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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.

QUASE UM METRO

QUASE UM METRO

Pouco mais do que um litro

 

Pi – π – é quase 3,1415; ou, 3,1415 é quase π. (Não conhecemos π, não conhecemos π completamente e com exatidão, com todos os seus dígitos!)

“Quase”, um advérbio de intensidade*, parece ter relação de proximidade com a Metrologia, isto é, com as medidas: quase um quilómetro (≈1 km); quase dez quilos (≈10 kg); quase duzentos volts (≈200 V); foi há quase um mês (≈1 mês). Aparentemente, a relação estabelecida pelo termo “quase” (aproximadamente, cerca de) é de mais proximidade com a Metrologia do que outros advérbios de intensidade, ou de quantidade**.

Um conceito importante, o de “simultaneidade”, foi analisado e esclarecido por Einstein. Aparentemente, nunca poderíamos afirmar que dois eventos são, ou foram, simultâneos (e quase simultâneos?!; e quase sincrónicos?!); todavia, haverá eventos mais próximos da simultaneidade do que outros (eventos)?

Podemos chegar quase a horas e perder o comboio, o avião, ou a primeira parte de uma peça de teatro num país (realmente) civilizado. (Num país com civilidade, quem chega atrasado a um teatro – coisa comum em Portugal – terá de esperar pelo intervalo para poder entrar na sala. Com este procedimento evita-se o incómodo, o desconforto e a contrariedade de quem chega a horas e deixa de assistir à peça para assistir à entrada, ruído e perturbação causados pelos retardatários.)

Quase dois quilómetros (≈2 km) é mais ou menos do que dois quilómetros?

Se isto (≈2 km) for uma estimativa correta, metrologicamente tem (só) um algarismo significativo, e a incerteza seria 0,5 km, e o intervalo de incerteza 1 km: 2 km ± 0,5 km, isto é, tratar‑se‑ia de um valor entre “1,5 km e 2,5 km”, isto é, um intervalo de incerteza de 1 km; metrológica e rigorosamente falando, claro!

Porém, correntemente, para um estimador (humano) comum, sem educação metrológica (metrologicamente analfabeto, ou metrologicamente disfuncional), “quase dois quilómetros” (≈2 km) tanto poderá ser 800 m, como 4 km, ou outros valores – convém conhecer quem faz a estimativa. O intervalo de incerteza metrológica relativo a uma estimativa é geralmente indeterminado e só com advérbios e adjetivos poderíamos caracterizá‑lo. Quando não há dados, recorremos aos advérbios e aos adjetivos.

“Quase” pode ser “um pouco mais”, ou “um pouco menos” (sendo “pouco” … outro advérbio!***).

Quando, para obter uma vara de 1 m, se parte de uma vara grande e se vai cortando pequenos troços numa das extremidades, a partir de certa altura diremos que “está quase”. Porém, “quase” tanto poderá ser por defeito como por excesso: quando se enche um copo, a partir de certa altura começamos a dizer (ou a pensar) que “está quase” (cheio).

“Quase infinito” é uma expressão imprópria e paradoxal; é que “quase infinito” ainda está a uma distância infinita do … infinito! Por maior que seja um número, estará sempre a uma distância infinita do infinito!

 

* Advérbios de quantidade ou intensidade mais comuns: bastante; quase; mais; menos; muito; pouco; tanto; tão; demais; demasiadamente; assaz.

 

** Correntemente, “quase” significaria, para muita gente, próximo, mas ainda abaixo da intensidade explicitada.

 

*** Se o leitor reparar nos discursos, declarações e respostas, por exemplo, dos políticos e especialistas em generalidades banais, ou em banalidades gerais, “quase” que só há adjetivos e advérbios – raramente há informação substantiva, imediata e reconhecidamente objetiva, experimental, verificável.

 

2022-02-24

DITADURA DAS MEDIDAS

DITADURA DAS MEDIDAS

Instrumentos e medidores disfuncionais

 

Por um décimo (0,1), ou menos, um condutor passa a praticar um crime em vez de uma transgressão ou contraordenação; ou uma transgressão ou contraordenação em vez de ser considerado um cidadão responsável quanto à taxa de alcoolemia durante a condução automóvel*.

Mas, não só na condução automóvel.

Há valores de medidas que, com frequência, estão no fio da navalha: quando um atleta usa um estimulante (regulado) em quantidade próxima do máximo de referência das entidades controladoras – ouve‑se dizer que é corrente e banal! –, corre o risco, dadas as incertezas e erros das medições, de exibir um valor superior ao valor de referência, ou, geralmente, o valor máximo.

Por um centésimo (na classificação escolar) não se entra em alguns cursos do ensino universitário (em Portugal), pese embora o valor da nota ou classificação do estudante não ser uma medida, na aceção metrológica, mas um valor (com significado aparentemente claro) num determinado ranking, ou métrica**.

