Em qualquer processo produtivo, deve-se garantir que as

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1 Confiabilidade, calibração e definições importantes para os instrumentos de medir Os instrumentos de medição são os dispositivos utilizados para realizar uma medição e no âmbito da metrologia legal são os equipamentos usados no comércio, nas áreas de saúde, segurança e meio ambiente e na definição ou aplicação de penalidades ou efeito fiscal [Da Redação] Em qualquer processo produtivo, deve-se garantir que as medições realizadas sejam confiáveis e para isso, além de especificar adequadamente os instrumentos de medição, deve-se garantir a rastreabilidade de tais medições. Embora a rastreabilidade seja assegurada com as calibrações dos instrumentos, a correta interpretação e aplicação dos resultados obtidos (erro e incerteza) bem como a manutenção da calibração são fundamentais, pois a desconsideração desses fatores pode comprometer a produção. A manutenção da confiabilidade metrológica dos instrumentos de medição/padrões visa assegurar que as medições realizadas com esses instrumentos/padrões sejam confiáveis e rastreáveis. O ponto principal do plano de manutenção da confiabilidade metrológica é o plano de calibração dos instrumentos ou padrões Já um plano de calibração objetiva manter a confiabilidade e rastreabilidade desses instrumentos de medição. A rastreabilidade é garantida quando o instrumento ou padrão é calibrado de forma a ter evidenciada sua rastreabilidade. A norma ISO/IEC estabelece a rastreabilidade ao Sistema Internacional (SI) dos seus próprios padrões e instrumentos de medição, por meio de uma cadeia ininterrupta de calibrações ou comparações, ligando-os aos padrões primários das unidades de medida SI correspondentes. Essa norma indica ainda que, quando forem utilizados serviços externos de calibração, a rastreabilidade da medição deve ser assegurada pela utilização de serviços de calibração de laboratórios que possam demonstrar competência, capacidade de medição e rastreabilidade. A calibração é uma atividade fundamental nos procedimentos de garantia da confiabilidade metrológica de instrumentos ou sistemas de medição. Se efetuada a intervalos de tempo criteriosamente definidos, pode-se garantir confiabilidade dos resultados medidos e rastreabilidade aos padrões nacionais ou internacionais reconhecidos. A exigência de procedimentos de calibração formalmente documentados e de sua aplicação a intervalos de tempo preestabelecidos está especificada nas normas ISO e ISO A calibração é uma atividade onerosa que normalmente demanda muito tempo, exige pessoal qualificado e reduz a disponibilidade do instrumento ou sistema de medição no processo produtivo. Nesse sentido, o perfeito entendimento dos objetivos da calibração e da aplicação de seus resultados é essencial. Assim, os resultados de uma calibração destinam-se: a obter a curva e/ou tabela com as características metrológicas do instrumento ou sistema de medição visando determinar se nas condições em que foi calibrado está em conformidade com uma norma, especificação legal ou um erro máximo adotado pela empresa; a obter a curva e/ou tabela com valores de tendência e sua incerteza, com o objetivo de corrigir efeitos sistemáticos visando reduzir a incerteza do resultado da medição; a analisar o comportamento operacional e metrológico do sistema ou instrumento de medição, nas suas fases de desenvolvimento, aperfeiçoamento e comprovação de adequação, incluindo o estudo dos efeitos das grandezas de influência sobre seu comportamento. No Brasil, o órgão responsável por manter os padrões primários e dar a rastreabilidade às medições é o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro). Quanto ao intervalo de calibração dos instrumentos de medição, pode se dizer que vem especificado no manual ou na sua especificação. Este intervalo de tempo deve ser seguido até obter-se um histórico do comportamento do instrumento/padrão. Quando a evidência da estabilidade do instrumento permita o aumento do intervalo entre calibrações. O intervalo de calibração também pode ser determinado pela experiência dos técnicos da empresa com instrumentos similares, mas para isso é necessário um histórico de informações referentes a calibrações e verificações de instrumentos da mesma natureza. Mesmos com