Ensaios de Proficiência executados com base em valor de consenso: um estudo de caso na área ambiental no programa da Rede Metrológica RS

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1 Ensaios de Proficiência executados com base em valor de consenso: um estudo de caso na área ambiental no programa da Rede Metrológica RS Proficiency Testing based on consensus value: a case in environmental program from Rede Metrológica RS Filipe Albano 1, Marília Rodrigues 1, Morgana Pizzolato 2 Liane Werner 3 1 Rede Metrológica RS; 2 UFSM; 3 PPGEP/UFRGS 1 qualidade@redemetrologica.com.br; 2 morganapizzolato@ufsm.br; 3 liane@producao.ufrgs.br; Resumo: Os Ensaios de Proficiência (EP) são ferramentas importantes no processo de garantia da qualidade de resultados analíticos. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é apresentar a sistemática de execução dos EP realizados pela Rede Metrológica RS na área ambiental. Os resultados indicam que o método proposto de execução da rodada de comparação foi adequado, bem como o tratamento dos dados utilizando valor de consenso como referência e a estatística proposta pela norma ISO Palavras-chave: Ensaios de proficiência, valor de consenso, ISO Summary: The Proficiency Testing are important tools in the quality assurance of analytical results. The goal of this paper is to present the PT execution by Rede Metrológica RS in the environmental area. The results show that the proposed method implementation for the comparison round was adequate, as well as data analyses using consensus reference value and the ISO statistic. Keywords: Proficiency testing, consensus value, ISO INTRODUÇÃO Os Ensaios de Proficiência (EP) são realizados por meio de uma sistemática que tem como objetivo apoiar os laboratórios de ensaios e calibração na garantia dos serviços prestados, fornecendo apoio ao Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) da empresa (HOWERTON et al., 2010). Por meio do EP é possível avaliar o desempenho de laboratórios para ensaios ou medições específicas, identificar problemas analíticos, estabelecer uma comparabilidade de métodos de ensaio ou calibração, prover confiança adicional aos clientes do laboratório, capacitar os participantes com base em resultados das comparações interlaboratoriais, validar a incerteza declarada e atribuir valores para materiais de referência (ABNT, 2011). As empresas que promovem rodadas de comparação entre laboratórios são chamadas de provedores de EP. Recomenda-se que estas organizações atendam os requisitos da ABNT NBR ISO/IEC 17043, que tem como objetivo fornecer uma base consistente a todas as partes interessadas para determinar a competência de organizações provedoras de ensaios de proficiência. Atualmente a CGCRE realiza a acreditação de provedores de EP (CGCRE, 2011). 1

2 Dentro do contexto de qualificação de laboratórios, destacam-se as exigências relacionadas à garantia da qualidade da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, onde está explicito que o laboratório deve monitorar a validade dos ensaios e calibrações realizados através de um procedimento de controle da qualidade. Tal monitoramento pode ser realizado através de participações em EP (ABNT, 2005b). Em cada EP deve ser definido o desenvolvimento e operação do programa, definindo os possíveis participantes, amostras, frequência do programa, entre outras informações (RMRS, 2011). Destacase que um EP pode ser realizado na área de calibração ou ensaios. Segundo ABNT (2011), os programas de comparação podem variar de acordo com as necessidades do setor em que eles são utilizados, a natureza dos itens de EP, os métodos em uso e o número de participantes. A natureza do ensaio ou medição efetuada em um EP define o método de comparação de desempenho que pode ser quantitativo, qualitativo ou interpretativo. Os EP