116. Artigo Interlaboratorial_Marinha do Brasil - Lima e Sousa
COMPARAÇÃO INTERLABORATORIAL COMO MECANISMO DE VALIDAÇÃO DE RESULTADOS DE CALIBRAÇÃO DE MANÔMETROS ANALÓGICOS ATÉ 1000 PSI Manoel Paulo da Silva Lima. Engenheiro de Tecnologia Militar, mestrando em Montagem Industrial pela Universidade Federal Fluminense (UFF). Encarregado da Divisão de Metrologia, Eletricidade e Refrigeração da Base Almirante Castro e Silva (BACS) – Niterói/RJ – Brasil. E-mail: manoel.paulo@marinha.mil.br. Antonelly Assis Gregorio de Sousa. Capitão-Tenente (EN), mestrando em Metrologia e Qualidade pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO). Ajudante da Divisão de Certificação da Agência Naval de Segurança Nuclear e Qualidade (AgNSNQ) – Rio de Janeiro/RJ – Brasil. E-mail: gregorio.sousa@marinha.mil.br. Resumo: Este artigo tem por objetivo apresentar o estudo da comparação interlaboratorial da calibração de manômetro analógico, realizado entre o laboratório de metrologia da Base Almirante Castro e Silva (BACS) da Marinha do Brasil (MB) e um laboratório de calibração acreditado, designado como referência, de acordo com a ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017, verificando a compatibilidade dos resultados de medição na faixa de 0 a 1000 psi, utilizando o método de calibração da comparação direta com bomba comparativa de pressão, sendo o desempenho da medição avaliado pelas técnicas estatísticas do erro normalizado e z-score. Com as ressalvas das particularidades e requisitos dos programas de comparação interlaboratorial promovidos por provedores acreditados, o laboratório da BACS obteve resultados gerais satisfatórios, com análises complementares dos comportamentos dos erros médios em função da pressão, atingindo requisitos de maturidade metrológica que oportunamente serão exigidos pela Agência Naval de Segurança Nuclear e Qualidade (AgNSNQ) em práticas dessa natureza. Abstract: This article intends to show the results of interlaboratory comparison of analog pressure gauge calibration, between the metrology's laboratory of the Base Almirante Castro e Silva (BACS) of the Brazilian Navy (MB) and an accredited calibration laboratory, designated as reference, according to ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017 verifying the compatibility of the measurement results in the range of 0 to 1000 psi, using the direct comparison calibration method with pressure pump, the measurement performance being evaluated by the statistical techniques of standard error and z-score. With the exception of the particularities and requirements of the interlaboratorial comparison programs promoted by accredited providers, the BACS laboratory obtained satisfactory general results, with complementary analyzes of the behavior of the average errors as a function of the pressure, reaching metrological maturity requirements that will be required by the Agency in due time Naval Nuclear Safety and Quality (AgNSNQ) in practices of this nature. Palavras-chave: Laboratório. Interlaboratorial. Calibração. Manômetros. ABNT NBR ISO/IEC 17025. Keywords: Laboratory. Interlaboratorial. Calibration. Pressure gauge. ABNT NBR ISO/IEC 17025.
