando que a Natureza*** é uma boa gestora de recursos.

A luz faz o percurso entre dois pontos (de diferentes materiais por onde circula) minimizando o tempo (de viagem).

As bolas de sabão (pequenas) são (quase) esféricas porque a Natureza parece fazer tudo com critérios de (boa) gestão: a superfície esférica é a menor (superfície) capaz de envolver o volume contido no seu interior.

Contudo, o voo do pardal (um protótipo natural falhado de máquina voadora) parece muito menos eficiente do que o da andorinha, ou a da multifuncionalidade do ganso, como caminhante, nadador e voador. Embora o pardal seja, ele próprio, parte da Natureza.

 

* Não só os burros, mas também outros animais.

Parece haver animais (ainda que) domesticados que, na Natureza, acompanhando os donos, deixam de os seguir e fazem outro roteiro quando os mesmos donos se metem por certos caminhos, percursos, ou trajetos.

Questão aparentemente intrigante surge também, por exemplo, com as aves que mergulham para caçar peixes dos quais só possuem imagens virtuais, não coincidentes com os peixes reais, por via da refração da luz. Questão idêntica é a dos peixes, por exemplo, nas florestas ribeirinhas (mangais, por exemplo), que emergem da água para caçar certeiramente insetos nos ramos dos arbustos, apesar da refração.

 

** Nós próprios não caminhamos bem senão aprumados, isto é, sem termos a principal direção do nosso corpo (a que vai da cabeça aos pés) alinhada com a vertical do lugar (a direção do raio terrestre local), especialmente em terrenos inclinados.

 

*** Os seres humanos, seres naturais, terão essa capacidade intrínseca (da otimização dos seus processos naturais)?!

Certamente que, por exemplo, o comprimento dos passos que damos e a velocidade a que normal e naturalmente caminhamos obedecerão a critérios de otimização (contudo, diferentes de indivíduo para indivíduo!).

 

   2021‑09‑30 (Publicada pela1ª vez em 2019‑02‑14)

COMPLEXIDADE E MEDIÇÃO

COMPLEXIDADE E MEDIÇÃO

Subdividir e medir

 

Às vezes, declaramos – nem todos com o mesmo grau de conhecimento, consciência e perceção – que algo é complexo quando não o compreendemos, embora tenhamos intuição e crença da sua realidade. Contudo, frequentemente, nem sequer sabemos do que trata aquilo de que falamos* – ou de que ouvimos falar!

Um motor não é uma entidade complexa, embora, frequentemente, comporte muitas partes com diferentes funções bem determinadas e, no todo – como conjunto, holisticamente – tenha um comportamento e desempenho que não são compartilhados pelas partes constitutivas: por exemplo, o motor tem potência, mas nenhuma peça (do motor) tem potência.

Mais complicado e incompreensível para muitas pessoas parece ser, por exemplo, o comportamento de muitos sistemas informáticos, eletrónicos, mecânicos, entre outros sistemas, planeados, executados e geridos por nós, os humanos.

Complexos são, por exemplo, os sistemas biológicos (as suas partes, ligações e extensões), e outros sistemas (individualizados por nós), como, por exemplo, o Clima, a Economia (Sistema Económico) e o Cosmo/Cosmos.

Connosco – os humanos – e à nossa volta, a complexidade é a norma, e a simplicidade – complexidade simplificada (dividir para estudar**) e ficcionada por cientistas – é a exceção, pese embora ser muito comum, em ciência e artes narrativas, a ficção, o simplismo e o reducionismo.

A “Qualidade”, a designação de uma realidade (?!) criada pelos humanos e que abrange muitos conceitos, parece ser complexa – mais pela ambiguidade conce(p)tual –, embora possamos fazer dela o que quisermos, incluindo uma designação de um conjunto determinado de grandezas conhecidas, ou só presumidas, e que aparentamos compreender, quantificar e controlar.