podem ser classificados em cinco tipos diferentes: sequencial, simultâneos, modelos de níveis distintos, amostras divididas e ensaios parciais (ABNT, 2011). A norma recomendada pela ABNT NBR ISO/IEC para a análise estatística dos resultados é a ISO Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparisons. O método estatístico proposto por esta norma é embasado em um algoritmo para geração de uma média e de desvio robustos, uma vez que consiste em um processo de exclusão de valores dispersos (outliers). O desempenho de cada laboratório participante pode ser avaliado a partir da análise estatística dos resultados enviados, sendo definida a estimativa do valor real (valor designado) através de consenso. O valor designado também pode ser atribuído ao mensurando por um laboratório de referência. Destaca-se que as amostras preparadas 2 também são analisadas por meio de testes de homogeneidade e estabilidade (ISO, 2005). Os índices mais utilizados para avaliação de desempenho são o z-score, na área de ensaios, e o erro normalizado, na área de calibração (KISETS, 2006). Na área de ensaios, o resultado do z-score deve ser menor do que 2 para o laboratório obter um resultado satisfatório. Resultados entre 2 e 3 são considerados questionáveis e resultados maiores do que 3 são insatisfatórios. Em calibrações, o erro normalizado (En) deve ser inferior a 1 para resultados satisfatórios, caso contrário, os mesmos são considerados insatisfatórios (ISO, 2005). Na área de ensaios, as amostras de um EP são preparadas, de forma que sejam homogêneas. Posteriormente, elas são enviadas a cada laboratório participante. Já na área de calibração, o mesmo equipamento é calibrado por diversos laboratórios. Com base nesta lógica, o provedor do EP deve garantir que a homogeneidade e estabilidade das amostras ou dos equipamentos que estão sendo comparados, não irão influenciar na avaliação de desempenho dos laboratórios (IPTCG, 2011). Diferentes pesquisadores destacam a importância da participação em EP. De acordo com Tholen (2011), os EP são uma ferramenta essencial para operação mundial dos sistemas metrológicos, de normalização e de acreditação. De acordo com estudos realizados por Howerton et al. (2010), foram analisados resultados de EP realizados nos Estados Unidos em laboratórios clínicos de 1994 até 2006 e percebeu-se uma diferença significativa na melhoria dos laboratórios participantes (p<0,05), onde observou-se a redução de resultados insatisfatórios. De acordo com Pizzolato, Reis e Ribeiro (2008), existe um número reduzido de provedores no Brasil, frente à demanda do mercado. Na pesquisa realizada por estes autores,

3 o foco foram os EP da Rede Metrológica RS (RMRS), que é uma das maiores provedoras deste tipo de atividade no país. De acordo com o estudo conduzido, percebeu-se que existe uma tendência de crescimento da quantidade de laboratórios com resultados satisfatórios no EP de análises microbiológicas da Rede Metrológica RS entre os anos de 2004 e O objetivo principal deste trabalho é apresentar a sistemática de execução dos EP realizados pela Rede Metrológica RS na área ambiental. Como objetivos específicos destacam-se: (i)apresentar os resultados obtidos no parâmetro Demanda Química por Oxigênio (DQO) no ano de 2012, (ii) apresentar a sistemática de avaliação de desempenho utilizada. Este artigo não apresenta técnicas de análise de resultados que não utilizam valor de consenso, não aborda questões relativas à estimativa de incerteza de medição da rodada de comparação e não faz um levantamento e discussão de custos relacionados com o EP. O trabalho está estruturado em quatro seções, introdução, método de pesquisa, resultados e considerações finais. 