esse conhecimento é necessário à calibração em intervalos menores nos primeiros anos de utilização para averiguar se o instrumento em questão segue o padrão de comportamento dos instrumentos similares já utilizados pela empresa. O intervalo de calibração pode ser definido como o período de tempo compreendido entre duas calibrações consecutivas de um determinado sistema ou instrumento de medição. Os principais fatores que influenciam na definição do intervalo inicial de calibração incluem: as condições e frequência de uso do sistema ou instrumento de medição; as recomendações técnicas de normas ou de fabricantes; as características construtivas do sistema de 20 Março 2011

2 medição; o nível de incerteza requerido para a medição. Apesar da escolha inicial do intervalo de calibração ser, na maioria das vezes, de natureza subjetiva, é muito importante que a escolha seja a mais consistente possível. Isso é justificado pelo fato de que usualmente esse intervalo selecionado permanece constante nas primeiras calibrações, já que uma mudança adequada do intervalo só é possível após um razoável conhecimento das características metrológicas do sistema de medição através da análise dos dados históricos das calibrações. É necessária a revisão contínua do intervalo de calibração. Basicamente, alguns fatores contribuem para isso: aumentar a confiabilidade entre os intervalos (redução do risco de não conformidade) e minimização dos custos com as calibrações periódicas; possibilidade de alterações das características metrológicas do sistema ou instrumento de medição ao longo do tempo; possibilidade de mudanças das condições de utilização do sistema ou instrumento de medição ao longo de sua vida útil. Existem várias metodologias para os ajustes dos intervalos iniciais de calibração. A norma ISO apresenta, no seu anexo A, as diretrizes para determinação de intervalos de comprovação para equipamentos de medição com cinco métodos de ajustes de intervalos iniciais de calibração independentemente do sistema ou instrumento de medição utilizado. Como não existe um método ideal aplicável a toda gama de sistemas de medição, cabe à empresa estudar o mais adequado às suas necessidades. É importante ressaltar que, além de garantir a confiabilidade metrológica dos instrumentos, o plano de calibração auxilia na manutenção da confiança do processo no qual a medição está envolvida. Todo instrumento, quando enviado à calibração, fica inoperante pelo período de translado e que está no laboratório sendo calibrado, devendo desta forma, ser verificado junto a seu usuário a possibilidade de substituição ou retirada de operação durante período de calibração. Para instrumentos utilizados em processos críticos, deve-se ter ao menos um instrumento reserva com a calibração em dia para que, caso haja uma quebra do instrumento ou retirada para calibração, exista outro instrumento para substituir o inoperante prontamente. O gestor do plano de calibração deve considerar a necessidade da existência de instrumentos replicados e garantir que em momento algum exista conflito de datas de calibração de modo que a empresa não fique desamparada. Já a escolha do laboratório responsável pela execução da calibração deverá levar em conta a incerteza requerida pelo processo produtivo. A capacidade de medição de cada laboratório pertencente à Rede Brasileira de Calibração (RBC) e Rede Brasileira de Laboratórios de Ensaios (RBLE). Em relação ao intervalo de calibração, que na maioria dos casos é indicado pelo fabricante, pode ser alterado para melhoria da confiabilidade e redução de custos. A determinação do intervalo depende, entre outros fatores, da frequência de utilização do instrumento ou padrão. A definição de um pequeno intervalo nos primeiros anos Março

