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Per comprendere quanto sia ampia l’attività che attende i metrologi nell’immediato futuro basta riflettere sul fatto che il Sistema qualità ISO 17025 impone la taratura di tutti gli strumenti di misura utilizzati nella produzione e nei servizi, mediante confronti con i campioni o con materiali di riferimento.

D’altro canto, l’atto di nascita del Sistema Internazionale (SI) è stato redatto nel 1960 dalla XI Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, ma per i metrologi è stata una tappa e non un traguardo, perché il Sistema Internazionale è suscettibile di miglioramenti in base ai requisiti delle misurazioni di cui i vari settori della società necessitano. Nel momento in cui il progresso scientifico e tecnologico offrirà campioni più stabili e consentirà misure più precise, le definizioni delle unità dovranno essere modificate, così come è già stato fatto in passato, ad esempio, con il metro. In occasione della riunione del Comitato Consultivo sulle Unità svoltasi al BIPM a novembre 2007, riprendendo un tema discusso in precedenti incontri, si è parlato delle ridefinizioni del kilogrammo, dell’ampere, della mole e del kelvin (rinviate almeno al 2011) ed è stato rivolto un invito agli Istituti metrologici affinché procedano nello svolgimento degli esperimenti dedicati alla misurazione delle costanti fondamentali, in modo da rendere possibile una definizione dell’unità di massa, di intensità di corrente elettrica, di temperatura termodinamica e della quantità di sostanza con valori delle incertezze minori di quanto consentito oggi.

Negli ultimi anni è cresciuto in modo considerevole il bisogno di misure attendibili e con margini di inesattezza sempre più ristretti, non solo nel settore dei manufatti e per il commercio a tutti i livelli, ma anche nel settore della sanità, della sicurezza, della nutrizione, dell’ambiente, delle comunicazioni e in tutti i campi scientifici e ingegneristici. La collaborazione internazionale a livello tecnico-commerciale e la qualità dei prodotti sarebbero impossibili senza accurate misure, comparabili negli istituti e laboratori metrologici dei vari Paesi coinvolti.

Si calcola che i bisogni di maggior precisione triplichino ogni dieci anni. Oggi dunque abbiamo necessità di misure attendibili in una varietà di campi molto più ampia che nel passato. Vediamo i principali ambiti applicativi.

Fisica e ingegneria - Si pensi, tra i tanti esempi possibili, agli oleodotti e ai gasdotti, dove occorre effettuare misure di portata dei liquidi e dei gas nell’ordine dei miliardi di metri cubi. O, all’opposto, alla tenuta dei flaconi per medicinali e delle lattine per il caffé, per garantire la quale occorrono misure accurate di piccolissimi livelli di flusso di gas. Accanto ai settori tradizionali, è poi necessario definire e quantificare proprietà fisiche per le quali in passato non esistevano procedure metrologiche condivise. È il caso di alcune caratteristiche dei materiali (es. microdeformazioni, viscosità, elasticità, trasferimento di calore), delle proprietà dei grani e delle polveri, dei colori e degli odori e, in prospettiva, delle quantità legate all’informazione quantistica.

Nanometrologia - La frontiera della fisica è oggi rappresentata dalla tendenza alla miniaturizzazione connessa all’intenso sviluppo delle nanotecnologie (componenti con dimensioni uguali o inferiori a un miliardesimo di metro): ciò richiede nuove tecniche di misura e il conseguente sviluppo di una branca della metrologia (la nanometrologia) che metta a punto campioni primari e secondari adatti alle nuove misurazioni.

Chimica - L’ampia crescita del commercio di prodotti chimici come gas, derivati del petrolio, farmaci, beni alimentari… fa crescere i bisogni metrologici anche nel settore chimico e rende indispensabile l’ampliamento dei campi di misura e la diffusione della strumentazione analitica.

Ambiente - Per monitorare la qualità dell’aria, dell’acqua o del suolo è necessario eseguire misure accurate di parametri ambientali. Stime errate possono portare a decisioni disastrose. Per questo la rete di laboratori che effettua le misurazioni deve operare in maniera controllata e conforme alla norma ISO 17025, anche per quanto riguarda la riferibilità delle misure al SI. Le misure dei vari parametri (temperatura, gas a effetto serra, ozono …) possono essere utili solo se sono ancorate a campioni stabili a lungo termine, approvati e riconosciuti a livello internazionale.

Nutrizione - Recenti emergenze come l’encefalopatia spongiforme bovina e l’influenza aviaria hanno messo in evidenza quanto il controllo alimentare dipenda dalla capacità di eseguire misurazioni valide (perché riferite al SI) e accettate a livello nazionale e internazionale. Anche in questo caso, la rete di laboratori deve operare in maniera controllata e conforme alla norma ISO 17025. Negli ultimi anni è inoltre diventato urgente eseguire valutazioni quantitative di organismi geneticamente modificati, per garantirne la presenza o assenza in vari generi di consumo.

Qualità della vita - Molte misurazioni sono collegate alla “qualità della vita”: si pensi, ad esempio, al rumore ambientale, alla polvere, alle vibrazioni, fino ad arrivare a grandezze più “soggettive” come il gusto, il colore, l’odore e l’apparenza (es. brillantezza delle vernici).

Salute - La salute umana dipende in modo critico dalla capacità di fare diagnosi accurate e definire di conseguenza un preciso percorso di intervento e cura; in tutto ciò le misure precise giocano un ruolo essenziale. Ogni giorno vengono introdotti sofisticati strumenti diagnostici che richiedono un controllo attento e costante. «Le misure di tipo chimico/biologico richieste nel campo della salute e della sicurezza alimentare (es. determinazione dei livelli di colesterolo nel sangue, di inquinanti nell’ambiente o negli alimenti) sono sempre più numerose e sempre più numerosi sono i soggetti pubblici e privati che le effettuano», ha ricordato Raffaele Fedele Laitano al V Congresso nazionale «Metrologia & qualità», che si è svolto a Torino il 14-16 marzo 2007. «Nel settore agroalimentare la richiesta di nuovi materiali di riferimento è elevata ed è in crescita per via delle nuove tecnologie impiegate e della numerosità delle sostanze da analizzare. Queste necessità sono in continua evoluzione a causa, ad esempio, della scoperta di nuovi effetti nocivi o del rilascio nell’ambiente di sostanze chimiche o biologiche dannose per la salute. La richiesta di metodi analitici, di materiali di riferimento e di riferibilità metrologica resta purtroppo in larga parte non soddisfatta».

Sicurezza - La metrologia può e deve giocare un ruolo fondamentale anche nel verificare il rispetto delle leggi (es. limiti di velocità attraverso l’autovelox, livello di alcool nel sangue con l’etilometro, presenza di sostanze proibite nel sangue degli atleti con test anti-doping). In molti casi sono già state fissate regole a livello internazionale, ma alcune necessitano ancora di verifiche e miglioramenti.