Como Padrões Rastreados ao NIST Impulsionam Precisão e Qualidade

Mais de um Século de Inovação em Ação

Anteriormente, falamos um pouco sobre o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e como os padrões rastreados ao NIST são uma parte importante dos nossos padrões de QMS. Mas a rastreabilidade ao NIST não é apenas uma pedra angular da nossa indústria, estabelecendo padrões para polegadas, gramas e outras medições. Os padrões rastreados ao NIST entram em ação de maneiras maravilhosamente estranhas, excêntricas e interessantes.

Muito Pão para Manteiga de Amendoim Rastread ao NIST

Um exemplo: há apenas alguns anos, houve um grande alvoroço quando a foto de um pote de manteiga de amendoim de $761 começou a circular na Internet. O que tornava este pote de ouro tão especial e seu preço tão notável? Projetado para auxiliar na calibração de máquinas em laboratórios de ciência de alimentos, este produto é um dos mais de 1.300 materiais de referência padrão (SRMs) criados pelo NIST. SRMs são usados por cientistas e pesquisadores, agências reguladoras e fabricantes em todo o mundo, servindo como base para calibração rastreada ao NIST e como pontos de referência para controle de qualidade.

O menu de SRMs rastreados ao NIST não se limita a manteiga de amendoim. Existem padrões com preços semelhantes para tudo, desde chocolate para confeitaria a espinafre em slurry até "homogeneizado de carne" — um produto familiar, porém um tanto misterioso, projetado para durar na prateleira por muito tempo. E, claro, os padrões rastreados ao NIST vão além da química de alimentos, com SRMs para materiais como orgânicos em gordura de baleia, pó de sedimento de lago e metabólitos de nicotina em urina humana congelada. Na verdade, o NIST teve impacto em uma ampla gama de produtos e aplicações ao longo da história notável da organização e até os dias atuais.

Breve História do NIST

O NIST foi fundado em 1901 como o Escritório Nacional de Padrões, graças aos esforços do Dr. Samuel Wesley Stratton, que serviu como seu primeiro diretor (até 1923) e convenceu o Congresso dos EUA da importância de estabelecer um laboratório nacional de padrões. A total falta de padrões naquela época significava, por exemplo, que havia pelo menos oito versões diferentes de galões e quatro pés diferentes em uso; inspetores de produtos eram frequentemente mal treinados, e dispositivos de medição imprecisos ou fraudulentos tornavam os produtos inconsistentes ou deixavam os consumidores expostos a práticas enganosas.

Em 1905, o NIST convocou a primeira Conferência Nacional sobre Pesos e Medidas (NCWM) para escrever leis, distribuir padrões uniformes e fornecer treinamento para inspetores. O primeiro material padronizado oficialmente rastreado ao NIST (SRM 1) foi calcário argiloso, lançado em 1910 para uso pela indústria de calcário para medir a composição de produtos químicos traço. A coleção de padrões rastreados ao NIST cresceu a partir daí, eventualmente abrangendo padrões de fabricação de alimentos, marcadores de saúde corporal e ferramentas para medir poluentes ambientais.

Hoje, um certificado rastreado ao NIST indica que um produto foi testado contra um SRM do NIST e atende a requisitos rigorosos para aquele produto. A cada ano, o NIST envia cerca de 14.500 unidades de SRM e desenvolve 5 a 10 novos SRMs, frequentemente para agências reguladoras como CDC ou EPA.

Outros Marcos do NIST

Além de manter e desenvolver padrões rastreados ao NIST para o programa SRM, o NIST foi responsável por alguns desenvolvimentos fascinantes. Por exemplo, na histórica Feira Mundial de 1904 em St. Louis, o físico do NIST Perley G. Nutting demonstrou o que eram arguivelmente as primeiras placas iluminadas por gases eletrificados. Desenvolvidas a partir do trabalho de espectrometria de gases que Nutting fazia no NIST, as placas não passavam de uma novidade na época, mas duas décadas depois a tecnologia teria um enorme impacto comercial com o advento das placas de neon. A Times Square nunca mais seria a mesma.

Em 1916, as melhorias do NIST na tecnologia de radiogoniômetro (RDF) resultaram em um novo design que serviu como protótipo para a Marinha dos EUA e foi usado para localizar a posição de forças inimigas durante a Primeira Guerra Mundial. Falando de rádio: seis meses antes da primeira estação de rádio comercial ser lançada em 1920, o NIST estava experimentando transmissão de música e fala para estudar os problemas técnicos experimentados no rádio inicial. Em 1923, o NIST estava transmitindo frequências padrão de sua própria estação, ajudando estações de rádio comerciais a evitar interferência nos sinais umas das outras.

Felizmente para muitas indústrias, em 1926 funcionários do NIST inventaram o anel de prova, um dispositivo semelhante a uma balança de mola usado para medir forças aplicadas. Embora o design tenha evoluído um pouco ao longo do tempo, anéis de prova ainda estão em amplo uso hoje — e ainda são fabricados de acordo com padrões rastreados ao NIST.

Em 1928, o NIST intencionalmente queimou dois prédios condenados em Washington, D.C., no que foi provavelmente o primeiro teste de incêndio em escala real. Monitorando condições reais à medida que ocorriam e comparando-as com as curvas teóricas tempo-temperatura da época, a equipe coletou dados que eventualmente se tornaram parte dos padrões rastreados ao NIST para resistência ao fogo em edifícios.