3 para melhor conhecimento do equipamento é viável uma vez que se faça um estudo e acompanhamento do seu comportamento. Os instrumentos com grande frequência de utilização e de vital importância no processo produtivo devem ter uma frequência de verificação compatível com sua importância. Quando já se tem estabelecido um histórico de calibrações de um instrumento/padrão pode-se, considerando alguns fatores, aumentar o intervalo entre as calibrações. Um desses fatores é analise da tendência do comportamento do instrumento. Esta análise nos permite inferir o comportamento futuro do padrão e o comportamento em operação entre as calibrações. Essa análise permite determinar um fator temporal de correção que pode ser acrescido ao erro para maior confiabilidade na medição que pode ser também somado à incerteza. E por que calibrar um instrumento de medição? O item 7.6 Controle de equipamento de monitoramento e medição, da ISO 9001, especifica que a organização deve determinar o monitoramento e medição a serem realizados e o equipamento de monitoramento e medição necessário para fornecer evidências da conformidade do produto com os requisitos determinados. A organização deve estabelecer processos para assegurar que o monitoramento e a medição possam ser realizados e sejam executados de uma maneira consistente com os requisitos de monitoramento e medição. Quando necessário para assegurar resultados válidos, o equipamento de medição deve: a) ser calibrado ou verificado, ou ambos, a intervalos especificados, ou antes do uso, contra padrões de medição rastreáveis a padrões de medição internacionais ou nacionais; quando esse padrão não existir, a base usada para calibração ou verificação deve ser registrada (ver 4.2.4); b) ser ajustado ou re-ajustado, quando necessário; c) ter identificação para determinar sua situação de calibração; d) ser protegido contra ajustes que invalidariam o resultado da medição, e e) ser protegido contra dano e deterioração durante o manuseio, manutenção e armazenamento. Adicionalmente, a organização deve avaliar e registrar a validade dos resultados de medições anteriores quando constatar que o equipamento não está conforme com os requisitos. A organização deve tomar ação apropriada no equipamento e em qualquer produto afetado. Registros dos resultados de calibração e verificação devem ser mantidos (ver 4.2.4). Assim, a calibração de um equipamento é um componente importante na qualidade dos resultados expressos por ele e, como é uma ferramenta de aprimoramento constante, proporciona vantagens como a redução na variação dos resultados obtidos, prevenção dos defeitos e compatibilidade das medições. Um certificado de calibração é um registro de grande importância no sentido de garantir a confiabilidade dos serviços prestados, pois tem como função mostrar os resultados das medições realizadas com o instrumento ao compará-lo com um padrão de referência que seja rastreável a um padrão nacional e/ou internacional. Em consequência, a calibração prova que a leitura obtida pelo instrumento está dentro das incertezas de medição, sendo rastreável à unidade correspondente do Sistema Internacional de Unidades (SI). Além disso, esses certificados apresentam a data da 22 Março 2011

4 calibração, o responsável pelo mesmo, as condições ambientais, bem como a incerteza associada às medições. Em termos práticos, a calibração é uma ferramenta básica que visa assegurar a confiabilidade de um instrumento de medição, por meio da comparação do valor medido com um padrão rastreado ao Sistema Internacional (SI). O Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM) descreve a calibração como a operação que estabelece, numa primeira etapa e sob condições especificadas, uma relação entre os valores indicados e as incertezas de medição, fornecidos por padrões e as indicações correspondentes com as incertezas associada; numa segunda etapa, utiliza esta informação para estabelecer uma relação visando a obtenção de um resultado de medição a partir de uma indicação. Dessa forma, todos os equipamentos de medição produzidos são submetidos a um controle da qualidade que assegure que os mesmos estão dentro dos limites especificados. A confirmação destas especificações é fornecida através de um certificado de calibração. Quando uma empresa precisa de um documento que apresente a evidência objetiva deste processo de calibração, deve solicitar este serviço a um laboratório acreditado pelo Inmetro para que o mesmo possa ser aceito nos processos de auditorias externas e você tenha rastreabilidade oficial aos padrões nacionais. Os equipamentos de medição e controle são os responsáveis por se manter a qualidade do produto ou da produção, pois é a partir dele que se mede ou controla um processo. Equipamentos medindo errado podem induzir a decisões erradas e fatalmente teremos produtos produzidos fora das especificações. A calibração