Blog

Metrologia w służbie jakości – jak precyzyjne pomiary wpływają na naukę, przemysł i nasze codzienne życie?

Kiedy myślimy metrologia, nasze myśli szybko przenoszą się do szkolnych skojarzeń z wagą, pomiarem długości czy objętości. Ale w praktyce znaczenie metrologii jest dziś zdecydowanie większe, wręcz kluczowe dla funkcjonowania współczesnego świata.

Bo przecież od dokładnych pomiarów zależy coś więcej niż tylko „utrzymanie państwowych wzorców miar”, co jest jednym z podstawowych zadań Głównego Urzędu Miar. To również dzięki pomiarom można ocenić poziom promieniowania w pobliżu elektrowni jądrowej, porównać wyniki badań laboratoryjnych wykonywanych w różnych krajach czy rozliczać handel surowcami energetycznymi. Jednak w tle tych wszystkich przykładów stoi jedno pytanie: czy danym można zaufać?

I właśnie tutaj wkracza metrologia - system, który pozwala to zaufanie budować.

Monitoring radiologiczny wokół elektrowni jądrowych w czasie wojny

Metrologia na co dzień nie zaprząta naszych myśli, ale wystarczy spojrzeć na wydarzenia ostatnich lat. Po rozpoczęciu rosyjskiej inwazji w Ukrainie szczególną uwagę świata przyciągnęła sytuacja wokół Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej – największej tego typu instalacji w Europie. W takiej sytuacji kluczowe znaczenie ma sieć precyzyjnych detektorów promieniowania gamma i neutronowego, które monitorują poziom promieniowania w czasie rzeczywistym.

Takie systemy są również ważne z punktu widzenia wiarygodności informacji. W sytuacji konfliktu dane pomiarowe pochodzące z niezależnych sieci monitoringowych pozwalają potwierdzić lub zweryfikować komunikaty stron konfliktu.

W Polsce Państwowa Agencja Atomistyki stale monitoruje sytuację radiacyjną w kraju – 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Informuje, gdyby wskazania aparatur pomiarowych przekroczyły normę. Krajowy monitoring radiacyjny to blisko 90 urządzeń pomiarowych, które weryfikują obecność izotopów promieniotwórczych w powietrzu. Duża ich część rozlokowana jest przy wschodniej granicy kraju.[1]

Pomiar stężeń gazów bojowych i toksycznych

Metrologia odgrywa również kluczową rolę w wykrywaniu śladowych ilości toksycznych substancji chemicznych. W przypadku podejrzeń o użycie broni chemicznej stosuje się specjalistyczne, zaawansowane techniki pomiarowe, takie jak chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią mas (GC-MS).

Laboratoria referencyjne należące do sieci Organizacji ds. Zakazu Broni Chemicznej (OPCW) korzystają ze specjalnych wzorców chemicznych i materiałów odniesienia, dzięki którym są w stanie wykryć nawet pojedyncze cząsteczki związków charakterystycznych dla konkretnych środków bojowych. Prowadzą też kontrole w krajach, które w przeszłości używały broni chemicznej, a następnie przygotowują niezależne raporty z takich działań.

Według raportów Organizacji ds. Zakazu Broni Chemicznej (OPCW) w Syrii może znajdować się ponad 100 obiektów związanych z bronią chemiczną, w tym zapasy sarinu, chloru i gazu musztardowego.[2]

Dlatego tak ważna jest spójność pomiarów i stosowanie uznanych międzynarodowych standardów.  Bez nich wyniki takich analiz łatwo byłoby podważyć, zwłaszcza w sporach politycznych. Właśnie w tym kontekście metrologia odgrywa kluczową rolę: nie tylko odpowiada za dokładność pomiarów, ale przede wszystkim gwarantuje ich obiektywizm i możliwość niezależnej weryfikacji.