No verão de 1936, o NIST fez parceria com a National Geographic Society para enviar uma expedição ao Cazaquistão para observar um eclipse solar. Usando uma câmera especial de 14 pés e lente de 9 polegadas projetada e construída pelo NIST, a equipe tirou as primeiras fotografias coloridas naturais de um eclipse solar.

O NIST até construiu o primeiro relógio atômico do mundo, em 1949. Embora o relógio não fosse preciso o suficiente para ser usado como padrão de tempo, ele provou o conceito e levou ao eventual desenvolvimento do primeiro relógio atômico preciso o suficiente para ser um padrão de tempo, construído no Laboratório Nacional de Física no Reino Unido em 1955. (Note que hoje, o NIST mantém o relógio atômico oficial do mundo.)

Em 1953, o NIST fez parceria com a Associação Dental Americana para inventar a máquina de raio-X panorâmica — tornando possível criar uma imagem de toda a boca com apenas uma exposição, ajudando a minimizar a exposição à radiação. Antes, o NIST e a ADA contribuíram para a invenção da broca dental de alta velocidade.

Olhando para o Censo dos EUA de 1960, em 1954 o NIST e o Census Bureau desenvolveram o Dispositivo de Detecção Óptica de Filme para Entrada em Computadores. "FOSDIC", como era conhecido, permitia que formulários marcados à mão fossem digitalizados para microfilme e então convertidos em código de computador. O dispositivo, capaz de ler 10 milhões de respostas por hora, foi atualizado e usado para processar dados do censo até 1990.

Em outras notícias digitais, em 1957 um computador de primeira geração projetado e construído no NIST foi usado para produzir a primeira imagem digital. O engenheiro do NIST Russell Kirsch e seus colegas criaram uma imagem digitalizada do filho de três meses de Kirsch, Walden, enquanto trabalhavam em um método para o Computador Automático Padrão Oriental (SEAC) reconhecer números e letras. O legado de Kirsch vive: o pequeno Walden cresceu para trabalhar na Intel, e em 2003 a revista Life nomeou a imagem uma das "100 Fotografias que Mudaram o Mundo" devido ao seu impacto no desenvolvimento da fotografia digital.

Em 1967, o primeiro SRM para aplicações clínicas foi um salva-vidas: um padrão rastreado ao NIST para teste de colesterol humano. Antes disso, testes de colesterol eram notoriamente não confiáveis; errando em até 23%, muitas vezes resultavam em tratamento desnecessário ou riscos não detectados que colocavam pacientes em perigo.

Com a crise do petróleo no início dos anos 1970 levando ao desenvolvimento de reservas de petróleo e riscos ambientais para a costa do Alasca, a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional pediu ao NIST para coletar dados de linha de base sobre o ambiente marinho. Muito mais tarde — em 1989 — as 700 amostras de sedimento, água e vida marinha que o NIST coletou provariam ser críticas para avaliar o impacto do vazamento de óleo do Exxon Valdez.

Em parceria com a NASA, um padrão rastreado ao NIST também foi o primeiro produto feito no espaço. Em 1983, durante o primeiro voo do Ônibus Espacial Challenger, o SRM 1960 do NIST foi criado no ambiente de microgravidade do ônibus. Consistindo de esferas de poliestireno perfeitamente esféricas e estáveis, o produto é projetado para auxiliar na medição consistente de partículas pequenas como as encontradas em medicamentos, cosméticos, produtos alimentícios, tintas, cimentos e poluentes.

A pedido do braço de pesquisa do Departamento de Justiça dos EUA, o NIST produziu o primeiro padrão de perfilagem de DNA do mundo, em 1992. Desenvolvido ao longo de dois anos, o SRM 2390 é projetado para testar cada etapa do complexo método de análise para identificar pessoas usando DNA.

Ao longo do tempo, o NIST continuou a desenvolver maneiras novas e mais precisas de medir o tempo. O ano de 1993 viu a introdução do Serviço de Tempo na Internet do NIST, que permite que as pessoas ajustem o relógio do computador para corresponder ao Tempo Universal Coordenado (UTC), que é até hoje aceito como padrão de tempo em todo o mundo. E em 2010, o relógio quântico experimental de lógica do NIST era considerado o relógio mais preciso do mundo; projeta-se que não ganhará ou perderá um segundo em 4 bilhões de anos.

O que o Futuro Rastread ao NIST Reserva?

Claramente, o que o NIST fez não é apenas importante, mas também de longo alcance — e ainda há mais trabalho a ser feito. Por exemplo, aqui na Metal Cutting Corporation, nosso uso de calibração rastreada ao NIST junto com nossos outros padrões de QMS nos ajuda a entregar peças de alta qualidade que atendem às especificações dos clientes. No entanto, ainda estamos esperando por um padrão rastreado ao NIST para o método de teste por correntes parasitas que frequentemente usamos para inspecionar metais refratários em busca de falhas de superfície como trincas. (Pessoal do NIST, estão lendo isso?) Você pode ler mais sobre a falta de um padrão ECT e outros problemas relacionados à calibração no nosso blog Os Dilemas dos Padrões de Calibração.

Aderência a padrões rastreados ao NIST, certificação ISO 9001:2015 e um QMS comprovado são apenas algumas das qualidades a procurar em um parceiro de corte de metal. Saiba mais baixando nosso guia gratuito, 7 Segredos para Escolher um Novo Parceiro Contratado: Guia Técnico para Terceirizar sua Fabricação de Metal de Precisão.

O blogueiro desta semana, Joshua Jablons, é o Presidente da Metal Cutting Corporation.