Não há uma lista exaustiva do que (a cada momento) se pode medir, mas, de entre as declaradas medidas, não têm todas a mesma legitimidade (reprodutibilidade).

E a saúde – outro fenómeno complexo – será uma questão de tudo ou nada, 1 ou 0, sim ou não, ou terá vertentes gradativas e, mais ainda, mensuráveis?

A luz ainda é um fenómeno complexo, por via das limitações dos nossos sentidos, embora com a confiança, a fé e a capacidade de previsão meçamos, sem polémica, constrangimento, e com simplicidade, algumas das suas grandezas. (De Maxwell a Einstein, a luz é uma inspiração e uma incógnita.)

Inventámos uma grandeza – a velocidade – extremamente útil. Nós, animados de velocidade (dentro do comboio, ou do avião), não a sentimos. Não sentimos a velocidade de rotação da Terra (apesar de, à superfície, por exemplo, no equador, ser supersónica!), nem a da sua translação e, muito menos, a da sua precessão. Mas sentimos a variação de velocidade, isto é, a (des)aceleração. Mas não sentiríamos a variação de velocidade se não tivéssemos massa.

Não inventámos só a velocidade, mas uma parafernália de grandezas – na verdade, todas as grandezas –, físicas e outras, com as quais descrevemos e controlamos relações, fenómenos, mundos!

Inventamos, e se a coisa inventada é útil, mantemo-la e desenvolvemo-la e medimo‑la: é o nosso método de conhecer, de fazer ciência, de controlar e atuar sobre a Natureza.

 

* Criar e dispor de uma palavra para nomear o que não percebemos já parece ser um grande começo, princípio e avanço! (“No princípio era o verbo”?!)

 

** Um método já generalizado, universalizado e banalizado desde que (René) Descartes [1596–1650] o propôs, descreveu e formalizou.

 

2021-09-23

EFEITO DOPPLER E METROLOGIA

EFEITO DOPPLER E METROLOGIA

Dos carros ao Hubble

 

O efeito Doppler* – um fenómeno físico – constitui a base, o princípio metrológico, de uma técnica com muitos métodos de medição: do controlo/fiscalização da velocidade dos carros comuns (pelas autoridades rodoviárias) até à medição da expansão do Universo feita através do Hubble (o telescópio espacial).

Quando um comboio se aproxima de nós a apitar, ouvimos um som mais agudo (um desvio do som para o lado dos agudos) do que aquele que passamos a ouvir à medida que ele se afasta, depois de ter cruzado connosco.

Quando permanecemos numa estação de caminho de ferro, o som do apito de um comboio sensibiliza‑nos de modos diferentes quando se aproxima (som agudo, e tanto mais agudo quanto maior for a velocidade do comboio), e quando se afasta de nós (som grave, e tanto mais grave quanto maior for a velocidade do comboio): a frequência do som diminui (o comprimento de onda aumenta) depois do comboio passar por nós. Para quem está na plataforma a observar, tudo se passa como se a onda sonora (a proveniente do apito), quais pregas do fole de uma concertina, fosse comprimida quando o comboio se aproxima de nós, e fosse distendida, ou afastada, quando o comboio se distancia, com as consequências óbvias na frequência do som que nos chega aos ouvidos.

O mesmo fenómeno poderá ser observado também, por exemplo, com algumas ambulâncias que passem por nós.

Os cinemómetros usados, por exemplo, pelas autoridades policiais do trânsito**, baseiam-se neste princípio: o cinemómetro emite uma onda e o grau de contração desta onda refletida pela viatura sob controlo, ou sob medição, permite medir a velocidade da mesma (viatura).

Foi Doppler quem começou a estudar este fenómeno que está agora na base de funcionamento de muitos tipos de instrumentos de medição, incluindo, por exemplo, muitos sistemas instrumentais usados em exames clínicos.

O fenómeno é característico dos fenómenos ondulatórios, do som à luz***, entre outros.

 

* Christian Doppler [1803–1853], físico austríaco.

