Na Antiguidade, em redor da bacia do Mediterrâneo, desenvolveu-se o uso das chamadas unidades antropométricas, assim denominadas por serem baseadas nas medidas do corpo humano. Aí se usaram o pé, o passo, o dígito (dedo), a mão, o palmo, o braço ou o côvado (medida de comprimento referida na Bíblia e que corresponde à distância entre o cotovelo e o dedo mínimo da mão). Porém, tal levantava alguns problemas, já que era natural cada pessoa adaptar as medidas que utilizava em função da sua própria estatura.

Por exemplo, durante boa parte da Idade Média, em Inglaterra, a unidade de comprimento pé correspondia ao tamanho do pé do rei que estivesse no trono, mudando por isso o padrão com cada novo soberano que herdava a coroa, o que forçava todos os vassalos a terem de se adaptar às alterações nas medidas. Noutros casos, a falta de normalização levava a que uma unidade, embora pudesse ser conhecida pelo mesmo nome numa dada área, acabasse afinal por não ter idêntico valor em todas as localidades dessa região. Surgiu, por isso, em algumas zonas o hábito de marcar essas medidas nas portas dos castelos ou à entrada das igrejas, para que os mercadores soubessem assim qual era a equivalência adoptada naquela povoação.

Naturalmente que tais circunstâncias causavam perturbações na actividade mercantil, na arrecadação de tributos que dependessem directamente dessas medições e, sobretudo, no tráfico com povos de países longínquos. Esse foi, aliás, um dos motivos que levaram, com o avanço dos Descobrimentos e o consequente incremento do comércio internacional, a esforços acrescidos no sentido de ser adoptado um sistema de pesos e medidas que fosse aceite e reconhecido nas mais diversas paragens.

Ao mesmo tempo, nesse período do Renascimento, a Europa conheceu igualmente um assinalável desenvolvimento científico aos mais variados níveis. As novas disciplinas do saber, bem como o aprofundar de conhecimentos das mais antigas, levaram ao aperfeiçoamento de aparelhos que se exigiam cada vez mais precisos e com base em unidades padronizadas. As próprias expedições marítimas de longo curso, a determinação da posição dos navios no alto mar e a previsão da duração das viagens dependiam de estimativas rigorosas. Instrumentos de navegação, de medições astronómicas, termómetros, relógios e muitos outros realçaram a necessidade de serem adoptados sistemas normalizados. No entanto, a tarefa não se afigurava fácil, já que a multiplicidade de unidades que então se utilizava era vasta, estas estavam, havia muito, profundamente enraizadas nos hábitos de cada povo, e as populações tinham relutância em abandonar aquilo que conheciam e sempre lhes havia servido.

Impunha-se então definir com rigor as unidades a utilizar. Assim, dez anos depois, foi definido o metro como sendo a décima-milionésima parte da distância entre o Pólo Norte e a linha do Equador (1/4 do meridiano terrestre que atravessava Paris) – mais tarde, verificou-se que a medida de um quarto do meridiano diferia afinal dos 10 milhões de vezes o valor do metro calculado pelos sábios da época, sendo o erro atribuído aos instrumentos pouco aperfeiçoados empregues em finais do século XVIII. Contudo, dado que não faria sentido alterar-se esse valor de cada vez que surgisse um método mais rigoroso para avaliar essa distância, a medida desse metro-padrão perdurou. Quanto ao quilograma-padrão, foi definido como correspondendo a mil vezes a massa de 1 centímetro cúbico de água pura à temperatura de 4º C.

Tanto o metro-padrão como o quilograma-padrão foram representados fisicamente. O metro-padrão consiste numa barra de platina, na qual estão marcadas duas linhas. A distância que medeia entre ambas, estando a barra à temperatura de zero graus centígrados, corresponde ao metro (como curiosidade reveladora do grau de rigor que se procura, refira-se que a barra deve ser observada a uma distância mínima de 4 metros, para que as dimensões desta não sejam afectadas pelo calor que irradia do corpo humano). O protótipo do quilograma-padrão é um cilindro, também de platina iridiada. Ambos os padrões se encontram no Registo Internacional de Pesos e Medidas, em Sèvres, França, existindo cópias dos mesmos nos restantes países.

