PROJETO DE CRIAÇÃO DA DISCIPLINA OPTATIVA FUNDAMENTOS DE METROLOGIA PARA O CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA, ÊNFASE ELETRÔNICA / TELECOMUNICAÇÕES, ÁREA DE CONHECIMENTO DE PRODUÇÃO CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA, ÊNFASE ELETRÔNICA / TELECOMUNICAÇÕES - DAELN 28 DE MARÇO DE 2005
01-TÍTULO Criação da disciplina optativa FUNDAMENTOS DE METROLOGIA para o curso de Engenharia Industrial Elétrica, ênfase Eletrônica / Telecomunicações. 02. OBJETIVO Preparar o aluno para realizar medições adequadas, em conformidade com os conceitos metrológicos básicos, e torná-lo apto a atuar na metrologia científica, metrologia industrial e metrologia legal. 03. JUSTIFICATIVA Pode-se dizer que a metrologia se estende a toda a sociedade, estando presente em praticamente todos os atos que esta realiza e, portanto, em todos os setores de atividades, quer nacionais, quer internacionais, sendo uma manifestação evidente da cooperação técnica e científica entre nações. De um modo geral, a metrologia interfere em todos os processos de utilidade pública, desde que exista uma troca serviço-moeda, através da quantificação dos instrumentos de medição de que depende essa troca. Considera-se a metrologia como uma das ferramentas essenciais da qualidade. Como elemento de base nas relações quer nacionais, quer internacionais, é regra geral estruturada e hierarquicamente organizada em todos os países desenvolvidos. Constitui a garantia na qualificação das grandezas a medir (mensurandos), quando corretamente complementada por um adequado sistema de unidades (em geral o Sistema Internacional). A metrologia nas questões relativas à capacidade de competição de todo o sistema produtivo do país, assume novas dimensões com o novo modelo de inserção competitiva adotado no Brasil, desde o início da década de 1990. As novas tecnologias, baseadas em novos materiais e processos de fabricação, bem como as crescentes necessidades, tanto em quantidade quanto em qualidade, dos serviços de certificação, demandando cada vez menores incertezas das medições e geram exigências de capacitação aplicável a objetos de dimensões cada vez menores (nanotecnologia / nanometria). A evolução da ciência e da tecnologia das medições faz com que o nível de incerteza requerido nas medições de cunho científico cheguem rapidamente às medições industriais. Em vista do exposto é fundamental que o estudante de engenharia eletrônica e telecomunicações tenha os conhecimentos básicos de metrologia para dar suporte ao desenvolvimento tecnológico brasileiro. A metrologia científica também abre as portas para pesquisas na área de nanotecnologia. 04. EMENTÁRIO Conceitos gerais; Estruturas metrológicas; Sistema Internacional de unidades; Termos fundamentais em metrologia; Expressão de números na metrologia; Erros de medição; Sistemas de medição; O resultado da medição; Estimativa da incerteza e correção em medições diretas; Cálculo da incerteza de medição; A qualidade e a metrologia; Estimativa da incerteza e correção em medições indiretas; Propagação de incertezas através de módulos; Método de Monte Carlo aplicado na avaliação da incerteza de medições; Softwares para cálculo da incerteza de medição. 05. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Ver anexo I 06. INÍCIO DA OFERTA DA DISCIPLINA: 1º. Semestre letivo de 2005
07. POSIÇÃO DO COLEGIADO DE CURSO: Projeto aprovado por unanimidade na reunião de 03/02/2005 conforme ata no anexo II. 08. CONCLUSÕES: A criação dessa disciplina optativa permitirá aos alunos um melhor entendimento dos conceitos metrológicos, formando um engenheiro com conhecimentos para dar suporte às empresas e ao desenvolvimento dos produtos brasileiros, com ênfase na área de nanotecnologia.