2. MÉTODO Este trabalho apresenta uma pesquisa aplicada, de cunho exploratório, de caráter quantitativo tendo como procedimento metodológico um estudo de caso. O método de trabalho está dividido em quatro macro etapas: planejamento do EP, preparação e envio de amostras, tratamento estatístico dos dados e avaliação de desempenho e discussão de resultados. 3. RESULTADOS Os resultados apresentados nesta seção referem-se ao EP de análises ambientais da Rede Metrológica RS, do ano de ª rodada, no parâmetro DQO, com enfoque na amostra denominada como x pelo provedor. 3 A demanda pelo EP foi identificada na pesquisa de satisfação do ano anterior, onde os participantes manifestaram intenção de ter o parâmetro DQO na rodada de comparação. O planejamento do EP incluiu outros parâmetros, tais como: arsênio, ferro total, níquel, mercúrio, cálcio, nitrogênio amoniacal, nitrato, ph, condutividade, alcalinidade, turbidez, cloreto, sulfato, chumbo, cromo, sódio, bário, manganês, fósforo total, surfactantes, fluoreto, DBO5, zinco, alumínio, dureza e cobre. As rodadas de comparação foram organizadas em dois blocos distintos, chamados de A e B, onde os parâmetros foram alternados. O programa de análises ambientais de 2012 contou com a participação total de 113 laboratórios diferentes, de estados como: BA, ES, GO, MA, MG, MS, PA, PR, RJ, RS, SC, SE e SP. As amostras foram preparadas na sede do DEAL/CORSAN, que é um laboratório acreditado pela CGCRE. Esta entidade é subcontratada pela Rede Metrológica RS para este processo. O lote a ser preparado contou com 113 amostras para os participantes, duas amostras reserva e 10 amostras para os testes de homogeneidade e estabilidade. Após a preparação, as amostras foram enviadas a todos participantes em caixas térmicas especiais com gelos recicláveis. Após a realização dos ensaios propostos, os laboratórios encaminharam todos os resultados das amostras analisadas via software, que foi desenvolvido pela Rede Metrológica. O prazo para realizar as análises foi de 14 dias. Os resultados recebidos foram tratados estatisticamente de acordo com as premissas do Anexo B da norma ISO A Tabela 1 apresenta parte dos resultados enviados pelos laboratórios participantes da rodada de comparação. Caso o número do laboratório não apareça na ordem sequencial, significa que o resultado não foi enviado pelo laboratório de respectivo código. Os resultados em negrito na Tabela 1 identificam

4 laboratórios com problemas de exatidão, uma vez que obtiveram z score maiores do que 2. O z- score foi calculado pela diferença entre a média do laboratório e a média robusta, dividindo este valor pelo desvio robusto. Tabela 1 Resultados da avaliação de desempenho Lab 1ª via 2ª via 3ª via Média CV (%) Z-Score MA_ ,62 0,04 MA_ ,71-0,03 MA_ ,75 1,41 MA_ ,76-0,48 MA_ ,58 1,17 MA_ ,00-0,39 MA_ ,33-1,04 MA_ ,07 0,26 MA_ ,06 0,23 MA_ ,44 0,77 MA_ ,45 0,79 MA_ ,89-0,58 MA_ ,62 1,65 MA_ ,54 4,20 MA_ ,00 1,61 MA_ ,15 0,57 MA_ ,00-0,24 MA_ ,48-0,49 MA_ ,00 0,07 MA_ ,00 0,64 MA_ ,12 3,83 MA_ ,63-1,75 MA_ ,27-0,08 MA_ ,05 29,34 MA_ ,00-2,19 MA_ ,53 0,00 MA_ ,68-0,25 MA_ ,41-0,10 A Tabela 2 apresenta o resumo dos resultados da aplicação do algoritmo estatístico aplicado. Percebe-se que o Coeficiente de Variação (CV) do grupo teve um resultado adequado (5,22%), demonstrando uniformidade entre os resultados apresentados. Para gerar os parâmetros estatísticos foram considerados somente resultados de laboratórios que utilizaram métodos que foram definidos como equivalentes (no caso do DQO: Refluxo aberto ou fechado titulométrico e Refluxo fechado colorimétrico). Os métodos considerados equivalentes foram comparados com a ANOVA e as diferenças entre os resultados não foram significativas (p>0,05). Neste parâmetro, 88 laboratórios enviaram resultados com métodos equivalentes. Além disso, a Tabela 2 demonstra o percentual de laboratórios com resultados satisfatórios (84,6%), assim como a média e o desvio robusto