29 a 31 de outubro de 2014 Local: Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos ABIMAQ. Fabrício Gonçalves Torres

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1 PROMOÇÃO E REALIZAÇÃO REDE METROLÓGICA DO ESTADO DE SÃO PAULO - REMESP REDE DE SANEAMENTO E ABASTECIMENTO DE ÁGUA - RESAG 29 a 31 de outubro de 2014 Local: Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos ABIMAQ Comparação interlaboratorial de ensaio de proteção contra choque elétrico em condição de sobretensão na porta externa de telecomunicações Fabrício Gonçalves Torres IPT, São Paulo, Brasil, fabrigt@ipt.br Resumo O presente artigo tem a finalidade de apresentar e discutir os resultados da Comparação Interlaboratorial de Ensaio de Proteção Contra Choque Elétrico em Condições de Sobretensão na Porta Externa de Telecomunicações, de acordo com a Resolução da Anatel nº 529, de 3 de junho de Esta comparação foi realizada no período entre 09/02/2012 e 07/05/2012, no âmbito da subcomissão de telecomunicações da CT-08. Palavras-chave: comparação interlaboratorial, ensaio, telecomunicações. 1. INTRODUÇÃO A participação em programas de comparação interlaboratorial tem crescido vertiginosamente devido à sua grande importância na avaliação dos laboratórios de ensaios e calibrações, que desejam obter acreditação ou reconhecimento. Uma comparação interlaboratorial tem como objetivos atestar a proficiência de um laboratório, avaliar as características de desempenho de um método e, em geral, é organizada pelos próprios laboratórios participantes [1]. De acordo com [2], a comparação interlaboratorial é uma alternativa aos laboratórios que devem participar de uma atividade de ensaio de proficiência. Uma análise criteriosa dos resultados obtidos na comparação, permite aos laboratórios participantes identificar problemas, e tomar ações de melhoria como adequação de procedimentos, treinamento de equipe, entre outros [3]. A comparação interlaboratorial apresentada neste artigo foi organizada pelos laboratórios, que participam da subcomissão de telecomunicações da Comissão Técnica de Eletroeletrônica - CT08 da Coordenação Geral de Acreditação / Inmetro. Foi decidido que o programa fosse coordenado por um laboratório de calibração acreditado pela Cgcre, e que fosse neutro com relação aos serviços de ensaio prestados pelos laboratórios participantes deste programa. O Valor de Referência foi também obtido pelo coordenador do programa. 1

2 1.1. A Resolução nº 529 da Anatel A Resolução nº 529, de 3 de junho de 2009 tem por objetivo estabelecer requisitos mínimos de segurança elétrica a todos os produtos de telecomunicações, complementando, assim, regulamentos específicos para fins de certificação e homologação, como a Resolução nº 242, de 30 de novembro de 2000, que estabelece regras e procedimentos para tal finalidade. A Resolução abrange equipamentos para telecomunicações de Categoria I, II e III, destinados à instalação no ambiente do usuário, e estabelece requisitos de proteção contra choque acústico, risco de incêndio, choque elétrico em condições normais, choque elétrico em condições de sobretensão na porta externa de telecomunicações, choque elétrico em condição de sobretensão na porta externa de energia elétrica e aquecimento excessivo [4] Laboratórios participantes O Programa de Comparação Interlaboratorial contou com a participação de 12 laboratórios, distribuídos geograficamente da seguinte forma: 8 laboratórios sediados no estado de São Paulo; 2 laboratórios sediados no estado de Minas Gerais; 1 laboratório sediado no estado de Santa Catarina; 1 laboratório sediado no estado do Rio Grande do Sul. Entre o período que foi realizada a comparação interlaboratorial, do total de laboratórios participantes, 75 % eram acreditados pela Cgcre (RBLE) para a realização do ensaio conforme Resolução nº 529 [5]. Este número representa a uma parcela de 90% do total de laboratórios acreditados pela Cgcre, para o mesmo serviço. 2. DESCRIÇÃO DO ARTEFATO O artefato utilizado no Programa de Comparação Interlaboratorial era o dispositivo apresentado nas figuras 1 e 2. Este dispositivo consistia de um banco de resistores, com valor total de 300 kω, ligado entre o terminal de telecomunicações e a parte traseira metálica (posição II), e um resistor de 10 MΩ ligado entre o terminal de telecomunicações e o terminal de comunicação (posição III). Terminal de Telecomunicações Terminal de Comunicação Fig. 1. Vista superior do artefato Parte traseira metálica Fig. 2. Vista inferior do artefato 2