ANEXO I: EMENTÁRIO, BIBLIOGRAFIA E CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
MEC CEFET-PR Unidade de Curitiba GEREP DECEN CURSOS DE ENGENHARIA EMENTA E CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Disciplina: FUNDAMENTOS DE METROLOGIA Código(s): A ser definido Pré-requisitos: K5D330 - PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA I Carga horária: T( 30) TP( 30 ) L(0) Ementa: Conceitos gerais; Estruturas metrológicas; Sistema Internacional de unidades; Termos fundamentais em metrologia; Expressão de números na metrologia; Erros de medição; Sistemas de medição; O resultado da medição; Estimativa da incerteza e correção em medições diretas; Cálculo da incerteza de medição; A qualidade e a metrologia; Estimativa da incerteza e correção em medições indiretas; Propagação de incertezas através de módulos; Método de Monte Carlo aplicado na avaliação da incerteza de medições; Softwares para cálculo da incerteza de medição. Un Item da Ementa Tp Conteúdo 1 Conceitos Gerais 2 Estruturas metrológicas 3 Sistema Internacional de unidades 4 Termos fundamentais em metrologia 5 Expressão de números na metrologia 6 Erros de medição 7 Sistemas de medição 8 O resultado da medição 9 Estimativa da incerteza e correção em medições diretas 10 Cálculo da incerteza de medições 11 A qualidade e a metrologia 1.1 Definição de metrologia. 1.2 Áreas de atuação da metrologia. 1.3 A metrologia e a sociedade. 1.4 Novos desafios para o Brasil. 1.5 Breve histórico da metrologia. 2.1 Estrutura metrológica brasileira. 2.2 Estrutura metrológica mundial. 3.1 Conceito do Sistema Internacional de unidades. 3.2 Unidades de base e unidades suplementares. 4.1 A necessidade de um vocabulário comum. 4.2 Principais termos do Vocabulário Internacional de Metrologia. 5.1 Como escrever números. 5.2 Algarismos significativos. 5.3 Operações matemáticas. 6.1 A convivência com o erro. 6.2 Tipos de erro. 6.3 Estimação dos erros de medição. 6.4 Incerteza. 6.5 Fontes de erros. 6.6 Minimização do erro de medição. 7.1 Qualificação dos sistemas de medição. 7.2 Calibração de sistemas de medição 8.1 Mensurando invariável x mensurando variável. 8.2 Uma medida x várias medidas. 8.3 Resultado da medição para um mensurando invariável. 8.4 Resultado da medição para um mensurando variável. 9.1 Fontes de incertezas. 9.2 Incerteza padrão e expandida. 9.3 Combinação dos efeitos das incertezas. 9.4 Balanço de incertezas. 10.1 Planilha para cálculo da incerteza de medições. 10.2 Exemplos de cálculos de incerteza de medições. 11.1 A economia e a tolerância de processos. 11.2 A variabilidade dos processos e as perdas. 11.3 A escolha dos instrumentos de medição em função da incerteza requerida
12 Estimativa da incerteza e correção em medições indiretas 13 Propagação de incertezas através de módulos 14 Método de Monte Carlo aplicado na avaliação da incerteza de medições 12.1 Grandezas estatisticamente dependentes. 12.2 Grandezas estatisticamente independentes. 12.3 Dependência estatística parcial. 12.4 Incerteza padrão e incerteza expandida. 13.1 Cálculo da propagação da incerteza através de módulos. 13.2 Valor nominal. 13.3 Erro sistemático. 13.4 Erros aleatório. 14.1 Princípio do método de Monte Carlo aplicado ao cálculo de incertezas. 14.2 Cálculos pelo método de Monte Carlo usando planilhas eletrônicas 15 Softwares para cálculo da incerteza de medição 15.1 Apresentação de softwares para cálculo da incerteza de medições Objetivo da disciplina: Preparar o aluno para realizar medições adequadas, levando em conta os conceitos metrológicos básicos, apto a atuar na metrologia científica, metrologia industrial e metrologia legal. Referências básicas: 1. ADVAL, Francisdo de Lira. Metrologia na Indústria. São Paulo: Érica, 2001. ISBN 85-7194-783-X. 2. LINK, Walter. Tópicos Avançados da Metrologia Mecânica, Confiabilidade Metrológica e suas aplicações. Instituto de Pesquisas Tecnológicas S.A. IPT e Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial INMETRO, Novembro de 2000. Referências complementares: 1) Vocabulário internacional de termos fundamentais e gerais. --Duque de Caxias,RJ:1995-52 p. 2) ABNT,INMETRO,SBM. Guia para a Expressão de Incerteza de Medição. Segunda edição em língua portuguesa - Rio de Janeiro :,1998.121p.:il(21x29,7) cm. 3) INMETRO - http://www.inmetro.gov.br acessado em março de 2005 4) GONÇALVES JUNIOR, Armando Albertazzi. Metrologia-Parte I- 2001.1.Florianópolis,2001.(Apostila da disciplina de Fundamentos de Metrologia e Estatística,ministrada no curso de Pós-Graduação, do laboratório de Metrologia e Automação da Universidade Federal de Santa Catarina. Curso(s) e grade(s) Aprovação Atualizada em ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA ênfase ELETRÔNICA E TELECOMUNICAÇÕES GRADE 4 28/01/2005 por prof. Vicente Machado Neto
