Por que você precisa de padrões. A Importância da Metrologia

Quando falamos sobre padrões em nossas vidas pessoais, podemos pensar na qualidade que esperamos em coisas como restaurantes e primeiros encontros. Mas os padrões que existem em ciência e tecnologia têm um impacto ainda maior em nossas vidas. Os padrões técnicos nos mantêm seguros, permitem que a tecnologia avance e ajudam as empresas a serem bem-sucedidas. Eles silenciosamente fazem o mundo moderno funcionar e evitam problemas tecnológicos que você pode nem perceber que podem acontecer.

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) dedica-se profundamente aos esforços nessa área há mais de 120 anos. O NIST trouxe melhorias para a vida cotidiana que você pode dar como certo e resolveu problemas que avançaram em tudo, desde a fabricação até a segurança pública.

Pegue hidrantes. Se você precisar ligar para o 911 para relatar um incêndio, não precisa se preocupar com as mangueiras que os bombeiros trazem quando chegam.

Mas esse não foi o caso do Grande Incêndio de Baltimore de 1904 , que queimou por mais de um dia e destruiu 1.500 prédios. Começando em uma tranquila manhã de domingo, o fogo se espalhou rapidamente e superou a capacidade da cidade de combatê-lo sozinha. Corpos de bombeiros de Nova York, Filadélfia, Wilmington, Harrisburg e outros lugares rapidamente correram para ajudar. Eles tinham água e pessoas mais do que suficientes para combater o incêndio, mas havia um problema: a maioria de suas mangueiras de incêndio não cabia nos hidrantes, prolongando o incêndio para 30 horas e danificando uma área do tamanho de 70 quarteirões no comércio da cidade distrito.

Um estudo do NIST encontrou mais de 600 variações em conexões de mangueiras de incêndio nos EUA. O NIST trabalhou com a Associação Nacional de Proteção contra Incêndios para inaugurar um padrão nacional para conexões de hidrantes. Graças a esse padrão, bombeiros de diferentes empresas poderiam trabalhar juntos com mais facilidade para extinguir grandes incêndios e evitar outro desastre como o incêndio de Baltimore em 1904.

O NIST também olha para o futuro para evitar catástrofes tecnológicas. Como um excelente exemplo, todas as informações pessoais e financeiras na internet enfrentam uma grave ameaça de serem expostas por futuras versões dos chamados computadores quânticos. Esses computadores poderosos podem quebrar os esquemas de criptografia atuais que são usados ​​para proteger tudo, desde serviços bancários on-line até nossas contas de e-mail. Felizmente, no entanto, décadas de pesquisa básica por matemáticos levaram a formas de criptografia que até mesmo os computadores quânticos teriam problemas para quebrar. Usando essas funções matemáticas “resistentes ao quantum”, o NIST vem trabalhando com as comunidades acadêmica e industrial para desenvolver um padrão de “ criptografia pós-quântica ”, com o lançamento inicial previsto para 2022.

Os padrões estão em toda parte se você os procurar. O NIST ajudou a especificar a cor padrão dos ônibus escolares para ajudar os motoristas a reconhecê-los instantaneamente. Os procedimentos médicos fornecem quantidades precisas de raios-X e outras radiações graças, em parte, aos padrões nacionais do NIST para radiação ionizante e radioatividade. Podemos usar cartões de crédito sem problemas na maioria dos lugares do mundo graças aos padrões.

Por que existe uma agência federal inteira dedicada a padrões?

Agora que você sabe um pouco mais sobre padrões, você ainda pode achar surpreendente saber que existe uma agência federal inteira dedicada a eles. Mas os fatores que levaram à origem do NIST em 1901 têm semelhanças com muitos dos principais problemas que enfrentamos hoje na economia dos EUA e no mundo em geral.

A eletricidade estava energizando nosso país de novas maneiras, alimentando postes de luz, movendo veículos e transmitindo mensagens, uma reminiscência de como veículos elétricos, painéis solares e luzes LED estão transformando nosso cenário tecnológico. Mas naquela época, havia uma quase completa falta de padrões: os componentes elétricos não podiam se encaixar ou trabalhar uns com os outros, e cientistas de diferentes empresas não tinham convenções acordadas para fazer medições elétricas. O mesmo pode ser dito para praticamente qualquer indústria dos EUA, da construção à produção de alimentos. Por exemplo, havia oito diferentes valores “autoritários” do galão.

Enquanto isso, havia uma feroz competição internacional em ciência e tecnologia.  Inglaterra, Rússia, Alemanha e Áustria criaram laboratórios nacionais de padrões para apoiar sua ciência e comércio. Os americanos estavam pedindo uma agência governamental semelhante para apoiar o comércio e competir internacionalmente.

Em março de 1901, o Congresso aprovou uma legislação para estabelecer e financiar o National Bureau of Standards. Alojado inicialmente no Departamento do Tesouro, o NBS mudou-se dois anos depois para o recém-formado Departamento de Comércio e Trabalho e, em 1913, para o Departamento de Comércio autônomo, onde ainda existe hoje. A agência foi renomeada para Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em 1988, para refletir uma missão ampliada de promover a inovação e a competitividade industrial dos EUA.

Hoje, o NIST está sediado em Gaithersburg, Maryland; tem outro grande campus em Boulder, Colorado; e pertence a várias instituições conjuntas .

O NIST possui cinco laboratórios principais, duas instalações de usuários e três programas dedicados à excelência de fabricação e desempenho. Cinco cientistas receberam Prêmios Nobel pelo trabalho que fizeram no NIST , e inúmeros outros receberam prêmios de prestígio de organizações técnicas.

Embora a agência tenha pouco mais de um século, as raízes do NIST remontam à Constituição dos EUA . A Seção 8 exige que os Estados Unidos “fixem o Padrão de Pesos e Medidas” para apoiar o comércio em todo o país.

Mas antes de prosseguirmos, vamos falar mais sobre o que queremos dizer com “padrões”. No mundo da ciência e tecnologia, existem na verdade dois tipos principais de padrões, e eles são quase como maçãs e laranjas. Vamos primeiro ver as diferenças entre eles.