permite verificar através da comparação contra padrões rastreados qual é o erro que o equipamento possui, obviamente associado a uma incerteza da medição. A partir destas informações é possível se verificar se o referido equipamento de medição está dentro das especificações esperadas para o mesmo. Os equipamentos que atendam a sua especificação estão aptos a serem colocados em uso novamente, aqueles que tiverem erros superiores ao especificados devem ser reavaliados e algumas ações devem ser tomadas. Portanto, a importância da calibração reside no fato de se conhecer o valor verdadeiro que um equipamento está realmente medindo. Conhecendo este valor podemos identificar o seu desvio (erro) em relação aos valores dos padrões. Identificado o erro pode-se facilmente corrigi-lo e se obter o valor correto. E para que serve a rastreabilidade metrológica? Serve para assegurar que o resultado de uma medição está de acordo com o padrão que é especificado na declaração da rastreabilidade. Obviamente o resultado da medição está vinculado ao resultado do padrão de um nível mais alto, mas a incerteza da medição é a do próprio laboratório responsável pela realização da medição. Um resultado de medição sem rastreabilidade tem uma grande probabilidade de não estar correto. Importante dizer que as especificações fornecidas por um fabricante para os seus equipamentos de medição e controle devem ser usadas para verificar a adequação da aplicabilidade do mesmo na medição e controle do processo Março

5 Instrumentos mais usados pelas empresas nacionais Paquímetro: É usado para medir as dimensões lineares internas, externas e de profundidade de uma peça. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, sobre a qual desliza um cursor. Relógios apalpadores e comparadores: Utilizados na indústria para diversos fins, como a excentricidade de peças, o alinhamento e a centragem de peças nas máquinas, o paralelismos entre faces, medições internas e medições de detalhes de difícil acesso. Seu funcionamento consiste basicamente num mecanismo que transforma o deslocamento radial de uma ponta de contato em movimento axial transmitido a um relógio comparador, no qual se pode obter a leitura da dimensão. Micrômetro: Funciona por um parafuso micrométrico e é muito mais preciso que a craveira, que funciona por deslizamento de uma haste sobre uma peça dentada e permite a leitura da espessura por meio de um nônio ou de um mecanismo semelhante ao de um relógio analógico. Multímetro: Destinado a medir e avaliar grandezas elétricas. Também chamado de multiteste ou multimeter ou DMM (digital multi meter) é um instrumento que pode ter mostrador analógico (de ponteiro) ou digital. Réguas: Muito utilizadas na medida de comprimentos, as mesma diferem das réguas comuns, eles tem de estar calibradas. Rugosímetro: Utilizado para inspeção de rugosidade de um material, ou seja, verifica-se no caso em uma área plana qual o nível de saliências ele tem, usando como padrão a medida RZ. Máquina de medição tridimensional: O controle de qualidade dimensional é tão antigo quanto a própria indústria, mas somente nas últimas décadas vem ocupando a importante posição que lhe cabe. O aparecimento de sistemas de medição produtivo desejado pelo cliente. As especificações são usadas basicamente quando se define os limites das variáveis de controle do processo produtivo. Por exemplo, um equipamento de medição deve ser x vezes melhor que os limites da grandeza que ele deve medir ou controlar. Para se estabelecer esta relação é que se devem observar as especificações do fabricante, ou seja, no momento da especificação e decisão sobre a sua aplicabilidade. Igualmente, após ser calibrado e ter o seu certificado de calibração emitido, é necessário de se verificar se o mesmo está ou não apto a ser utilizado novamente. Esta verificação é feita pela comparação entre os erros encontrados na calibração e descritos no certificado com os limites de erro especificados pelo fabricante. A análise e o controle de um processo só podem ser significativos se os instrumentos de medição utilizados forem exatos, pois eles estão sujeitos a variações. Se eles não estiverem calibrados, produz-se, como consequência, um desvio ou uma variação sistemática. Por outro lado, a existência de desvios sistemáticos também poderá ser devida a diferentes