O sistema francês acabaria por se disseminar pelo resto da Europa, sendo inicialmente impulsionado pelas campanhas napoleónicas. Contudo, levaria algum tempo a impor-se, chegando a sua implementação legal, em alguns casos, a ser acompanhada pela aplicação de castigos, mais ou menos pesados, para quem continuasse a recorrer às antigas unidades de medida, o que, de algum modo, é revelador da resistência que se fez sentir.

Já no século XIX, o astrónomo e matemático alemão Karl Gauss propôs como unidade de medição do tempo o segundo, utilizado até então apenas pelos astrónomos. Também durante esse século, com o desenvolvimento dos estudos sobre a electricidade, se impôs a necessidade de determinar a grandeza destes fenómenos físicos, tendo o ampère sido adoptado como a unidade-padrão para efectuar tais medições. No entanto, só já em meados do século XX é que esta unidade foi aprovada pelo Bureau International de Pesos e Medidas (BIPM), entretanto criado. Poucos anos mais tarde seriam adicionados ao grupo inicial a unidade para medida de temperaturas, o grau kelvin, e a candela, utilizada para a medir a intensidade luminosa. Em 1960, este grupo de seis unidades-padrão passou a ser designado por Sistema Internacional de Unidades (SI). Finalmente, em 1971, foi-lhe acrescentado o elemento mais recente, a mol, unidade que mede a quantidade de substância. São assim sete as unidades-padrão que fazem parte do actual Sistema Internacional. Obviamente que existem muitas outras unidades de medição, mas, à partida, todas elas podem ser deduzidas a partir das primeiras, que são por isso chamadas unidades de base.

Para serem de facto fiáveis, os padrões devem obedecer a alguns requisitos, a saber: serem indestrutíveis, não variarem ao longo do tempo, não se alterarem consoante o local, serem reprodutíveis, serem de fácil acesso; proporcionarem medições fáceis e precisas.

Naturalmente que, com a evolução tecnológica e científica, principalmente desde que se aprofundaram os estudos microscópicos, tem sido feito um esforço para precisar ainda mais a definição destas unidades-padrão. O BIPM realiza conferências no sentido de apurar e, eventualmente, adoptar esses novos aperfeiçoamentos, por vezes fruto de cálculos complexos, só possíveis devido ao surgimento de instrumentos altamente sensíveis, que permitem efectuar medições ao nível das partículas atómicas.

Por exemplo, em 1983, foi adoptada uma nova definição de metro, passando este a ser equivalente à distância percorrida pela luz no vácuo em 1/299.792.458 avos de segundo. Por sua vez, o segundo havia já sido definido, em 1967, como o tempo necessário para que a radiação do elemento químico césio 133 vibre 9.192.631.770 vezes. O mesmo grau de precisão não foi ainda obtido para o quilograma, tendo sido relembrado numa conferência ocorrida em 1999 que o protótipo francês do quilograma-padrão original se encontra sujeito a instabilidade química, podendo por isso haver variações na sua massa (presentemente é a única unidade-padrão em vigor representada por um corpo físico). Já as definições das restantes unidades de base são relativamente complexas e, por esse motivo, não serão aqui referidas.

A tendência actual é a de procurar definir padrões baseados em fenómenos naturais que possam ser verificados e reproduzidos em laboratórios de medidas e, sobretudo, que possam considerar-se praticamente imutáveis. Como exemplo curioso desta premissa, que pretende tornar o mais fiáveis possível os instrumentos com que lidamos, citaremos a entrada em operação, em 1999, do relógio atómico NIST-F1, baseado numa técnica chamada «Relógio por Fonte de Césio», cuja margem de erro na medição do tempo é de 1 segundo em cerca de 20 biliões de anos.

Tempo, distância, massa, quantidade de matéria, temperatura, corrente eléctrica e intensidade luminosa são então as sete ordens de grandeza básicas que fazem parte do actual Sistema Internacional, e às quais correspondem, respectivamente, as unidades-padrão segundo (s), metro (m), quilograma (kg), mol (mol), kelvin (K) ampère (A) e candela (cd). É recorrendo a elas que procuramos tornar mais funcionais e profícuas as múltiplas actividades humanas.

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