Metrologia to nauka, która zajmuje się pomiarami i interpretowaniem ich wyników. O tym jak ważna jest to dziedzina, świadczy fakt, że w niecałe pół roku od odzyskania przez Polskę niepodległości, utworzono Główny Urząd Miar. Profesor Jacek Semaniak, prezes Głównego Urzędu Miar mówi, że bez metrologii nie byłoby także motoryzacji i komunikacji. Dziś obchodzimy Światowy Dzień Metrologii.
Dzisiaj obchodzimy Światowy Dzień Metrologii. Czym w ogóle jest metrologia, dlaczego jest ona tak ważna i jakie przełożenie na nasze życie?
Prof. Jacek Semaniak prezes Głównego Urzędu Miar: Metrologia jest obecna w bardzo wielu różnych obszarach życia i na wszystkich chyba poziomach zastosowań, od najprostszych do najbardziej specjalistycznych. To nauka o pomiarach i ich zastosowaniach. Etymologicznie metrologia wywodzi się od greckich słów: „metron”, oznaczające miarę i „logos”, oznaczające wiedzę. Zatem dotyczy wiedzy o miarach i tak też była postrzegana przez wieki.
Współcześnie jednak rozszerzyła swój zasięg znaczeniowy na naukę o pomiarach, nie tracąc z pola widzenia swego pierwotnego znaczenia. Związek pomiędzy miarą i pomiarem jest oczywisty, gdyż aby wykonać dowolny pomiar, potrzebna jest odpowiednia miara, a ściślej jednostka miary, w której można wyrazić wynik pomiaru z odpowiednią jego dokładnością. Wyniki można i trzeba ze sobą porównywać, a można to czynić jedynie, gdy przyjęte będzie jednakowe dla nich odniesienie w postaci powszechnie przyjętej jednostki miary, dla każdej ze sobą porównywanej wielkości. Dlatego istotą metrologii jest zapewnienie spójnego, powszechnie uznawanego i praktycznie stosowanego systemu miar. Takim systemem jest system metryczny, którego podstawą jest Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI i światowa struktura metrologiczna powołana na mocy Konwencji Metrycznej podpisanej 20 maja 1875 roku. Aby upamiętnić to wydarzenie, każdego roku, w dniu 20 maja, światowa społeczność metrologów obchodzi Światowy Dzień Metrologii. Tegoroczne obchody organizowane się pod hasłem „Metrologia w erze cyfrowej”.
Czy bez metrologii nie byłoby w ogóle motoryzacji, komunikacji?
Oczywiście, że tak. Przedmioty codziennego użytku, samochody, samoloty są wręcz naszpikowane układami pomiarowymi, systemami bezpieczeństwa. Metrologia w motoryzacji nie tylko pomaga nam uniknąć kolizji ale tez chroni użytkowników przed przewróceniem samochodu, pozwala zatrzymać pojazd przed przeszkodą, na przykład rowerzystą, minimalizuje skutki zderzenia, ułatwia prowadzenie samochodu w niekorzystnych warunkach atmosferycznych, czy kontroluje prędkość jazdy. Często nie jesteśmy świadomi tych wszystkich funkcji pomiarowych, które znajdują się w pojazdach a które nie tylko zwiększają komfort jazdy kierowcy i pasażera ale przede wszystkim służą bezpieczeństwu. Dlatego wszystkie elementy konstrukcyjne samolotów, samochodów, ale i innych sprzętów wymagają bardzo precyzyjnych pomiarów
Dlaczego tak ważne są normy i pomiary?
Zacznijmy od tego, że wiele dziedzin życia społeczno-ekonomicznego, jak handel, ochrona zdrowia, bezpieczeństwo, czy ochrona środowiska muszą polegać na normach. Kiedy jemy, pijemy wodę z kranu, włączamy na przykład żelazko, jedziemy samochodem lub lecimy samolotem, nasze bezpieczeństwo zależy od przestrzegania określonych prawem przepisów, opracowanych i wprowadzonych w życie przez powołane do tego instytucje. Przykładów, jak ważną rolę odgrywają dokładne pomiary dla zapewnienia naszego bezpieczeństwa, jest wiele, zaczynając od kompatybilności urządzeń elektrycznych, przez kontrolę przyrządów i urządzeń medycznych, na składzie materiałów budowlanych kończąc. Metrologia prawna ma szczególny wpływ także na inne sfery codziennego życia, jak bezpieczeństwo i higiena pracy.