para este parâmetro analisado. A Figura 1 refere-se aos resultados do z-score para a média das três vias analisadas de cada um dos laboratórios participantes. As linhas contínuas representam o limite do valor de Z > 3 (insatisfatórios). As linhas pontilhadas Z 2 (sendo: Z 2 - satisfatório; 2 < Z < 3 - questionável). Figura 1 Resultados do z-score dos laboratórios A Figura 2 representa o gráfico de variabilidade, ilustrando os desvios padrão de cada laboratório, tendo em vista o limite de controle calculado (desvio médio multiplicado pela constante de 2,568). Tal gráfico não é considerado como parâmetro de avaliação de desempenho, mas convém ser observado pelos participantes como uma ferramenta para monitoramento da repetitividade de seus métodos de ensaio. A linha vermelha representa o limite de controle. A linha verde representa a média dos desvios padrão. Valores de desvios-padrão acima do limite de controle (linha vermelha) indicam possível presença de causas especiais de variação e convém que as mesmas sejam investigadas. Tais dados podem assinalar necessidades de melhoria nos métodos de ensaio dos laboratórios. Tabela 2 Resumo dados estatísticos Parâmetro Estatístico Calculado Valores obtidos Unidade de medida Média robusta (x**) Desvio robusto (s**) Nº de resultados enviados (com método analítico equivalente) Incerteza Padrão Incerteza Expandida (k=2,00) Coeficiente de Variação (CV) Percentual de laboratórios satisfatórios ( Z <= 2) 372,6 mg de O2/L 19,4 mg de O2/L 88-2,6 mg de O2/L 5,2 mg de O2/L 5,22 % 84,6 % 4

5 Figura 2 Representação gráfica dos desvios-padrão A Figura 3 apresenta os resultados das amostras X e Y, que possuem concentrações diferentes, possibilitando ao laboratório diagnosticar a origem e a natureza de alguns erros na execução do ensaio. Interpretando os resultados os dados afastados do cruzamento das linhas centrais e plotados nos quadrantes II e IV representam possibilidade de erros aleatórios, ou casuais, indicando que pode ter ocorrido um pior desempenho em uma das amostras (X ou Y), já os dados afastados do cruzamento das linhas centrais e plotados nos quadrantes I e III representam possibilidade de erros sistemáticos do laboratório. Enquanto mais próximo à reta que passa pelos quadrantes I e III e mais próximo do cruzamento das linhas centrais, mais consistente foi o resultado do laboratório. Estes resultados estão dentro da elipse de confiança. Tabela 3 Testes de Homogeneidade de DQO Amostras Via 1 Via 2 Média R X X X X X X X X X X Média Geral do teste de homogeneidade Desvio das médias (sx) 378 1,546 Desvio dentro das amostras (sw) Desvio entre as amostras (ss) Desvio robusto (s**) do EP Valor máx (aceitação da homog.) 0,837 1,428 19,439 5,832 Para o teste de estabilidade, o critério é que a diferença (em módulo) da média da homogeneidade e da média da estabilidade (Tabela 4) deve ser menor ou igual a 0,3 vezes o s**. De acordo com os dados da Tabela 4, percebe-se que as amostras são consideradas estáveis. Figura 3 Gráfico par de amostras (X e Y) As Tabelas 3 e 4 demonstram os resultados dos testes de homogeneidade e de estabilidade do parâmetro DQO. A Tabela 3 representa a homogeneidade do parâmetro, onde foram avaliadas 10 amostras do lote preparado. O critério para a homogeneidade das amostras é o desvio padrão entre as amostras do teste de homogeneidade (S s ) ser menor ou igual a 0,3 vezes o desvio padrão estimado no ensaio de proficiência, ou seja, o critério garante que o desvio padrão entre as amostras contribui com não mais do que 30% para o desvio padrão do ensaio de proficiência. Sendo s s menor do que 0,3 vezes o s **, as amostras foram consideradas homogêneas, conforme Tabela 3. 