O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, em inglês National Institute of Standards and Technology, ou NIST, é uma agência do Departamento de Comércio dos Estados Unidos cuja missão é promover a inovação e a competitividade industrial do país. Suas atividades se dividem em programas de laboratório de ciências físicas, que abrangem ciência e tecnologia em escala nanométrica, engenharia, tecnologia da informação, pesquisas com nêutrons, medições de materiais e medições físicas. De 1901 a 1988, a agência se chamava National Bureau of Standards.
O distrito histórico do NIST foi inscrito no Registro Nacional de Lugares Históricos em 2021.
História
Antecedentes Os Artigos da Confederação, ratificados pelas colônias em 1781, estabeleciam:
Os Estados Unidos, reunidos em Congresso, terão também o direito e o poder únicos e exclusivos de regular a liga e o valor das moedas cunhadas por sua própria autoridade ou pela dos respectivos estados, e de fixar os padrões de pesos e medidas em todos os Estados Unidos.Artigos da Confederação de 1781, artigo IX, parágrafo 4.
A seção 8 do artigo 1 da Constituição dos Estados Unidos, ratificada em 1789, conferiu estes poderes ao novo Congresso: "O Congresso terá o poder [...] de cunhar moeda, regular seu valor e o das moedas estrangeiras, e fixar o padrão de pesos e medidas".
Em janeiro de 1790, o presidente George Washington afirmou em sua primeira mensagem anual ao Congresso: "A uniformidade da moeda, dos pesos e das medidas dos Estados Unidos é uma questão de grande importância e, estou convencido, receberá a devida atenção".
Em 25 de outubro de 1791, Washington voltou a apelar ao Congresso:
A uniformidade dos pesos e medidas do país está entre as questões importantes que a Constituição lhes submete. Se puder ser obtida a partir de um padrão invariável e universal, será tão honrosa para este conselho público quanto útil à população.
Em 1821, John Quincy Adams, futuro presidente dos Estados Unidos, declarou: "Os pesos e medidas podem ser contados entre as necessidades da vida de cada indivíduo da sociedade humana". O governo dos Estados Unidos só adotou um conjunto uniforme de padrões em 1838.
De 1830 a 1901, a supervisão dos pesos e medidas coube ao Office of Standard Weights and Measures, que integrava o Survey of the Coast, no Departamento do Tesouro dos Estados Unidos. O Survey of the Coast passou a se chamar United States Coast Survey em 1836 e United States Coast and Geodetic Survey em 1878.
Bureau of Standards, 1901–1988 Em 1901, um projeto de lei apresentado pelo deputado James H. Southard, republicano de Ohio, deu origem ao Bureau of Standards. O órgão recebeu a tarefa de fornecer padrões de pesos e medidas e atuar como laboratório nacional de física dos Estados Unidos. Southard já havia apresentado um projeto de lei para a adoção do sistema métrico no país.
miniaturadaimagem|Diagrama das atividades do Bureau of Standards em 1915
O presidente Theodore Roosevelt nomeou Samuel W. Stratton como primeiro diretor. O orçamento do primeiro ano foi de 40.000 dólares. O órgão recebeu a custódia das cópias dos padrões do quilograma e do metro usados nas medições dos Estados Unidos e criou um programa de serviços de metrologia para a comunidade científica e o comércio do país. Foram construídos laboratórios em Washington, D.C., e os instrumentos foram adquiridos de laboratórios nacionais de física da Europa. Além do trabalho com pesos e medidas, o órgão desenvolveu instrumentos para unidades elétricas e para a medição da luz. Em 1905, convocou a reunião que se tornaria a primeira Conferência Nacional de Pesos e Medidas.
Concebido inicialmente como uma agência dedicada apenas à metrologia, o Bureau of Standards recebeu de Herbert Hoover a orientação de criar divisões para desenvolver normas comerciais para materiais e produtos. Parte dessas normas se destinava a produtos de uso governamental, mas elas também afetavam o consumo no setor privado. Foram elaboradas normas de qualidade para certos tipos de vestuário, sistemas de freios e faróis de automóveis, anticongelantes e segurança elétrica. Durante a Primeira Guerra Mundial, o órgão trabalhou em problemas da produção de guerra e chegou a operar uma fábrica própria de vidro óptico quando o fornecimento europeu foi interrompido.