3 3. PROCEDIMENTO Os participantes do Programa forneceram os resultados de dois mensurandos: corrente elétrica percorrida entre o terminal de telecomunicações e a parte traseira metálica (posição II); corrente elétrica percorrida entre o terminal de telecomunicações e o terminal de comunicação (posição III). Era esperado que os laboratórios participantes aplicassem tensões conforme tabela 1, e efetuassem as medições de corrente elétrica com um amperímetro, conforme a Resolução nº 529, Título V e Capítulo I. Posição Tensão AC Tensão DC II V V III V V Tab. 1. Tensões aplicadas no artefato. O gerador utilizado deveria ter uma impedância interna com valor nominal de 5 kω. 4. DETERMINAÇÃO DO VALOR DE REFERÊNCIA Neste Programa, foi considerado como Valor de Referência, o valor obtido da média aritmética das medições realizadas pelo Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT (IPT-LME), no período entre 13/01/2012 e 09/04/2012, sendo que uma medição foi realizada no início do Programa, quatro medições no meio e uma última no fim, assim, possibilitando avaliar a estabilidade do artefato. A incerteza expandida da medição, atribuída ao Valor de Referência, foi declarada como a incerteza padrão de medição multiplicada pelo fator de abrangência k, o qual para uma distribuição t com ν eff graus de liberdade efetivos, corresponde a uma probabilidade de abrangência de, aproximadamente, 95 %. A incerteza padrão da medição foi determinada de acordo com a publicação EA-4/02 [6]. A estabilidade do artefato foi determinada pelo desvio padrão da média dos valores obtidos pelo IPT-LME, nos dias 13/01/2012, 16/01/2012, 07/02/2012, 27/02/2012, 16/03/2012 e 09/04/2012, e o respectivo valor foi considerado como componente de incerteza da incerteza expandida da medição. 4.1 Rastreabilidade do Valor de Referência Segundo [7], a rastreabilidade metrológica é assegurada quando o resultado pode ser relacionado a uma referência através de uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma contribuindo para a incerteza da medição. O IPT-LME é um laboratório acreditado, sob o número CAL 0047, ou seja, para as medições realizadas neste programa, o laboratório atende aos requisitos de acreditação pela Cgcre, que avaliou a sua competência e comprovou sua rastreabilidade a padrões nacionais de medida (ou ao Sistema Internacional de Unidades - SI). A rastreabilidade dos instrumentos do IPT-LME a padrões nacionais de medidas é realizada por meio de calibrações dos mesmos no Laboratório Nacional de Metrologia - LNM (conjunto de laboratórios do Inmetro). Por meio de uma cadeia metrológica interna, a rastreabilidade obtida na calibração dos padrões de referência foi transferida para os demais padrões de trabalho utilizados neste Programa, conforme tabela 2. 3

4 Descrição Certificado Origem do certificado Década de resistência IPT-LME (RBC) Multímetro 4½ dígitos IPT-LME (RBC) Multímetro 6½ dígitos IPT-LME (RBC) Calibrador multifunção IPT-LME (RBC) Tab. 2. Rastreabilidade dos padrões utilizados pelo LME-IPT Valor de Referência para medidas de corrente Todas as medições para o cálculo do Valor de Referência, foram realizadas na temperatura ambiente de (23 ± 3) ºC e umidade relativa do ar de (60 ± 20) %. Os resultados obtidos pelo IPT-LME são apresentados na tabela 3. Configuração Valor de Referência (µa) Incerteza Expandida (µa) Corrente AC - configuração II Corrente DC - configuração II Corrente AC, configuração III 93,4 1,1 Corrente DC, configuração III 132,33 0,74 Tab. 3. Valores de Referência com respectivas incertezas. 5. PARÂMETROS AVALIADOS NO PROGRAMA O programa de comparação interlaboratorial permitiu que fosse avaliada a capacidade de medição da corrente elétrica em quatro configurações. As quatro configurações de medição de corrente são descritas a seguir: aplicando-se tensão AC com a chave do circuito na configuração II; aplicando-se tensão DC com a chave do circuito na configuração II; aplicando-se tensão AC com a chave do circuito na configuração III; aplicando-se tensão DC com a chave do circuito na configuração III. A avaliação foi realizada com base no Erro Normalizado, calculado conforme equação (1) abaixo [8]. (1) Onde, V R : Valor de Referência (valor obtido pelo LME-IPT); V LABX : Valor obtido pelo laboratório participante; U R : Incerteza expandida da medição do Valor de Referência; U LABX : Incerteza expandida da medição do valor obtido pelo laboratório participante. É considerado satisfatório o resultado cujo Erro Normalizado seja menor ou igual a 1. 4