5 Tabela 4 Testes de Estabilidade de DQO Amostra Via 1 Via 2 Média X X X Média estabilidade (Y) Média homogeneidade (X) X - Y Desvio robusto (s**) do EP Valor máx (aceitação da estab.) Após a finalização do programa é realizada uma Oficina Analítica com o objetivo de discussão dos resultados do EP. Neste evento a RMRS aborda os parâmetros analíticos que tiveram maior coeficiente de variação do grupo, ou seja, que apresentaram mais dificuldade em termos de quantificação. Além disso, nesta discussão os laboratórios podem expor seus problemas com métodos e técnicas analíticas, podendo ser avaliadas e discutidas no grupo de técnicos participantes do programa. Está reunião é importante para a RMRS com o objetivo de contribuições para o aprimoramento do EP. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ,439 5,832 Os EP são ferramentas fundamentais no processo de garantia da qualidade de resultados de laboratórios. Cada vez mais as exigências de participação neste tipo de atividade aumentam,

6 impulsionadas por políticas de organismos como ILAC. Esta lógica se justifica, pois a comparação permite identificar erros que muitas vezes não são detectados no ambiente interno do laboratório. O objetivo principal deste trabalho era apresentar a sistemática de execução dos EP realizados pela Rede Metrológica RS na área ambiental, sendo apresentado através do estudo de caso do parâmetro DQO, sendo um dos parâmetros avaliados no EP de Análises Ambientais de Os resultados indicam que o método de avaliação de desempenho proposto pela ISO e a proposta do uso de valor de consenso é consistente e adequada para avaliar o desempenho de laboratórios. Como trabalhos futuros, sugere-se uma discussão sobre critérios para seleção de parâmetros para serem utilizados em testes de homogeneidade e estabilidade em EP, comparação de resultados usando métodos robustos e avaliação de desempenho através de valor designado pela preparação de amostras. 4. REFERÊNCIAS [1]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC Requisitos gerais para competência de laboratórios de ensaio e calibração. Rio de Janeiro, [2]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC Avaliação de conformidade Requisitos gerais para ensaios de proficiência. Rio de Janeiro, [3]. ASSOCIAÇÃO REDE DE METROLOGIA E ENSAIOS DO RIO GRANDE DO SUL (RMRS). Relatório do Programa de EP em resíduos de Agrotóxicos. MOD 1. Revisão 4. Porto Alegre, [4]. COORDENAÇÃO GERAL DE ACREDITAÇÃO (CGCRE). Orientação para a acreditação de laboratórios, produtores de materiais de referência e provedores de ensaio de proficiência. Revisão [5]. HOWERTON, D; KROLAK, J; MANASTERSKI, A; HANDSFIELD, J. Proficiency Testing Performance in US Laboratories. In: Arch Pathol Lab Med Journal Vol 134, May [6]. ILAC PROFICIENCY TESTING CONSULTATIVE GROUP (IPTCG). Discussion Paper on Homogeneity and Stability Testing. Diponível em S_April0808.pdf. Acesso em 14 de dezembro de [7]. INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO/DIS 13528:2005 (2005) Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparisons. International Organization for Standardization, Geneva. [8]. KISETS, D. Performance indication improvement for a proficiency testing. Accreditation Quality Assurance Journal. Vol p [9]. PIZZOLATO, M. REIS, C. RIBEIRO, J, L, D. Análise do desempenho dos laboratórios nos ensaios de proficiência de análises microbiológicas de águas naturais realizados pela Rede Metrológica do Rio Grande do Sul. GEPROS. Gestão da Produção, Operações e Sistemas Ano 3, nº 1, p [10]. THOLEN, D. Metrology in service of society: the role of proficiency testing. Accreditation and Quality Assurance Journal. 1-9 p Agradecimentos: Os autores gostariam de agradecer à Rede Metrológica RS e a CORSAN pela possibilidade de apresentação dos resultados e pelo apoio no desenvolvimento do maior EP da área no Brasil, que é o programa de Análises Ambientais. 6

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