Todavia, o fenómeno foi também descoberto, de modo independente, por Hyppolyte Fizeau [1819–1896] e, por isso, o mesmo (fenómeno) é por vezes designado por “efeito Doppler-Fizeau”.

 

** Os cinemómetros (radares) utilizados pelas autoridades rodoviárias emitem uma onda que, refletida num veículo em movimento, é recebida (pelos mesmos cinemómetros) com diferente frequência da da emissão; a diferença (ou a razão) de frequências está diretamente relacionada com a velocidade do mesmo (veículo).

 

*** Com a luz, o efeito Doppler observa‑se na mudança de cor, para um lado ou outro do espetro eletromagnético.

Com as ondas eletromagnéticas, nomeadamente com as luzes provenientes de corpos celestes que se afastam, observa-se “desvios para o vermelho” (aumento do comprimento de onda da luz recebida) no espetro da luz recebida, proveniente, por exemplo, das galáxias observadas (e que se afastam). A luz dos objetos que se aproximam (do detetor, do telescópio Hubble, por exemplo) apresenta um deslocamento do espetro para o lado do azul (diminuição do comprimento de onda da radiação).

 

2021-09-16

CANIVETE SUÍÇO METROLÓGICO

CANIVETE SUÍÇO METROLÓGICO 

Corpo humano – conjunto de bitolas

 

A altura de cada pessoa pode servir de referência (metrológica) à estimativa de dimensões que ela (pessoa) deseje “medir”: a altura de uma grade de uma varanda; a altura a que está o puxador de uma porta; a altura de um carro.

Muitas unidades de comprimento legais/oficiais “antigas” eram baseadas nas dimensões de partes específicas do corpo de alguém: de um rei, por exemplo. Ainda hoje sobrevivem, em algumas regiões e países, algumas unidades com designações referentes ao corpo humano: polegada, pé e palmo, por exemplo. (Todavia, as unidades com estas designações, por exemplo, nos EUA, têm os seus valores definidos e referidos … ao metro! Não, não é só uma equivalência, é uma definição!)

Porém, não havendo possibilidade imediata de medição, nem necessidade de rigor, ou de fazermos medições legais, podemos sempre recorrer a dimensões corporais próprias (do nosso corpo), aproximadas, para fazermos estimativas rápidas sem recurso a instrumentos metrológicos.

E o corpo humano, o nosso corpo – qual “canivete suíço” metrológico – poderá ser uma ótima ajuda à medição por aproximação, proporcionando valores indicativos*.

Apercebemo-nos do eventual estado febril de alguém, tocando-lhe, por exemplo, a testa.

Podemos medir a distância a que estamos de um local a partir do tempo que demoramos a lá chegar, caminhando (o que comummente ocorre a uma velocidade entre 4 km/h e 5 km/h).

O coração é um relógio: para lapsos de tempo não muito grandes, podemos medir o tempo contando as pulsações próprias durante o processo que desejamos avaliar.

Verificamos a linearidade (uma característica metrológica) da interseção de dois planos – uma aresta – e também fazemos pontaria (através da mira das armas) – qual laser – num processo metrológico a olhómetro.

Mas, não só: poderemos obter o valor indicativo de um peso tentando levantá‑lo, ou sopesando-o.

Podemos ter indicação dos defeitos superficiais menores, por exemplo, de uma folha de papel, observando‑a: defeitos menores do que (indicativamente) 0,1 mm não são detetáveis por uma pessoa comum, sem ajudas óticas. Imagens que mostrem água fluindo, carros movendo-se, pessoas caminhando, normalmente, são a garantia de que elas (as imagens) nos são apresentadas a uma cadência superior a cerca de dez “frames” por segundo (10 fps, 10 hertz)**.

 

* O leitor já terá ouvido falar do “homem de Vitrúvio”, a que Leonardo da Vinci deu uma contribuição, e que estabelece relações‑padrão nas dimensões de partes do corpo humano. (Vitrúvio [80 a.C. – 15 a.C.], arquiteto romano.)