MEC CEFET-PR Unidade de Curitiba GEREP DECEN CURSOS DE ENGENHARIA PLANO DE AULA Disciplina: Fundamentos de Metrologia Código: A definir Pré-requisitos: K5D330 - PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA I Carga horária Número de aulas teóricas (T) 30 Número de aulas teórico-prática (TP) 30 Número de aulas de laboratório (L) 0 Semana Num. Aulas Tipo Conteúdo 1 2 T Conceitos Gerais 1 2 TP Conceitos Gerais 2 2 T Estruturas metrológicas 2 2 T Sistema Internacional de unidades 3 2 TP Sistema Internacional de unidades e outras unidades de medida 3 2 T Termos fundamentais em metrologia 4 2 TP Expressão de números na metrologia 4 2 T Erros de medição 5 2 TP Erros de medição 5 2 T Sistemas de medição 6 2 TP Sistemas de medição 6 2 T O resultado da medição 7 2 TP O resultado da medição 7 2 T Estimativa da incerteza e correção em medições diretas 8 2 TP Fechamento da nota correspondente à primeira avaliação 8 2 T Cálculo da incerteza de medições 9 2 T Cálculo da incerteza de medições 9 2 TP Cálculo da incerteza de medições 10 2 TP Cálculo da incerteza de medições 10 2 T A qualidade e a metrologia 11 2 TP Apresentação de trabalho teórico prático sobre calibração de sistemas de medição. 11 2 T Estimativa da incerteza e correção em medições indiretas 12 2 TP Estimativa da incerteza e correção em medições indiretas 12 2 T Propagação de incertezas através de módulos 13 2 TP Propagação de incertezas através de módulos 13 2 T Método de Monte Carlo aplicado na avaliação da incerteza de medições 14 2 TP Apresentação de trabalho teórico prático sobre incertezas em sistemas de medição direta e indireta. 14 2 T Softwares para cálculo da incerteza de medição 15 2 TP Apresentação de artigo a ser definido sobre metrologia. 15 2 TP Fechamento da nota correspondente à segunda avaliação 16 4 T Prova de segunda chamada 17 4 T Exame final
Sistema e Critérios de Avaliação A nota final será composta por trabalhos teórico / práticos envolvendo o conteúdo da disciplina.
ANEXO II: ATA DO COLEGIADO DE CURSO QUE APROVOU A INCLUSÃO DA DISCIPLINA
Ata da 28ª. Reunião do Colegiado de Curso Data / hora: 03/02/2005 13:50h; Local: sala de reuniões do Departamento Acadêmico de Eletrônica; Participantes: professores Emílio Wille (em substituição a profª. Keiko Fonseca), Mário Shirakawa, Paulo Brero, Tasso Arnold e Vicente Machado e aluno Átila Balzer Piekarski. Pauta para a reunião, conforme convocação: 1) Aprovação da ata da 27ª reunião; 2) Posse no Colegiado de Curso ao novo representante das disciplinas de Projeto Final; 3) Proposta da disciplina Metrologia como optativa para a área de conhecimento de produção; 4) Planejamento do curso; 5) Estabelecimento de prioridades de assuntos para as próximas reuniões; 6) Outros assuntos Assuntos tratados: 1) Aprovação da ata da 27ª reunião: Ata aprovada, sem restrições. 2) Posse no Colegiado de Curso: Atendendo indicação da comissão de Projeto Final, foi empossado o prof. Mário Shirakawa como representante das disciplinas de Projeto Final. 3) Proposta da disciplina Metrologia: O prof. Vicente apresentou projeto para a criação da disciplina optativa de Metrologia, para integrar o grupo de disciplinas da área de conhecimento de produção. O aluno Átila questionou se não haveria conflito com o ementário da disciplina Eletrônica D, sendo esclarecido pelo prof. Vicente que não haveria sobreposição de ementário, pois o conteúdo é de maior profundidade e com enfoque em metrologia, enquanto que em Eletrônica D aborda-se superficialmente a parte de medidas em instrumentos para eletrônica/telecomunicações. Sobre o projeto, o prof. Mário sugeriu algumas alterações, as quais foram anotadas para posterior inclusão. O projeto para a criação da disciplina de Metrologia foi aprovado por unanimidade. 4) Planejamento do curso: Foi decidido que o planejamento do curso será feito em conformidade com o planejamento estratégico do CEFETPR, trabalhando-se nos tópicos Excelência no ensino e Ampliação da estrutura. Serão consultados os professores que dão aulas de laboratório para se saber dos problemas existentes quanto as condições e necessidades de ampliações dos laboratórios, instrumentos, microcomputadores e softwares disponíveis. Também serão levantadas as condições das salas de aula do último andar do bloco dos laboratórios. De posse dessas informações será feita a planilha com as ações e investimentos necessários. 5) Estabelecimento de prioridades de assuntos para as próximas reuniões: Os assuntos que foram definidos para abordagem nas próximas reuniões foram: - Relato do andamento do planejamento do curso; - Realimentação sobre alunos com base precária e estudo de mecanismos de controle para se detectar falhas no ensino; - Proposta de mecanismos para que em disciplinas iguais o conteúdo das provas seja equivalente.
6) Outros assuntos: O prof. Brero informou da necessidade de sala com bancada e instrumentos para uso dos alunos que estão desenvolvendo o projeto de final de curso. Observou ainda que essa sala pode ter seu uso compartilhado com alunos do curso de tecnologia. A reunião foi encerrada as 15:30h, tendo sido lavrada a presente ata pelo prof. Tasso G. Arnold.