No período entre as guerras, Harry Diamond, funcionário do órgão, desenvolveu um sistema de pouso de aeronaves por rádio que permitia a aproximação por instrumentos. Na Segunda Guerra Mundial, as pesquisas e o desenvolvimento militar abrangeram métodos de previsão da propagação de ondas de rádio, a espoleta de proximidade e a estrutura padronizada usada inicialmente no Projeto Pigeon. Pouco depois, essa estrutura foi usada na bomba antinavio Bat, guiada autonomamente por radar, e na família Kingfisher de mísseis que transportavam torpedos.
miniaturadaimagem|Um espectrômetro de massa em uso no NBS em 1948 Em 1948, com financiamento da Força Aérea dos Estados Unidos, o órgão iniciou o projeto e a construção do SEAC, sigla de Standards Eastern Automatic Computer. O computador entrou em operação em maio de 1950 e combinava válvulas termiônicas com circuitos lógicos de diodos de estado sólido. Por volta dessa época, Harry Huskey construiu o Standards Western Automatic Computer no escritório do NBS em Los Angeles, onde a máquina foi usada em pesquisas. Uma versão móvel, o DYSEAC, foi construída para o Corpo de Comunicações do Exército em 1954.
miniaturadaimagem|A sede do Bureau of Standards em construção em Gaithersburg, Maryland, em 1964
National Institute of Standards and Technology, a partir de 1988 Com a mudança de sua missão, o National Bureau of Standards passou a se chamar National Institute of Standards and Technology em 1988. Após os ataques de 11 de setembro de 2001, o NIST conduziu a investigação oficial do colapso do World Trade Center, com base na National Construction Safety Team Act, conhecida pela sigla NCST. Após o colapso de edifício em Surfside, em 2021, o instituto enviou engenheiros ao local para investigar a causa do desabamento.
Em 2019, o NIST lançou o programa NIST on a Chip, com o objetivo de reduzir instrumentos do tamanho de equipamentos de laboratório à escala de um chip. Entre as aplicações estão os testes de aeronves, a comunicação com satélites para navegação e as medições de temperatura e pressão.
Em 2023, o governo Biden começou a planejar a criação de um instituto de segurança da inteligência artificial dos Estados Unidos dentro do NIST, para coordenar questões de segurança da inteligência artificial. O jornal The Washington Post avaliou que a agência sofria de "notória falta de financiamento e de pessoal", o que poderia dificultar esses planos.
Natureza e missão O NIST, chamado National Bureau of Standards, ou NBS, entre 1901 e 1988, é um laboratório de padrões de medição, também chamado de instituto nacional de metrologia. É uma agência do Departamento de Comércio dos Estados Unidos sem funções regulatórias. Sua missão oficial é:
Promover a inovação e a competitividade industrial dos Estados Unidos por meio do avanço da metrologia, das normas técnicas e da tecnologia, de modo a ampliar a segurança econômica e melhorar nossa qualidade de vida.
O orçamento operacional do NIST para o ano fiscal de 2007, de 1 de outubro de 2006 a 30 de setembro de 2007, foi de cerca de 843,3 milhões de dólares. Em 2009, o orçamento foi de 992 milhões de dólares. O instituto também recebeu 610 milhões de dólares por meio da Lei de Recuperação e Reinvestimento dos Estados Unidos. O NIST emprega cerca de 2.900 cientistas, engenheiros, técnicos e funcionários de apoio e administração. A equipe é complementada por cerca de 1.800 colaboradores, pesquisadores e engenheiros convidados de empresas norte-americanas e de outros países. O instituto trabalha com 1.400 especialistas em manufatura e funcionários de quase 350 centros afiliados em todo o país. Também publica o Handbook 44, que estabelece as "especificações, tolerâncias e outros requisitos técnicos para instrumentos de pesagem e medição".