Na verdade, não há ditadura das medidas: as medidas poderão ser uma ferramenta, um instrumento, um critério, nas mãos de ditadores (os que ditam). (São até frequentes os pedidos de repetição das medições, das avaliações, das quantificações de grandezas de variadas naturezas quando há ultrapassagens das referências.)

Mas, pior é a ditadura das medições mal feitas e medições feitas por medidores (metrólogos ou metrologistas amadores) impreparados, complacentes, ou desonestos.

Perder uma oportunidade, por exemplo, empresarial, profissional ou cultural, por causa de uma medição mal feita, é algo de desgostante, frustrante, dramático.

Também poderá ser por displicência, negligência e incompetência de alguns: por exemplo, futebolistas que, em processos de transferência (entre clubes) a veem perturbada, anulada ou adiada, pelos atrasos das organizações, entidades e responsáveis administrativos, às vezes, por segundos (s) para além da data‑hora limite***.

 

* Em Portugal, menos do que 0,5 g/L (cinco décimos do grama de álcool por litro de sangue do condutor) é tolerado sem multa (contraordenação) na condução automóvel; de 0,5 g/L até antes de1,2 g/L incorre‑se em transgressão, ou multa; a partir de  1,2 g/L é crime!

Frequentemente, alguns instrumentos das autoridades estão calibrados e ajustados por defeito, isto é, indicam valores inferiores aos verdadeiros para evitar os problemas da incerteza e erros metrológicos que facilmente poderiam criar muitas polémicas.

 

** A verdade/veracidade/justeza de uma classificação (final) de um aluno não é objetivamente controlável, dependendo frequentemente do somatório e da propagação de (pequenas) arbitrariedades, de erros e de subjetividades que poderão não se compensar no historial do aluno, e dos alunos, favorecendo-o, ou prejudicando-o, inapelavelmente. (Ouvimos e lemos que algumas escolas inflacionariam algumas classificações de alunos.)

 

*** Um conhecido jogador de futebol viu a sua transferência de clube inviabilizada porque o respetivo processo (administrativo) entrou na instituição de supervisão e controlo catorze (melhor do que quatorze) segundos (14 s) depois da hora limite estatuída. (Por atraso de alguns relógios, por incompetência, ou falta de “cultura de rigor” dos intervenientes?)

 

2022-02-17

MEDIDAS DE ENERGIA E DE POTÊNCIA

MEDIDAS DE ENERGIA E DE POTÊNCIA

Consumos e disponibilidades

 

Consumimos energia; não consumimos potência.

A potência elétrica instalada em nossas casas, ou a disponibilidade para consumirmos eletricidade, em casa, determina o (máximo) que se pode consumir em cada intervalo de tempo*. Por exemplo, quem contrata (indicativamente) 3 kW de potência elétrica para sua casa, é quase certo que não poderá ligar simultaneamente três fornos (elétricos), ou equipamentos semelhantes, pelas necessidades de energia dos mesmos (três fornos).

Quem contrata 3 kW de potência elétrica não poderá consumir mais do que 2160 kWh (ou 2160 kW∙h) num mês: 3 kWx1 mês=3 kWx30 dias=3 kWx30x24 h=3x30x24 kWh=2160 kWh.

Quem contrata 3 kW de potência elétrica, não poderá consumir mais do que 72 kWh num dia: 3 kWx1 dia=3 kWx24 h=3x24 kWh=72 kWh

(Contudo, com potência de 3 kW, um consumidor comum consumirá, mensalmente, talvez só cerca de 10% daquele valor: 200 kW∙h.)

Não consumimos, entre outros valores, seis quilo‑watts (seis kilo‑watts, 6 kW) que, eventualmente, contratemos com a empresa fornecedora de energia elétrica, porque não consumimos potência: consumimos energia a uma taxa não superior à potência contratada (a potência é uma taxa de consumo)**. Mas consumimos a energia elétrica da bateria do carro. (Todavia, o que uma bateria armazena é … carga elétrica, “amperes‑hora”, Ah, ou Ah.

1 Ah=3600 C, ou três mil e seiscentos coulombs.)

A energia elétrica, em geral, não está armazenada: é produzida na hora a que a solicitamos – Just In Time –, embora esteja armazenada, por exemplo, sob a forma de água, nas albufeiras, nas centrais hidroelétricas, ou sob a forma de carvão, ou fuel, nas centrais termoelétricas, e, mais hodiernamente, sob a forma de energia química, em conjuntos de baterias de vários tipos, ou sob a forma de energia atómica, nas centrais nucleares.

Consumimos água e não consumimos fluxos, caudais – vazões, em brasileiro – de água.

