A metrologia adimensional é uma ferramenta poderosa que desempenha um papel essencial na análise, modelagem e compreensão de fenômenos físicos complexos em uma variedade de campos científicos e tecnológicos.
Seu uso permite uma abordagem sistemática e padronizada para a medição e caracterização de grandezas físicas, contribuindo significativamente para o avanço do conhecimento e o desenvolvimento de aplicações práticas em diversas áreas da ciência e engenharia.
Ela trata de um conceito da metrologia que se concentra na análise e medição de grandezas físicas que não possuem unidades de medida tradicionais, ou seja, são expressas em números puros, sem qualquer unidade associada, o que as torna adimensionais.
Esse campo embora de uso específico e frequência inabitual, é fundamental em diversas áreas da ciência e engenharia, permitindo uma compreensão mais profunda e precisa de fenômenos complexos.
A metrologia adimensional é especialmente aplicada em disciplinas onde as grandezas físicas são normalizadas para análise comparativa e modelagem matemática (fluidodinâmica, transferência de calor, dinâmica de estruturas) considerando parâmetros numéricos como, por exemplo, dentre vários, o número de Reynolds (um numero adimensional, um coeficiente usado em mecânica dos fluidos para o cálculo da relação entre duas forças que agem em um escoamento fluido), o número de Mach (uma razão entre a velocidade do objeto que se desloca em um meio fluido e a velocidade das ondas sonoras nesse mesmo meio, e também uma medida adimensional de velocidade), ou o número de Nusselt, (uma grandeza adimensional utilizada para a determinação do coeficiente de transferência de calor entre um fluido por convecção e por condução).
Esses números singulares desempenham um papel crucial na caracterização de fenômenos físicos no desenvolvimento de correlações e modelos empíricos, na validação de modelos teóricos e computacionais, que permitem comparações diretas entre resultados experimentais e simulações numéricas.
Por meio desta metrologia adimensional, profissionais da área podem entender melhor o comportamento de sistemas físicos complexos, bem como prever desempenho, garantindo a precisão e a confiabilidade dos modelos utilizados em diferentes aplicações industriais e científicas.
A normalização de grandezas físicas através da metrologia adimensional simplifica a comunicação e a interpretação de resultados em diferentes contextos e escalas, permitindo que pesquisadores compartilhem informações de forma mais eficaz e precisa em processos físicos complexos cujas propriedades não são resultantes dos elementos constitutivos observados isoladamente como metodologicamente é permitido no estudo da física, e sim fenômenos que interagem e são capazes de formarem comportamentos distintos daquilo que se espera, produzindo outras espontaneamente, outras estruturas ou mesmo propriedades exatamente pelas relações não lineares entre as partes observadas.
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Nada de novo, nada de moderno, uma vez que as magnitudes (medidas numéricas relacionadas a uma grandeza física específica) ditas adimensionais existem desde a antiguidade e são definidas como razões entre duas grandezas da mesma natureza e tem seus exemplos citados no Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM 2012) como, por exemplo: os ângulos planos em radianos, os ângulos sólidos (quando medidos em esferorradianos), o índice de refração, a permeabilidade relativa, a fração de massa, o coeficiente de atrito e o número de Mach.
Grande parte dos números adimensionais são os resultantes de proporções, ou frações em que as unidades do numerador e denominador entre grandezas derivadas, se cancelam. Embora não sendo definidos ou citados especificamente pelo VIM, índices importantes, relacionados a escalas, quantidades (numero de partículas, peças, pessoas, frações de massa ou molares – ppm) permitem que medidas sejam feitas ou comparadas definindo relações de intensidade, volume, força em diversas grandezas nas áreas do conhecimento.
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Crédito: Luiz Fernando Mirault Pinto / Revista Digital AdNormas – @ disponível na internet 8/4/2024