5 Corrente medida (A) Corrente medida (A) Corrente medida (A) 6. RESULTADOS Os gráficos a seguir representam os resultados fornecidos por cada laboratório participante. A linha pontilhada verde corresponde ao Valor de Referência determinado pelo IPT-LME, para cada configuração. As linhas pontilhadas vermelhas superior e inferior correspondem às incertezas expandidas da medição do Valor de Referência. Os números 1 a 12 correspondem aos códigos atribuídos aos laboratórios participantes. Os resultados que estavam muito discrepantes em relação ao Valor de Referência foram suprimidos dos gráficos, para que a escala utilizada não perdesse muita resolução. 3,6E-3 3,5E-3 3,4E-3 3,3E-3 3,2E-3 3,1E Laboratórios Fig. 3. Corrente AC medida - Configuração II 4,9E-3 4,9E-3 4,8E-3 4,8E-3 4,7E-3 4,7E Laboratórios Fig. 4. Corrente DC medida - Configuração II 97,0E-6 96,0E-6 95,0E-6 94,0E-6 93,0E-6 92,0E-6 91,0E Laboratórios Fig. 5. Corrente AC medida - Configuração III 5

6 Corrente medida (A) 134,5E-6 132,5E-6 130,5E-6 128,5E-6 126,5E-6 124,5E Laboratórios Fig. 6. Corrente DC medida - Configuração III 6.1 Valores e incertezas declaradas para medidas de corrente A tabela 4 a seguir apresenta os valores e as incertezas declaradas por cada laboratório. As linhas estão ordenadas em ordem crescente de incerteza. Conf. II AC Conf. II DC Conf. III AC Conf. III DC Lab 4: 3,5 ma ± 0,31 % Lab 4: 5,2 ma ± 0,60 % Lab 4: 136,0 µa ± 1,5 % Lab 4: 148 µa ± 0,68 % Lab 6: 3,3 ma ± 1,6 % Lab 5: 4,9 ma ± 1,5 % Lab 6: 94,5 µa ± 1,6 % Lab 5: 151 µa ± 1,3 % Lab 5: 3,5 ma ± 1,6 % Lab 6: 4,7 ma ± 1,6 % Lab 5: 97,0 µa ± 2,1 % Lab 6: 132,5 µa ± 1,7 % Lab 8: 3,4 ma ± 2,4 % Lab 9: 4,3 ma ± 2,1 % Lab 8: 94,0 µa ± 5,3 % Lab 8: 132 µa ± 4,5 % Lab 3: 3,2 ma ± 3,1 % Lab 12: 4,7 ma ± 2,1 % Lab 3: 92,0 µa ± 9,3 % Lab 3: 126 µa ± 7,6 % Lab 9: 3,4 ma ± 4,1 % Lab 8: 4,8 ma ± 2,8 % Lab 9: 94 µa ± 21 % Lab 12: 132 µa ± 10 % Lab 12: 3,3 ma ± 4,2 % Lab 3: 2,3 ma ± 3,2 % Lab 12: 93 µa ± 26 % Lab 9: 125 µa ± 27 % Lab 1: 3,3 ma ± 6,1 % Lab 10: 4,7 ma ± 4,0 % Lab 1: 92 µa ± 43 % Lab 1: 130 µa ± 31 % Lab 10: 3,3 ma ± 7,0 % Lab 2: 4,8 ma ± 4,6 % Lab 11: 350 µa ± 58 % Lab 10: 132,5 µa ± 90 % Lab 2: 3,4 ma ± 16 % Lab 1: 4,7 ma ± 6,0 % Lab 10: 93,2 µa ± 190 % Lab 11: 130 µa ± 150 % Lab 7: 9,0 µa ± 8700 % Lab 7: 3,7 ma ± 21 % Lab 2: 110 µa ± 480 % Lab 2: 130 µa ± 170 % Lab 11: > 10 ma ± 201,6 µa Lab 11: > 10 ma ± 190 µa Lab 7: 61 µa ± 1300 % Lab 7: 112 µa ± 700 % Tab. 4. Valores de corrente elétrica dos laboratórios participantes Pela tabela acima, pode-se observar que há uma discrepância muito grande entre incertezas declaradas pelos laboratórios participantes. Porém, é importante ressaltar que na Resolução nº 529, não há critérios que estabeleçam as incertezas a serem declaradas nas medidas de corrente do produto a ser testado Erro Normalizado Os cálculos dos Erros Normalizados para medidas de corrente, conforme equação (1), estão apresentados na tabela 6