Do parametrów podlegających pomiarom i wyznaczaniu norm w miejscu pracy zaliczamy pomiar poziomu hałasu, temperatury i wilgotności w miejscu pracy. Powszechność pomiarów sprawia, że świadomość ich znaczenia ginie w natłoku codziennych spraw. Każdego dnia, korzystając z dystrybutora paliw, czy kasując bilet miejski, nie zastanawiamy się, jak odmierzane jest paliwo oraz jak liczony jest czas przejazdu, jakim procedurom poddano dystrybutor oraz kasownik, zanim oddano je do użytku. Zazwyczaj nie dostrzegamy pracy przyrządów pomiarowych oraz tego, że przy pomocy narzędzi metrologii prawnej podejmujemy jako GUM działania w celu ochrony interesów obywateli.
Metrologia także określa transport przyszłości – w jaki sposób?
Jednym z podstawowych zadań Głównego Urzędu Miar jest zapewnienie spójności (odniesienie do jednostek miar) wyników pomiarów. Transport przyszłości m.in. pojazdy autonomiczne, aby mogły się samodzielnie przemieszczać w przestrzeni, muszą być wyposażone w przyrządy pomiarowe, które muszą spełnić określone wymagania. Zadaniem GUM jest zweryfikowanie dokładności oraz poprawności działania tych przyrządów. Laboratoria GUM wykonują wzorcowania oraz badania takich przyrządów np. właściwa orientacja w przestrzeni pojazdu autonomicznego (pomiary odległości, czasu, prędkości), pomiary warunków środowiskowych (pomiary temperatury). Poprawne zweryfikowanie przez GUM przyrządów pomiarowych zainstalowanych w pojazdach autonomicznych pozwoli na bezpieczne funkcjonowanie pojazdów autonomicznych.
Jaka jest rola GUM? GUM jest jedną z najstarszych instytucji w Polsce, zaczął działania w mniej niż pół roku po odzyskaniu niepodległości – jaka jest jego historia i czym dotychczas zajmował się Urząd?
Wsparcie polskiej gospodarki, jej innowacyjności i konkurencyjności oraz odpowiedniego poziomu życia obywateli w obszarach wykorzystujących infrastrukturę pomiarową – to jest główna rola GUM.
Przede wszystkim należy podkreślić, że od samego początku istnienia Urzędu jego zadania co do zasady pozostają niezmienne. Następuje jednak ich ewolucja, która jest wprost proporcjonalna do rozwoju nauki, technologii, społeczeństwa, jego potrzeb i oczekiwań. GUM jest jedną z najstarszych instytucji, gdyż do poprawnego funkcjonowania organizmu, jakim jest państwo, niezbędny jest jednolity system miar.
Po odzyskaniu niepodległości ujednolicenie miar miało ogromne znaczenie, gdyż na terenie nowo powstałego państwa polskiego istniały różne systemy miar, odziedziczone po rozbiorach i różne organizacje służby miar. Wydany 8 lutego 1919 r. Dekret o miarach powoływał centralną instytucję państwową ds. miar i narzędzi mierniczych – Główny Urząd Miar, którego dyrektorem z dniem 1 kwietnia 1919 r. został inż. Zdzisław Rauszer.
W późniejszych latach Urząd przechodził kilkakrotną reorganizację. Z dniem 1 lipca 1965 r. GUM i struktury terenowej administracji miar weszły w skład nowej instytucji -Centralnego Urzędu Jakości i Miar. Kolejną zmianą organizacyjną było powołanie 1 maja 1972 r. Polskiego Komitetu Normalizacji i Miar. Następna reorganizacja odbyła się w 1979 r. Rozszerzono wówczas zakres dotychczasowych kompetencji instytucji, zmieniając przy okazji nazwę na „Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości”.
Po zmianach ustrojowych, 1 stycznia 1994 r. nastąpiła reorganizacja PKNMiJ, z którego struktur została wydzielona metrologia, jako autonomiczna instytucja pod historyczną nazwą „Główny Urząd Miar”, zajmująca się tradycyjnie wzorcami, pomiarami i metrologią prawną. W latach dziewięćdziesiątych podjęto starania dostosowania polskiego prawodawstwa o miarach do struktur europejskich. Prace zakończyły się uchwaleniem nowej ustawy z dnia 11 maja 2001 r. Prawo o miarach oraz pakietu aktów towarzyszących, z terminem wejścia w życie z dniem 1 stycznia 2003 r. Prawo o miarach znowelizowano 18 maja 2017 r. w celu wzmocnienia wsparcia rozwoju krajowego przemysłu, a także koordynacji badań naukowych i prac rozwojowych w obszarze technologii pomiarowych.
