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Nuova Metrologia SI

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Nuova Metrologia SI

Entrato in vigore il nuovo Sistema Internazionale delle unità di misura

Cisiamo: dal 20 Maggio è entrato in vigore il nuovo Sistema Internazionale delle unità di misura, che definisce chilogrammo, metro, secondo, ampere, kelvin, mole e candela in relazione a costanti fondamentali della fisica, anziché sulla base di oggetti fisici che possono cambiare nel tempo.

Perché occuparsi delle unità di misura? Perché servono per definire lo spazio ed il tempo, consentono il passaggio dal macro al micro-mondo e quindi sono propedeutiche alle nanoscienze, materiali e nuove tecnologie. Definiscono le misure per l’ambiente, l’alimentazione, la salute e l’energia. Sono alla base dell’innovazione tecnologica.

Nel 1875 diciassette paesi, tra cui l’Italia, siglano a Parigi la Convenzione del Metro, il trattato internazionale che pone le basi per la creazione di un linguaggio condiviso con cui esprimere le misurazioni, il Sistema Internazionale delle unità di misure. Sono gli anni della seconda rivoluzione industriale, quando in Europa e negli stati Uniti l’intensificarsi delle attività produttive e commerciali fa avvertire sempre più l’esigenza di un sistema unificato di pesi e misure.

Il passo successivo è costituito dal sorgere di istituti metrologici nazionali, in questi stessi paesi. La storia di questi enti corrisponde alla storia della scienza delle misure in Italia, disciplina che nel nostro paese riceve impulso dal sorgere delle prime industrie sul territorio piemontese, nella seconda metà dell’Ottocento. Torino, perduto nel 1865 il ruolo di centro politico nazionale, con lo spostamento della capitale del Regno d’Italia a Firenze, sceglie una nuova vocazione, l’industria.

La storia dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) è in apparenza breve. Nasce solo nel 2006, (formalizzato con D. Lgs. n. 213 del 31/12/2009). E’ il risultato però della fusione tra due storici enti di ricerca, l’Istituto Elettrotecnico Nazionale “Galileo Ferraris” e l’Istituto di Metrologia “Gustavo Colonnetti”, entrambi fondati a Torino nel secolo scorso.

In occasione della Giornata mondiale della metrologia (il 20 maggio: si celebra l’anniversario della firma della Convenzione del Metro), l’Accademia delle scienze ha ospitato una serie di eventi, organizzati dall’ INRIM, tra i quali ‘Le costanti della fisica come riferimento per pesi e misure: il lungo cammino verso le nuove definizioni’. Sottolineano una svolta epocale, necessaria per stare al passo con i progressi della ricerca e dell’industria,

L’INRIM, in qualità di istituto metrologico nazionale, ha il compito di realizzare, mantenere e sviluppare i campioni nazionali di riferimento delle unità di misura del Sistema Internazionale (SI). L’esistenza di tali esemplari garantisce la riferibilità di ogni misurazione al SI, cioè l’affidabilità delle misure e la loro comparabilità a livello internazionale. Comprende sette unità di misura di base, da cui si ricavano tutte le altre, dette unità derivate.

Nel tempo, il “SI” ha subito diversi cambiamenti, per adeguarsi alle esigenze del progresso scientifico e tecnologico. L’ultima modifica è la ridefinizione, decisa nella 26° Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure del 13-16 novembre 2018, delle unità di base, a partire dal valore di alcune costanti fisiche. Le sette unità di misura di base – metro, chilogrammo, secondo, ampere, kelvin, mole e candela – erano all’inizio definite per mezzo di oggetti fisici o proprietà della materia.

Il metro, ad esempio, corrispondeva alla lunghezza di una barra di platino-iridio, conservata a Parigi presso il Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), cioè l’Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure. Oggi l’unità di misura della lunghezza è invece definita dalla distanza percorsa dalla luce, nel vuoto, in un determinato intervallo di tempo, cioè dalla sua velocità, rappresentando una costante fondamentale della fisica.

Nel corso del secolo scorso, gli scienziati hanno imparato a misurare il valore delle costanti della fisica, con crescente precisione: hanno scoperto che esse offrono un riferimento molto più stabile, rispetto agli oggetti fisici. Grazie alle costanti della fisica, il cui valore è fisso, immutabile nel tempo e nello spazio, avremo campioni di riferimento delle unità di misura più riproducibili, ovunque. Le prime unità di base, definite per mezzo di costanti della fisica, sono state:

- il metro, in termini di velocità della luce (c)
- il secondo, in termini di frequenza della transizione iperfine dell’atomo di cesio (Δν)
- la candela, in termini di efficacia luminosa (Kcd)

Successivamente, sono stati ridefiniti, per mezzo di costanti fisiche fondamentali, anche:

- il chilogrammo, in termini di costante di Planck (h)
- l’ampere, in termini di carica elementare (e)
- il kelvin, in termini di costante di Boltzmann (k)
- la mole, in termini di costante di Avogadro (NA)

La necessità di misure adeguate segue la gestione della conoscenza, in tutti i settori ed in tutti i luoghi. E’ inevitabile tenerne conto !

BIBLIOWEB:

Sito INRIM https://www.inrim.it/
Sito BIPM https://www.bipm.org/en/measurement-units/
Perché la Metrologia https://www.youtube.com/watch?v=MUJX1Yyx6TI

 La Revisione Del Sistema Internazionale di UNITÀ DI MISURA – INRIM, 2019 (PDF)

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Marco Pradella

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