 

** Em alguns filmes e vídeos vemos (imagens de) carros em movimento, mas as rodas, as jantes das rodas, (a)parecem‑nos paradas, ou a rodar ao contrário, ou a uma rotação não compatível com a velocidade do carro; este fenómeno – qual efeito estroboscópico – poderá – conhecidas algumas grandezas – permitir o cálculo do número de imagens por segundo, ou fotogramas por segundo (fpsframes per second) que a projeção (filme ou vídeo) “passa”.

 

2021-09-09

MEDIDAS E PUBLICIDADE

MEDIDAS E PUBLICIDADE

Exageros e ambiguidades

 

Só raramente há medidas nos anúncios publicitários*.

E quando há medidas, geralmente são omitidos o contexto e algumas circunstâncias da medição**; e quem as observa, escuta, ou lê (e compreende) toma‑as frequentemente por não confiáveis em termos do mundo real de utilização.

Uma das principais características da publicidade (que opera na fronteira larga entre a verdade e a mentira) é a sedução (além da informação – pouca –, e da manipulação – muita). E as medidas (resultados de medições), em geral, não são sedutoras, exceto, para algumas grandezas, como, por exemplo, a potência, nos automóveis (grande, enorme!), e nas lâmpadas (pequena, pequenina!). Quando o objetivo é seduzir e manipular, as medidas – os resultados das medições – poderão ser instrumentos importantes da publicidade.

Também os média (media, em latim; mídia, em brasileiro e português estrangeirado), por onde é corrente passar muita publicidade, em geral, não costumam primar pelo rigor metrológico: são frequentes os erros e incorreções quando se trata de medidas, ou até a simples leitura de (grandes) números.

Muitos alimentos publicitados têm mais disto e daquilo (quanto?, em relação a quê?); outros têm menos daqueloutro, principalmente alguma substância já suficientemente diabolizada para o anúncio poder ter alguma vantagem no mercado dos ouvintes e dos videntes puros que se caracterizam pela sua (muito provável) ignorância e manipulabilidade.

As medidas (resultados das medições) na publicidade poderiam diminuir o “efeito manipulação” e desencorajar o destinatário; por isso, as medidas, em geral, não são uma mais‑valia, melhor, um “valor acrescentado”, num anúncio; ao invés, poderão ser uma menos‑valia (para quem faz publicidade).

A política, a publicidade e a religião, em geral, não recorrem a medidas (aceção metrológica): as medições, em geral, promovem o rigor, a transparência e a inambiguidade. Na verdade, as medidas, com todo o seu rigor, são geralmente incompreendidas pelo grande público; são mais úteis e preferidos os advérbios (por exemplo, “muito”, advérbio de intensidade) e os adjetivos e os seus respetivos graus (entre muitos outros, “grande”).

 

* Por exemplo, na publicidade de automóveis, mesmo automóveis caseiros, poderá aparecer a indicação da potência! Todavia, poucos serão os que, para um valor específico da (grandeza) potência de um carro, saberão compará-la com um valor de referência, ou relacioná-la com outras grandezas relevantes para a condução.

Sendo os valores de algumas grandezas (automobilísticas) dependentes da potência, mas limitados legalmente (como a velocidade), ou indesejáveis (como consumo de combustível e poluição) por que é que a potência recebe tanta atenção?

Todavia, na condução automóvel, a potência está direta ou indiretamente ligada a grandezas tais como: “velocidade máxima”, “aceleração máxima”, “tempos de ultrapassagem”, “coisas” muito apreciadas, ainda que geralmente mal geridas.

 

** Contava‑se, nos media, que os investigadores (do desempenho dos motores de alguns carros de determinadas marcas) ficaram “chocados” quando constataram a discrepância entre as medidas alegadamente obtidas em laboratório (e publicitadas pelas marcas) e as verdadeiras, as que foram registadas em estrada.

 

2021-09-02

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