Em geral desconhece-se que se está limitado, pelo contrato com a empresa fornecedora de água, que não se poderá dispor mais do que, por exemplo, dois metros cúbicos e meio por hora (2,5 m3/h), isto é, um pouco mais do que quarenta litros por minuto (2,5 m3/h=2500 L/60 min=2500/60 L/min≈41,7 L/min), diferentemente, por exemplo, de uma empresa industrial que poderá dispor, se necessitar, de, por exemplo, até mil litros (1000 L) por minuto (1000 L/min), isto é, um metro cúbico por minuto (1 m3/min)***.

 

* Alguns média (melhor do que mídia) noticiavam há dias que “Empresas elétricas reduzem potência a 100 mil devedores”!

 

** Quem desejar ser metrológica, ou matematicamente cínico, poderá dizer que quem consome 300 kW∙h por mês consome 300 kW∙h/mês, consome 300 kW∙h/30 dias, 10 kW∙h/dia, 10 kWh/24 h, 10/24 kW, que é uma potência! Porém, este valor é a média horária de um consumo mensal! Um consumo (num determinado período) pode ser lido como potência (média temporal de um consumo).

Do mesmo modo, por exemplo, o número de calorias por dia (cal/dia), sugerido por um nutricionista, pode ser visto, tecnicamente, como potência.

 

*** O fluxo (máximo) de água, ou a quantidade de água (máxima) por hora que (por contrato com a empresa fornecedora de água) nos é disponibilizado, depende da pressão da água (igual para todos em cada local, ou zona) e do diâmetro do tubo de entrada que foi instalado na nossa casa: por exemplo, 15 mm.

Adicionalmente, poderemos limitarmo‑nos a nós próprios, instalando, a jusante do contador, ou hidrómetro, um redutor de pressão, que, em geral, proporciona a redução do consumo.

 

2022-02-10

MEDIR A ALTITUDE

MEDIR A ALTITUDE

Medir a altura

 

É fácil medir a altura de um edifício; é menos fácil medir a altura de um monte, ou de um montanha, e ainda menos fácil medir a altitude de um monte. Uma e outras são medidas na vertical do lugar, isto é, na direção do raio terrestre que passa pelo lugar. Conhecemos (e, em geral, facilmente acedemos) a base e a vertical de um edifício e podemos até materializar esta direção (com um prumo, por exemplo). Em geral não temos acesso à vertical de um monte, à linha radial (terrestre) que vai do pico do monte à sua base. Menos fácil  ainda é ter acesso à superfície livre do mar que se imagina sob o cume do monte e que constitui a referência para a medição da altitude do mesmo (monte).

A altitude é uma distância medida na vertical entre dois pontos: um ponto no cume do monte e outro na superfície livre local do mar* que até ali se estenderia.

Apesar de ser uma distância e de se exprimir em unidades de “comprimento”, a “altitude” não é uma grandeza tão simples e imediata como, por exemplo, a altura de uma mesa.

Não se mede a altitude – simplisticamente, a altitude de um ponto é a altura do mesmo acima do nível do mar – com fita métrica, ou outro instrumento corrente de medição de comprimentos. E nem todas as verticais de lugar de um ponto do espaço caem no mar. A altitude, como quase todas as grandezas, mede-se através de (vários) princípios metrológicos, princípios físicos, fenómenos físicos apropriados.

O altímetro (um barómetro) é o instrumento mais conhecido para a medição da altitude.

O funcionamento do altímetro baseia-se na variação da pressão atmosférica ao longo da vertical de cada lugar: em princípio (isto é, se não se considerarem outros fatores, ou grandezas) a pressão atmosférica desce à medida que se sobe em altura**.

Também se pode medir a altitude com um hipsómetro***, um instrumento menos comum do que o altímetro.

 

* Todavia, os mares parecem não estar todos ao mesmo nível, isto é, não parecem pertencer a uma (única e) mesma superfície esférica. Por exemplo, o Mar Morto está a nível mais baixo do que os dos mares mais próximos. Todavia, a referência (marítima) é um nível médio do mar e não um mar em particular para cada altitude.

 

** A pressão atmosférica de referência é fundamentalmente determinada pela altura, ou tamanho da coluna de ar acima do nível do mar; mais propriamente, pelo peso desta coluna de ar (tanto mais rarefeito, e de menor densidade, quanto mais se sobe).

Os barómetros – instrumentos comuns – medem a pressão atmosférica. E a pressão atmosférica, num lugar, equivale ao peso da coluna de ar – de base unitária – presente no lugar.

 

*** O hipsómetro mede a temperatura de ebulição da água num local, podendo‑se correlacioná‑la com a pressão atmosférica correspondente e a partir desta mostrar a altitude atribuível.

 

2022-02-03

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