Incerteza De Medição Para Ensaios Laboratoriais

INTRODUÇÃO À ESTIMATIVA DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO PARA ENSAIOS LABORATORIAIS

Uriel Dornelas Machado¹; Vagner de Moraes Santos²

¹Aluno do curso Tecnólogo Gestão da Qualidade – FATEP – [e-mail]

²Aluno do curso Tecnólogo Gestão da Qualidade – FATEP

Resumo:

Este trabalho tem como objetivo abordar uma introdução à estimativa da incerteza da medição para a aula de Gestão Integrada da Qualidade ministrada pelo professor Fábio Módolo, na Faculdade de Tecnologia de Piracicaba – FATEP. A abordagem visa o atendimento à norma ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017, sendo um item de relevância para a rastreabilidade metrológica do processo de ensaio. A metodologia utilizada para elaboração consistiu nas etapas de avaliação das fontes de incerteza do Tipo A, para mensurando de origem estatística, e avaliação das fontes de incerteza do Tipo B, baseando em instrumento, ambiente, dados provenientes do manual do instrumento, entre outras fontes não estatísticas.

 

Palavra-chave: Incerteza, ABNT NBR 17025:2017, incerteza Tipo A, incerteza Tipo B.

Introdução: Estimativa da incerteza de medição é um parâmetro associado ao resultado de uma medição, caracterizando a dispersão de valores do mensurando. O parâmetro associado ao resultado de uma medição de um determinado mensurando pode ser proveniente de métodos estatísticos bem como também de outras fontes ligadas a operação ou metodologia aplicada para realizar as análises laboratoriais.

A incerteza da medição é relevante para quantificar o grau da dúvida sobre o valor encontrado durante a medição. Ela possibilita classificar a conformidade com as especificações técnicas e/ou regulamentações vigentes para determinado produto ou matéria-prima.

A incerteza da medição pode ser aplicada amplamente em calibrações de equipamentos, instrumentos e em materiais de referência como padrões químicos, padrões de massa, ensaios de quantificação química, ensaios dimensionais, ensaios de resistência de materiais, entre outros exemplos.

Existem dois tipos de incerteza, a incerteza do Tipo A, e a incerteza do Tipo B. A avaliação da incerteza do Tipo A é quando se emprega métodos oriundos da estatística, baseando na série de dados gerados durante as análises. Ela é expressa pelo desvio padrão experimental da média.

A avaliação da incerteza do Tipo B já é um método que não considera métodos estatísticos, onde seus valores proveem de dados históricos de equipamentos e instrumentos, incertezas herdadas, especificações do fabricante de equipamentos e instrumentos, condições ambientais, entre outras fontes de incerteza, como operador e metodologia de ensaio.

Construção da Incerteza da Medição

O processo para a estimativa da incerteza da medição segue basicamente o esquema abaixo.

Figura 1: Processo de estimativa da incerteza[pic 1]

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Etapa 1 – Especificar o Mensurando

Para a especificação do mensurando dentro da construção da estimativa da incerteza requer um estabelecimento claro e não ambíguo do que se mensura, quanto também uma expressão quantitativa relacionando o valor do mensurando com os parâmetros dependentes a ele.

Um ponto que se destaca a esta primeira etapa é quando o mensurando é obtido por amostragem, pois neste caso, tem-se que levar em consideração informações contidas no Procedimento Operacional Padrão (POP). Um exemplo claro de mensurando que se deve levar os parâmetros em amostragens em consideração para a incerteza é ensaios de controles tecnológicos de solos, na área de construção civil.

Etapa 2 – Identificar as Fontes de Incerteza

Neta etapa é necessário um brainstorning sobre as possíveis fontes de incerteza, onde por boa pratica, elabora-se uma lista de verificação com as fontes significativas. Nesta etapa do processo de construção da incerteza de medição o objetivo buscado é a clareza quanto ao que deve ser considerado, e não em suas quantificações dos componentes individuais.

O ponto de início da lista de verificação é a expressão básica utilizada para o cálculo da amostra em ensaio a partir de valores intermediários. Normalmente tais valores intermediários possuem suas próprias incertezas, podendo ser por exemplo, a incerteza de um padrão analítico utilizado para construção da curva analítica de um determinado elemento químico em um equipamento de Espectrometria de Fluorescência de Raios X. Podemos listar também como fonte de incerteza, parâmetros que não parecem explicitamente, por exemplo, no resultado final de um ensaio químico, ou ensaio mecânico, mas que tem influência no mensurando, como temperatura, umidade, umidade relativa, tempo, entre outros. Um dos métodos que é possível descrever a relação entre os parâmetros e a influência no resultado, é o diagrama de causa e efeito. Apesar da lista de verificação ser o ponto inicial desta etapa, o diagrama de causa e efeito também ajudar a evitar ambiguidades.

Figura 2: exemplo de diagrama de causa e efeito para fontes de incerteza

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As fontes tipicamente conhecidas e levadas em consideração são normalmente a amostragem, neste caso, se leva em consideração o procedimento operacional, condições de armazenamento, efeitos de instrumentos, pureza de reagente, condições de medição, efeitos da amostra, efeitos computacionais, correção de branco e efeitos aleatórios.

Etapa 3 – Simplificações, quantificações e incerteza combinada com exemplificação

Na terceira etapa, utilizamos também métodos estatísticos como por exemplo o desvio-padrão para chegarmos a uma incerteza combinada, baseando-se nas fontes de incerteza já analisadas e definidas na etapa anterior.

Por exemplo, para se calcular a incerteza de medição para medição da tensão de uma fonte de alimentação, se tem os seguintes valores obtidos a partir de um multímetro padrão:

V1 = 12,2/ V2 = 12,5/ V3= 12,4/ V4 =12,2/ V5 = 12,3/ V6 = 12,3

Logo, como fonte de incerteza, consideremos o desvio padrão, a incerteza do padrão de referência, a resolução do padrão, e pode-se levar em consideração, a deriva temporal do multímetro utilizado, onde para tais fontes citadas acima, já se considera que fora feito um trabalho de listagem das fontes, sendo seus valores: