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Conceitos Básicos de Metrologia Neste conteúdo serão estabelecidos conceitos fundamentais da metrologia e descritos aspectos básicos de sua história, além da estrutura brasileira do Sistema Metrológico e alguns termos fundamentais que serão necessários para este curso. Bons Estudos! 1. CONCEITOS FUNDAMENTAIS Antes de qualquer coisa é necessário conhecermos o significado da palavra metrologia. Você imagina o que ela significa? Metrologia é uma palavra de origem grega – metro: medir e logia, palavra derivada de logos: ciência, estudo. A definição de metrologia corresponde ao campo do conhecimento relativo às medições, ou à ciência das medições. Neste contexto, a Metrologia abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativo às medições independente do campo da ciência ou tecnologia. Medir, entretanto, é uma atividade mais corriqueira do que parece. É uma atividade antiqüíssima e de fundamental importância para diversas atividades do ser humano. Ao olhar no relógio, por exemplo, você está vendo no mostrador a indicação de tempo. Ao tomar um táxi, comprar um quilograma de peixe no frigorífico ou abastecer o carro no posto de gasolina, você presencia medições, conforme mostram as figuras abaixo.

FIGURA 01 – Aplicação de medições


Mais o que é medir? O conceito de medir traz, em si, uma idéia de comparação e como só se pode comparar “coisas” de uma mesma espécie, podemos definir: “medir é comparar uma dada grandeza com outra de mesma espécie, tomada como unidade”. O homem precisa medir para estabelecer a extensão, o grau, a qualidade, as dimensões, ou a capacidade com relação a um padrão, ou seja, mede-se para estimar. Para expressar uma quantidade em números necessita-se de uma unidade. O comprimento de um tubo de ferro, por exemplo, é de três metros. Portanto, ao medirmos o tubo, precisamos utilizar uma unidade específica para expressarmos o resultado. Números e unidades constituem a base do significado da medida. No exemplo citado a unidade é o metro e, para medir em metros, devemos ter alguma régua ou trena marcada em metros. A trena ou régua será a materialização física da unidade e estará marcada em múltiplos e submúltiplos da unidade metro, por comparação com algum padrão convencionado. É com base no valor da medida, que finalmente, conseguiremos decodificar: quantas vezes o comprimento do tubo contém a unidade metro. Dessa maneira estamos quantificando um elemento (o tubo), assim toda vez que se quantifica um elemento, se está medindo, isto é, comparando-o com uma unidade de referência. Medir é uma forma de descrever o mundo. O homem precisa medir para definir seu espaço, sua atuação. As grandes descobertas científicas, as grandes teorias clássicas, a descrição das quantidades envolvidas em cada fenômeno científico e experimental se dá através da medição. Para isso, temos a metrologia como ferramenta de trabalho. 1.1. Breve histórico A história das medidas é a história do homem. Desde que o homem domesticou seu primeiro animal e dominou o fogo, seu progresso tem sido construído sobre fundamentação das medidas. A taxa do seu progresso através da história tem estado intimamente relacionada ao seu progresso na ciência da medição. As trocas e o comércio entre os povos trouxeram, desde a antiguidade, a necessidade de serem estabelecidas unidades de medir para as mercadorias, devido à grande diversidade de unidades, medidas e suas denominações entre uma região e outra, como variavam, também, seus valores.


O homem, porém, descobriu logo cedo que sua habilidade para “apenas” medir não era suficiente. Para sua medição ter sentido ela teria, que concordar com as meATENÇÃO

dições de outros homens. Este acordo universal de unidades de medi- A metrologia é uma ferramenda requereu que padrões fossem adotados, dos quais todos os homens derivariam suas unidades de medidas. A solução do problema não foi tão simples assim. Através da história tem havido confusões com-

ta imprescindível para: -----------------------------------• Avaliar conformidade de produtos e processos; Ex.: Os comprimentos de todos os pinos de um lote fabricados em série, apresentaram os mesmos valores.

binadas porque os padrões adotados têm sido mudados, corrompidos ---------------------------------• Assegurar relações comerciou destruídos. No início, o próprio corpo humano servia como base para a criação de um sistema de mensuração. Os gregos foram os primeiros a inventar uma forma sistematizada de medir, com padrões criados com base em partes anatômicas. Padrões naturais de comprimento, tais como a mão, o pé, o polegar, ilustrados na figura abaixo, foram usados nos primórdios dos tempos.

FIGURA 02 – Padrões anatômicos.

ais justas; Ex.: Calibração periódica dos instrumentos que medem a vazão do gás comercializado entre fornecedor e consumidor -----------------------------------Assegurar reconhecimento nacional e internacional; Ex.: Sistemas de controle da qualidade e organismos certificadores em empresas ou instituições baseados em conceitos normativos.


Diversas iniciativas foram tomadas para racionalizar as diferentes medidas, mas por falta de orientação acertada, nenhuma delas logrou sucesso. Essa situação é ilustrada pela iniciativa de padronizar uma unidade para ser utilizada no comércio de tecidos. A unidade de comprimento escolhida foi o comprimento do antebraço humano até a ponta do dedo indicador. No entanto a escolha logo começou a apresentar problemas, pois os comerciantes começaram a selecionar como vendedores pessoas com braços curtos, inviabilizando assim a adoção desse sistema de unidade de comprimento. Somente no final do século XVIII, a Academia de Ciência de Paris patrocinou um novo movimento em favor da uniformização, que deu origem ao sistema métrico decimal.

2. CLASSIFICAÇÃO METROLÓGICA A forma protecionista pela qual se instalaram no Brasil as indústrias de bens de consumo, bem como as de bens de capital, com a ausência de uma política industrial de aumento de competitividade impulsionada pelas proibições de importações, não estimulou o interesse pela qualidade. Na realidade tudo que se fabricava se vendia. Não havia competitividade industrial. Porém, algum tempo depois, o crescimento industrial tornou necessária a criação de mecanismos eficazes de controle que impulsionassem e protegessem os produtores e consumidores brasileiros. Em 1961 foi criado o INMP – Instituto Nacional de Pesos e Medidas - que implantou a Rede Nacional de Metrologia Legal e instituiu o SI (Sistema Internacional de Unidades) no Brasil e em 1973, em substituição ao INMP, foi criado o INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial-, cuja missão é “contribuir decisivamente para o desenvolvimento sócio-econômico e melhoria da qualidade de vida da sociedade brasileira, utilizando instrumentos de metrologia e qualidade de forma a promover a inserção competitiva e o avanço tecnológico do país, assim como assegurar a proteção do cidadão especialmente nos aspectos ligados à saúde, à segurança e ao meio ambiente”. As atividades básicas do INMETRO em metrologia estão estruturadas nas seguintes áreas: a)A Metrologia Científica e Industrial - Incumbe-se de todas as ações seqüenciais que vão desde a metrologia básica, buscando definições das unidades de medida do Sistema Internacional de Unidades - SI, realizando e conservando essas unidades, disseminando-as com seus


múltiplos e submúltiplos, até atingir as medições realizadas nas indústrias, dentro de uma confiabilidade metrológica aceitável. Abrange os sistemas de medição responsáveis pelo controle dos processos produtivos e pela garantia da qualidade e segurança dos produtos finais. Além de incorporar instrumentos laboratoriais e das pesquisas e metodologias científicas relacionadas ao mais alto nível de qualidade metrológica. b) A Metrologia Legal - Refere-se às exigências legais, técnicas e administrativas, relativas às unidades de medida, aos instrumentos de medir e às medidas materializadas, que afetam o comércio, a saúde, meio ambiente e a proteção do consumidor. Obs.: Abordaremos no decorrer do curso os assuntos citados no item a. 2.1. Estrutura Metrológica BRASILEIRA

FIGURA 03 – Estrutura metrológica brasileira


No Brasil, as funções básicas da tecnologia industrial (metrologia, normalização, credenciamento e avaliação de conformidade) foram incorporadas em um único sistema. Este é o Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (SINMETRO). Esse sistema é subdividido em duas partes: o CONMETRO e o INMETRO. O Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (CONMETRO) é o órgão normativo do SINMETRO que possui a responsabilidade pela formulação da política metrológica brasileira. O INMETRO, que é o gestor do SINMETRO, atua também como secretaria executiva do CONMETRO e de seus comitês técnicos que o assessoram. 3. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia (VIM). Os termos apresentados a seguir são fundamentais na vida cotidiana de um metrologista, pois quando tratamos de qualquer assunto ligado à metrologia (debates, encontros, feiras etc.), eles aparecem, assim como em atividades práticas. Alguns destes termos serão utilizados ao longo do curso, e é de suma importância que você se familiarize com eles. 3.1. Extrato do VIM MENSURANDO - Objeto da medição. Grandeza específica submetida à medição. MEDIÇÃO - Conjunto de operações que tem por objetivo determinar um valor de uma grandeza. PROCEDIMENTO DE MEDIÇÃO - Conjunto de operações, descritas especificamente, usadas na execução de medições particulares, de acordo com um dado método. É usualmente registrado em documento, e tem detalhes suficientes para permitir que um operador execute a medição sem informações adicionais.


GRANDEZA DE INFLUÊNCIA - Grandeza que não é o mensurando, mas que afeta o resultado da medição deste. VALOR VERDADEIRO CONVENCIONAL - Valor atribuído a uma grandeza específica e aceito, às vezes, por convenção, como tendo uma incerteza apropriada para uma dada finalidade. RESULTADO DE UMA MEDIÇÃO - Valor atribuído a um mensurando obtido por medição. Uma expressão completa inclui informações sobre a incerteza de medição. INDICAÇÃO (de um instrumento de medição) - Valor de uma grandeza fornecida por um instrumento de medição. EXATIDÃO DE MEDIÇÃO - Grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro do mensurando. É um conceito qualitativo. O termo precisão não deve ser usado como exatidão. REPETITIVIDADE - Grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições de medição. REPRODUTIBILIDADE - Grau de concordância entre os resultados das medições de um mesmo mensurando, efetuadas sob condições variadas de medição. INCERTEZA DE MEDIÇÃO - Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um mensurando. INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO - Dispositivo utilizado para uma medição, sozinho ou em conjunto com dispositivo(s) complementar (es). FAIXA DE INDICAÇÃO - Conjunto de valores limitados pelas indicações extremas.


FAIXA DE MEDIÇÃO - Conjunto de valores de um mensurando para o qual se admite que o erro de um instrumento de medição mantém-se dentro dos limites especificados. SENSIBILIDADE - Variação da resposta de um instrumento de medição dividida pela correspondente variação do estímulo. RESOLUÇÃO - Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser significativamente percebida. ESTABILIDADE - Aptidão de um instrumento de medição em conservar constantes suas características metrológicas ao longo do tempo EXATIDÃO DE UM INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO - Aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor verdadeiro. TENDÊNCIA - Erro sistemático de um instrumento de medição. É normalmente estimada pela média dos erros de indicação de um número apropriado de medições repetidas. PADRÃO DE REFERÊNCIA - Padrão, geralmente tendo a mais alta qualidade metrológica disponível em um dado local ou em uma dada organização, a partir do qual as medições lá executadas são derivadas. PADRÃO DE TRABALHO - Padrão utilizado rotineiramente para calibrar ou controlar medidas materializadas, instrumentos de medição ou materiais de referência. RASTREABILIDADE - Propriedade do resultado de uma medição ou do valor de um padrão estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente padrões nacionais ou internacionais, através de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas. CALIBRAÇÃO - Conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões.


4. GLOSSÁRIO ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. Certificado de Conformidade Documento emitido, de acordo com as regras de um sistema de certificação, para declarar a conformidade de um produto, processo ou serviço às normas técnicas ou outros documentos normativos. CGPM Conferência Geral de Pesos e Medidas. ISO Organização Internacional de Normalização. Metrologia Ciência da medição que abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência ou tecnologia (VIM - 2.2). Padrão Medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir como referência (VIM - 6.1). RBC Rede Brasileira de Calibração. SINMETRO Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Sistema Internacional de Unidades Sistema coerente de unidades adotado e recomendado pela CGPM (VIM – 1.12). O SI foi ratificado pela 11ª CGPM /1960 e atualizado até a 20ª CGPM/ 1995.


5. REFERÊNCIAS [1] THEISEN, Álvaro M. de Farias. Fundamentos da Metrologia Industrial: aplicação no processo de certificação ISO 9000 – Porto Alegre, 1997. [2] “Projeto Sensibilização e Capacitação da indústria em Normalização, Metrologia e Avaliação da Conformidade, CNI/ COMPI. METROLOGIA Conhecendo e Aplicando na sua Empresa. 2ª Ed. Brasília, 2002. [3] INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia. Rio de Janeiro: Ed. SENAI, 2007. [4] FIDÉLIS, Gilberto C.; et al.; Calibração e Certificação de Instrumentos da Metrologia Convencional. Florianópolis, Junho de 1997.


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