Pandemia COVID-19 i pomiar ilości wirusa

Z kolei pandemia COVID-19 pokazała, jak ważna jest spójność pomiarów w skali globalnej. Testy PCR wykonywane w różnych laboratoriach musiały dawać wyniki, które da się ze sobą porównać. Testy PCR wykrywające materiał genetyczny wirusa SARS-CoV-2 opierają się na pomiarze liczby cykli amplifikacji (tzw. wartości Ct), która pośrednio informuje o ilości materiału wirusowego w próbce.

Wprowadzenie wspólnych standardów – zarówno dla ilości wirusa, jak i poziomu przeciwciał – było niezbędne, żeby te dane miały zastosowanie w praktyce. Dlatego opracowano międzynarodowe standardy materiałów odniesienia zawierających określoną liczbę kopii RNA wirusa. Dzięki nim laboratoria mogły kalibrować swoje metody i aparaturę.

Podobne podejście zastosowano przy ocenie poziomu przeciwciał po szczepieniu. Wprowadzono międzynarodową jednostkę BAU (Binding Antibody Units), która pozwalała porównywać wyniki badań serologicznych między różnymi laboratoriami i producentami testów.[3]

Metrologia w globalnym handlu energią

Jeszcze inny przykład to energetyka. Gaz ziemny nie jest dziś sprzedawany wyłącznie „na metry sześcienne” – liczy się jego wartość energetyczną, a tę można określić tylko dzięki bardzo dokładnym analizom składu. Nawet niewielkie odchylenia w pomiarach mogą oznaczać ogromne różnice finansowe.  Jakie znaczenie mają pomiary pokazał nam kryzys energetyczny w 2022.

W terminalach LNG i na punktach przesyłowych stosuje się chromatografy gazowe mierzące skład mieszaniny gazów z bardzo dużą dokładnością. Na tej podstawie wylicza się wartość opałową i energię dostarczanego paliwa. Nawet niewielki błąd pomiaru może oznaczać różnice finansowe liczone w milionach euro.

Dlatego aparatura pomiarowa używana w takich instalacjach musi być regularnie kalibrowana przy użyciu certyfikowanych gazów wzorcowych przygotowywanych przez instytuty metrologiczne.

Jak opisuje Rzeczpospolita, po gwałtownych reakcjach rynków na ostatnie wydarzenia na Bliskim Wschodzie ceny gazu w Europie zaczęły się stabilizować. Eksperci podkreślają, że sytuacja jest napięta, ale obecnie nic nie wskazuje, by kontynentowi groził powrót do kryzysu energetycznego sprzed 4 lat.[4]

Niewidoczna infrastruktura współczesnego świata

Wszystkie powyższe przykłady łączy jeden wspólny mianownik: rzetelne pomiary. Bez nich trudno byłoby podejmować służące decyzje. Dotyczy to zarówno bezpieczeństwa publicznego, jak i gospodarki czy polityki.

W wielu z tych przypadków metrologia działa w tle – jako infrastruktura, która zapewnia wiarygodność danych. Bez niej trudno byłoby podejmować decyzje dotyczące bezpieczeństwa jądrowego, reagowania na pandemię czy globalnego handlu energią.

W świecie, w którym dane są jednym z najcenniejszych zasobów, jakość pomiarów stanowi fundament zaufania. A metrologia – choć nie trafia na pierwsze strony gazet – pozostaje jedną z kluczowych dziedzin, która wpływa na funkcjonowanie naszej cywilizacji.

[1] Komunikat PAA w sprawie Zaporoskiej Elektrowni Jądrowej - Państwowa Agencja Atomistyki - Portal Gov.pl

[2] W Syrii wciąż może znajdować się ponad 100 obiektów z bronią chemiczną - Bankier.pl

[3] Dlaczego testy serologiczne sprawdzają się lepiej w określaniu poziomu odporności na SARS-CoV-2 niż w rozpoznawaniu COVID-19? - Pacjent - Diagnostyka Laboratoria Medyczne

[4] Gaz po chwilowej panice tanieje. Kryzys sprzed kilku lat raczej nam nie grozi