Sistema métrico O Congresso de 1866 garantiu proteção legal ao uso do sistema métrico no comércio com a aprovação da Lei Métrica de 1866. Em maio de 1875, 17 de 20 países assinaram a Convenção do Metro, também chamada de Tratado do Metro, que criou o Escritório Internacional de Pesos e Medidas, sob a direção de um comitê internacional eleito pela Conferência Geral de Pesos e Medidas.
Organização
miniaturadaimagem|Complexo de Laboratórios de Medição Avançada em Gaithersburg miniaturadaimagem|Vista aérea do campus de Gaithersburg em 2019 miniaturadaimagem|Laboratórios de Boulder O NIST tem sede em Gaithersburg, em Maryland, e mantém instalações em Boulder, no Colorado, inauguradas pelo presidente Eisenhower em 1954. Suas atividades se dividem entre programas de laboratório e programas externos. Uma reorganização que entrou em vigor em outubro de 2010 reduziu de dez para seis o número de unidades de laboratório do instituto. Os laboratórios do NIST são:
Laboratório de Tecnologia das Comunicações, CTL Laboratório de Engenharia, EL Laboratório de Tecnologia da Informação, ITL Centro de Pesquisa com Nêutrons, NCNR Laboratório de Medição de Materiais, MML Laboratório de Medição Física, PML
Os programas externos compreendem:
Hollings Manufacturing Extension Partnership, MEP, uma rede nacional de centros que ajuda pequenas e médias indústrias a criar e manter empregos, aumentar a eficiência e reduzir o desperdício por meio da melhoria de processos. A rede também busca ampliar a presença dessas empresas no mercado com estratégias de inovação e crescimento. Technology Innovation Program, TIP, um programa de subvenções no qual o NIST e parceiros industriais dividem os custos das etapas iniciais de desenvolvimento de tecnologias inovadoras, mas de alto risco. Programa Baldrige de Excelência em Desempenho, responsável pelo Prêmio Nacional da Qualidade Malcolm Baldrige, a mais alta premiação do país por desempenho e excelência empresarial.
Os laboratórios de Boulder abrigam o relógio atômico NIST-F1, usado como referência para a hora oficial dos Estados Unidos. A partir da medição da frequência de ressonância natural do césio, que define o segundo, o NIST transmite sinais horários pela estação de ondas longas WWVB, perto de Fort Collins, no Colorado. Também transmite pelas estações de rádio de ondas curtas WWV e WWVH, próximas, respectivamente, de Fort Collins e de Kekaha, no Havaí.
O instituto também mantém uma instalação aberta a pesquisadores para estudos com nêutrons, o Centro de Pesquisa com Nêutrons do NIST, NCNR. O centro oferece acesso a instrumentos de dispersão de nêutrons, usados em pesquisas de ciência dos materiais, células de combustível, biotecnologia e outras áreas.
A instalação de radiação ultravioleta síncrotron SURF III é uma fonte de radiação síncrotron em operação contínua desde 1961. Ela é o padrão nacional dos Estados Unidos para radiometria baseada em fontes em todo o espectro óptico ampliado. Desde a década de 1970, todos os instrumentos de observação no ultravioleta extremo enviados ao espaço pela NASA foram calibrados na SURF. A instalação também é usada na medição e caracterização de sistemas de litografia ultravioleta extrema.
O Centro de Ciência e Tecnologia em Nanoescala, CNST, realiza pesquisas em nanotecnologia e mantém uma instalação de nanofabricação em sala limpa aberta a pesquisadores. Essa instalação, chamada NanoFab, dispõe de equipamentos para a criação de padrões por litografia e para a obtenção de imagens, como microscópios eletrônicos e microscópios de força atômica.
Comitês O NIST tem sete comitês permanentes:
Comitê de Desenvolvimento de Diretrizes Técnicas, TGDC Comitê Consultivo para a Redução dos Riscos de Terremotos, ACEHR Comitê Consultivo da Equipe Nacional de Segurança de Construções, NCST Advisory Committee