Căntarul cel de toate zilele

Se poate spune, fără prea multe dubii, că omenirea a fost mereu obsedată de greutate. De la corpul uman pănă la trenuri totul a fost măsurat şi căntărit. Dar in ce fel?

De cănd ne naştem suntem căntăriţi şi căntărim, folosind tot felul de căntare şi balanţe. Iar de la balanţa suspendată cu braţe egale, neschimbată de peste 8.000 de ani, şi pănă la căntarele nanoscopice, gama acestor instrumente de măsură este cu adevărat fascinantă.

ISTORIC. După balanţa cu braţe egale inventată de sumerieni, cam cu 200 de ani inainte de era noastră, romanii şi chinezii descoperă independent balanţa cu braţe inegale. Braţul mai lung al acesteia este gradat, iar o greutate alunecă pe el pănă la obţinerea echilibrului. Folosindu-se legea părghiilor, se pot măsura greutăţi mai mari decăt contragreutatea, ceea ce nu se putea face pănă atunci.

In 1741, guvernul britanic introduce Decretul Barierelor, prin care vehiculele trebuiau să plătească taxe de drum in funcţie de greutate. Cum balanţa cu braţe inegale era foarte dificil de folosit necesitănd ridicarea vehiculelor, au apărut căntarele platformă sau podurile-basculă care au redus durata unei masurători de la şase minute la şase secunde.

CONTEMPORANII. In 1959, G. Sauerbrey deschide calea pentru măsurătorile de mare precizie a maselor mici. Aplicănd proprietăţile rezonatoarelor cu cristal de cuarţ in procesul de căntărire, Sauerbrey face practic primul pas către microbalanţa cu cristal de cuarţ. Sensibilitatea unei astfel de microbalanţe este de 100 de ori mai mare decăt cea a unei balanţe electronice de inaltă precizie. Acum putem căntări o celulă sau o bacterie. Dar dacă vrem să căntărim ceva şi mai mic, cum ar fi un virus? Kamil Ekinci şi Todd Murray, cercetători la Universitatea Boston, folosesc un laser pentru a face să vibreze nanofibre de siliciu acoperite cu crom, Ţintind un laser infraroşu pe o zonă de doar 1 micrometru, ei fac nanofibrele de siliciu să vibreze uniform pănă la frecvenţa de rezonanţă. Odată depuse pe nanofibră, greutatea suplimentară va schimba frecvenţa de rezonanţă a acesteia.

Ultima jumătate a secolului XX aduce o adevărată revoluţie. Căntarul digital apare in anii ‘50 o dată cu inventarea capsulei dinamometrice. Aceasta conţine rezistenţe metalice sub forma unor folii metalice foarte subţiri. Sub acţiunea unei greutăţi, acestea se comprimă şi işi modifică rezistenţa electrică, ea fiind citită de un microchip, interpretată şi afişată.

La 1500, geniul lui Leonardo Da Vinci născoceşte prima balanţă care indică greutatea. Greutatea de măsurat este aşezată pe taler, iar scala de măsurare funcţionează ca un pendul şi işi găseşte o nouă poziţie de echilibru in faţa unui fir cu plumb in dreptul greutăţii de citit. Este şi principiul după care funcţionează căntarele pe care le intălnim la tot pasul.

Pentru a simplifica procesele de măsurare ale maselor imense ale materialelor cu care se lucrează in industria grea, inventatorii şi-au pus creativitatea la treabă şi au inventat căntarul care măsoară forţa depusă de macarale sau scripeţi pentru a ridica un obiect de dimensiuni apreciabile. Astfel, se pot căntări direct locomotive sau roboţi industriali.

Un design mereu actual, care a fost foarte puţin imbunătăţit de-a lungul celor 8.000 de ani in care a fost printre noi este balanţa suspendată cu braţe egale. Aceasta era folosită incă din vremea civilizaţiei sumeriene, iar in prezent poate fi văzută prin farmaciile care o utilizează la căntărirea diferitelor ingrediente care intră in componenţa medicamentelor.