pessoas utilizarem o mesmo instrumento para realizarem as medições similares. Uma variação periódica das leituras do instrumento pode ser pelo seu desgaste ou uma alteração das condições ambientais, como mudanças de temperatura ou umidade durante as medições, afetando a estabilidade dos seus resultados. Outro tipo de variação, tridimensional significa um grande passo nessa recuperação e traz importantes benefícios, tais como aumento da exatidão, economia de tempo e facilidade de operação, especialmente depois da incorporação de sistemas de processamento de dados. Em alguns casos, constatou-se que o tempo de medição gasto com instrumentos de medição convencionais ficou reduzido a um terço com a utilização de uma máquina de medir coordenadas tridimensional MMC manual sem computador, e a um décimo com a incorporação do computador. Durômetro: Usado na medir a dureza de um material, a mesma é muito utilizada em fabricas de aços, metais, forjarias e centro de usinagem. Projetor de perfil: Quando uma peça é muito pequena, fica difícil visualizar seu perfil e verificar suas medidas com os aparelhos e instrumentos comuns. Esse problema é resolvido com os projetores de perfil. Destina-se à verificação de peças pequenas, principalmente, as de formato complexo. Ele permite projetar em sua tela de vidro a imagem ampliada da peça. Esta tela possui gravadas duas linhas perpendiculares, que podem ser utilizadas como referência nas medições. O projetor possui uma mesa de coordenadas móvel com dois cabeçotes micrométricos, ou duas escalas lineares, posicionados a 90º. Ao colocar a peça que ser medida sobre a mesa, obtemos na tela uma imagem ampliada, pois a mesa possui uma placa de vidro em sua área central que permite que a peça seja iluminada por baixo e por cima simultaneamente, projetando a imagem na tela do projetor. O tamanho original da peça pode ser ampliado 5, 10, 20, 50 ou 100 vezes por meio de lentes intercambiáveis, o que permite a verificação de detalhes da peça em vários tamanhos. denominada variação aleatória, deve-se geralmente a condições geradas pelo próprio instrumento (atritos internos), que provocam variação nos resultados de medições repetidas (repetibilidade). Assim, é importante conhecer as definições de exatidão, repetibilidade, reprodutibilidade, estabilidade e linearidade. Exatidão É a diferença entre a média observada das medições 24 Março 2011

6 efetuadas e o valor verdadeiro da grandeza medida, ou seja, é a aptidão do instrumento para dar indicações próximas do verdadeiro valor da grandeza medida. O valor verdadeiro da grandeza medida é obtido através da medição de um padrão. A exatidão de um instrumento de medida é conhecida através de uma operação que se denomina de calibração, que consiste num conjunto de operações que estabelecem a relação entre os valores indicados por um instrumento de medida e os correspondentes valores conhecidos da grandeza a medir. Linearidade Corresponde à máxima diferença de exatidão ao longo da escala operativa de um instrumento de medição. muito próximas quando se aplica repetidamente o mesmo sinal de entrada. Estas condições incluem: redução ao mínimo das alterações; devido ao observador; mesmo procedimento de medição; o mesmo observador; o mesmo equipamento, utilizado nas mesmas condições; o mesmo local; e repetições durante um curto intervalo de tempo. A repetibilidade pode ser expressa quantitativamente através das características da dispersão das indicações. Estabilidade É a capacidade do instrumento de medição para conservar as suas características metrológicas. A estabilidade de um instrumento é obtida através da medição repetida, em momentos diferentes, com o mesmo instrumento e sobre a mesma amostra. Os fatores que podem afetar a estabilidade são: desgaste do instrumento de medição; mudança de temperatura; e umidade. Reprodutibilidade Aproximação entre resultados das medições de uma mesma grandeza, quando as medições individuais são afetadas fazendo variar condições tais como: métodos de medição; operador; instrumento de medida; local; condições de utilização; tempo. A reprodutibilidade pode exprimir-se quantitativamente em termos de características da dispersão dos resultados. Repetibilidade É a capacidade do instrumento de medição para dar, em condições de utilização definidas, as respostas Março