7 Lab Config II AC Config II DC Config III AC Config III DC 1 0,19 0,14 0,035 0, ,11 0,46 0,031 0, ,7 33 0,16 0,66 4 6, ,4 2,0 1,6 8,8 6 0,010 0,12 0,60 0, ,3 1,3 0,042 0, ,32 0,32 0,12 0, ,15 4,7 0,031 0, ,012 0,10 0,0011 0, * -* 1,3 0, ,066 0,29 0,016 0,025 Tab. 5. Erro Normalizado *Não foi possível calcular o Erro Normalizado para estes pontos, pois, foi declarado um conjunto aberto de valores. 7. COMENTÁRIOS E CONCLUSÃO Dos laboratórios participantes, 5 apresentaram resultados não satisfatórios, de acordo com o critério descrito no item 5 em uma ou mais configurações. Percebe-se também, que há enorme diferença na declaração das incertezas. Na medição de corrente AC, na configuração II, por exemplo, as incertezas declaradas têm seu menor valor em 0,31 %, enquanto o maior é igual a 8700 % do valor medido. Ao avaliar os resultados dos laboratórios participantes para medição de corrente AC ou DC na configuração III, em que o artefato apresenta uma impedância de 10 MΩ, percebe-se que as incertezas dos laboratórios participantes aumentam significamente (apenas três laboratórios não tiveram suas incertezas aumentadas). Provavelmente, os equipamentos empregados na medição podem ter uma faixa de medição limitada ou resolução incompatível, ou especificação de classe de exatidão ruim para os valores medidos. Os resultados apresentados neste trabalho podem auxiliar os laboratórios que têm como meta a acreditação junto à Cgcre para este tipo de ensaio, já que os laboratórios devem garantir a qualidade dos resultados antes da solicitação de acreditação [2]. Por meio destes resultados, os laboratórios participantes poderão avaliar seus desempenhos individuais, e implementar ações corretivas ou de melhorias, caso sejam necessárias. Por fim, vale ressaltar que programas deste tipo poderiam fornecer subsídios a agências reguladoras, como a Anatel, para promover a confiabilidade metrológica dos resultados e a oferta de produtos com maior qualidade e segurança à sociedade, em todo território nacional. 8. AGRADECIMENTOS O autor agradece a todos os laboratórios, que, por meio da subcomissão de telecomunicações do CT-08, participaram deste Programa, e permitiram que o presente trabalho fosse publicado. Agradece à FINEP/CNPq pelo apoio financeiro, por meio do programa Sibratec, e também à equipe do LME-IPT, especialmente ao Regis Renato Dias, pelos conselhos técnicos, e à Rima Yehia, pelo apoio prestado e pela revisão do artigo. 7

8 9. REFERÊNCIAS [1] L. Ramalho, Garantia da Qualidade de Resultados de Laboratórios, Curso para Melhoria da Capacitação Laboratorial na área de Qualidade, Saneamento e Abastecimento de Água - RESAG. [2] Cgcre, Documento Normativo NIT-DICLA-026, rev. 8, de out/2011. [3] ABNT NBR ISO/IEC 17043:2011, Avaliação de conformidade - Requisitos Gerais para Ensaios de Proficiência. [4] Anatel, Resolução nº 529, de 3 de junho de 2009, Regulamento para certificação de equipamentos de telecomunicações quanto aos aspectos de segurança elétrica. [5] acessado em 11/04/2013. [6] EA-4/02 M: 1999, Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration. [7] Vocabulário Internacional de Metrologia - VIM, 1ª Edição Luso - Brasileira, [8] ISO 13528:2005(E), Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparissons. 8