Dodam, że 12 maja 2022 r. Sejm niemal jednogłośnie przyjął poprawkę Senatu do nowelizacji ustawy „Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce„ oraz niektórych innych ustaw. Nowelizacja ustawy przewiduje między innymi wpisanie do katalogu podstawowych zadań prezesa Głównego Urzędu Miar prowadzenie badań naukowych i prac rozwojowych. GUM będzie mógł występować jako wnioskodawca (także w konsorcjum z innymi podmiotami) w konkursach na realizację projektów badawczych ogłaszanych przez Narodowe Centrum Nauki i Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
Co jest największym osiągnięciem GUM?
Współpraca międzynarodowa w ramach Konwencji Metrycznej, podpisanej w Sevres we Francji w 1875 roku, którą Polska ratyfikowała w 1925 roku, stanowi niezmiernie ważny aspekt pracy i funkcjonowania polskiej administracji miar. Przez cały czas GUM utrzymuje ścisłe kontakty ze międzynarodowym środowiskiem metrologicznym.
W 1955 r. GUM przystąpił do Konwencji o Międzynarodowej Organizacji Metrologii Prawnej, której idea pojawiła się już w roku 1937, w czym istotny udział mieli wybitni przedstawiciele metrologii polskiej: dr Zdzisław Rauszer i prof. Jan Obalski. W roku 1999 GUM został sygnatariuszem CIPM MRA (Porozumienia o wzajemnym uznawaniu państwowych wzorców jednostek miar oraz świadectw wzorcowania i świadectw pomiarów wydawanych przez krajowe instytucje metrologiczne). Jeszcze przed przystąpieniem do UE, GUM został członkiem europejskich organizacji metrologicznych EUROMET (później EURAMET) oraz WELMEC.
Członkostwo GUM i Polski w Komitetach Doradczych CIPM (CCAUV, CCM, CCTF), aktywny udział GUM w międzynarodowych programach prowadzonych w obszarze metrologii naukowej, jest najlepszym wskaźnikiem, iż Polska nie tylko nie odbiega od światowych standardów w zakresie miar, ale również aktywnie uczestniczy w podejmowaniu nowych wyzwań w metrologii. Co więcej, udział w projektach przyczynił się do stopniowego przeorientowania aktywności w kierunku prac naukowo-badawczych. Znalazło to swój wyraz przy wdrażaniu nowych wzorców pomiarowych, w tym opartych na zjawiskach kwantowych, zapewniających najwyższą możliwą do osiągnięcia dokładność realizacji jednostek miar. Przykładem mogą być wzorce napięcia i rezystancji wykorzystujące zjawiska kwantowe w postaci efektu Josephsona i kwantowego efektu Halla, wymagające zastosowania unikatowej aparatury pomiarowej. Innym przykładem wzorca o najwyższej dokładności może być pierwotny wzorzec częstotliwości w postaci tzw. fontanny cezowej czy wzorzec długości, w postaci stanowiska z laserem impulsowym nazywanym grzebieniem częstotliwości optycznych. Właściwe wykorzystywanie tych urządzeń wymaga stworzenia nowoczesnego zaplecza laboratoryjnego.
GUM chce także nadążać za innowacjami i sam się rozwijać. Czy właśnie do tego potrzebny będzie nowy Kampus Laboratoryjny w Kielcach? Jaka będzie jego rola?
Świętokrzyski Kampus Laboratoryjny GUM to nowe otwarcie dla polskiej metrologii, która dzięki temu będzie bardziej partnerska i konkurencyjna w odniesieniu do podobnych instytucji na całym świecie. To obiekt unikalny, wymagający perfekcyjnej dokładności, a właściwie kompleks obiektów, niepowtarzalnych i jedynych w swoim rodzaju. To będzie miejsce spotkań środowisk badawczych pracujących nie tylko dla przemysłu czy przedsiębiorstw, ale również instytucji publicznych: szkół, uczelni, instytutów badawczych.
Kampus ma nietypowe rozwiązania dla zespołu laboratoriów, które docelowo mają być najnowocześniejszymi w Europie laboratoriami metrologicznymi. Wiele zastosowanych tu rozwiązań jest stworzonych przez projektantów tylko i wyłącznie na potrzeby tych budynków. Wynika to z bardzo wysokich oczekiwań jakościowych, jeśli chodzi o metrologów, którzy będą tu pracować.
Będziemy prowadzić w nim prace o charakterze badawczo-rozwojowym w zakresie metrologii naukowej, związanej z opracowaniem, na przykład, nowoczesnych wzorców jednostek miar, a wielkie wyzwanie stanowić będą projekty z obszaru metrologii przemysłowej, stymulujące rozwój innowacji i odpowiadające na potrzeby polskich przedsiębiorców. Nie mam wątpliwości, że w Kampusie, przy współpracy z sektorem biznesu, będziemy kreować przyszłość, zapewniając polskim firmom wsparcie naukowe, badawcze i merytoryczne na najwyższym poziomie.