- Page 2 and 3: 1. INTRODUÇÃO Com o crescente des
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- Page 6 and 7: Observando a qualidade das calibra
COMPARAÇÃO INTERLABORATORIAL COMO MECANISMO DE<br />
VALIDAÇÃO DE RESULTADOS DE CALIBRAÇÃO DE<br />
MANÔMETROS ANALÓGICOS ATÉ 1000 PSI<br />
Manoel Paulo da Silva <strong>Lima</strong>. Engenheiro de Tecnologia Militar, mestran<strong>do</strong> em Montagem Industrial pela<br />
Universidade Federal Fluminense (UFF). Encarrega<strong>do</strong> da Divisão de Metrologia, Eletricidade e Refrigeração da<br />
Base Almirante Castro e Silva (BACS) – Niterói/RJ – <strong>Brasil</strong>. E-mail: manoel.paulo@marinha.mil.br.<br />
Antonelly Assis Gregorio de <strong>Sousa</strong>. Capitão-Tenente (EN), mestran<strong>do</strong> em Metrologia e Qualidade pelo<br />
Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO). Ajudante da Divisão de Certificação da<br />
Agência Naval de Segurança Nuclear e Qualidade (AgNSNQ) – Rio de Janeiro/RJ – <strong>Brasil</strong>. E-mail:<br />
gregorio.sousa@marinha.mil.br.<br />
Resumo: Este artigo tem por objetivo apresentar o estu<strong>do</strong> da comparação interlaboratorial da<br />
calibração de manômetro analógico, realiza<strong>do</strong> entre o laboratório de metrologia da Base<br />
Almirante Castro e Silva (BACS) da <strong>Marinha</strong> <strong>do</strong> <strong>Brasil</strong> (MB) e um laboratório de calibração<br />
acredita<strong>do</strong>, designa<strong>do</strong> como referência, de acor<strong>do</strong> com a ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017,<br />
verifican<strong>do</strong> a compatibilidade <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s de medição na faixa de 0 a 1000 psi, utilizan<strong>do</strong> o<br />
méto<strong>do</strong> de calibração da comparação direta com bomba comparativa de pressão, sen<strong>do</strong> o<br />
desempenho da medição avalia<strong>do</strong> pelas técnicas estatísticas <strong>do</strong> erro normaliza<strong>do</strong> e z-score.<br />
Com as ressalvas das particularidades e requisitos <strong>do</strong>s programas de comparação<br />
interlaboratorial promovi<strong>do</strong>s por prove<strong>do</strong>res acredita<strong>do</strong>s, o laboratório da BACS obteve<br />
resulta<strong>do</strong>s gerais satisfatórios, com análises complementares <strong>do</strong>s comportamentos <strong>do</strong>s erros<br />
médios em função da pressão, atingin<strong>do</strong> requisitos de maturidade metrológica que<br />
oportunamente serão exigi<strong>do</strong>s pela Agência Naval de Segurança Nuclear e Qualidade<br />
(AgNSNQ) em práticas dessa natureza.<br />
Abstract: This article intends to show the results of interlaboratory comparison of analog<br />
pressure gauge calibration, between the metrology's laboratory of the Base Almirante Castro<br />
e Silva (BACS) of the Brazilian Navy (MB) and an accredited calibration laboratory,<br />
designated as reference, according to ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017 verifying the<br />
compatibility of the measurement results in the range of 0 to 1000 psi, using the direct<br />
comparison calibration method with pressure pump, the measurement performance being<br />
evaluated by the statistical techniques of standard error and z-score.<br />
With the exception of the particularities and requirements of the interlaboratorial comparison<br />
programs promoted by accredited providers, the BACS laboratory obtained satisfactory<br />
general results, with complementary analyzes of the behavior of the average errors as a<br />
function of the pressure, reaching metrological maturity requirements that will be required by<br />
the Agency in due time Naval Nuclear Safety and Quality (AgNSNQ) in practices of this<br />
nature.<br />
Palavras-chave: Laboratório. <strong>Interlaboratorial</strong>. Calibração. Manômetros. ABNT NBR<br />
ISO/IEC 17025.<br />
Keywords: Laboratory. <strong>Interlaboratorial</strong>. Calibration. Pressure gauge. ABNT NBR ISO/IEC<br />
17025.
1. INTRODUÇÃO<br />
Com o crescente desenvolvimento industrial e a globalização das relações comerciais, a busca<br />
pela qualidade e eficiência <strong>do</strong>s processos produtivos tem exigi<strong>do</strong> o estabelecimento de<br />
requisitos técnicos e de gestão cada vez mais rigorosos nas fases de contratação, projeto,<br />
desenvolvimento ou manutenção de produtos.<br />
Para laboratórios de calibração, os requisitos gerais são estabeleci<strong>do</strong>s na norma ABNT NBR<br />
ISO/IEC 17025:2017, a<strong>do</strong>ção idêntica, em conteú<strong>do</strong> técnico, estrutura e redação, à ISO/IEC<br />
17025:2017, elaborada pelo Technical Committee on conformity assessment (ISO/CASCO),<br />
<strong>do</strong>cumento desenvolvi<strong>do</strong> com o objetivo de promover a confiança na operação de<br />
laboratórios, de mo<strong>do</strong> a permitir que eles demonstrem que operam competentemente e que<br />
são capazes de gerar resulta<strong>do</strong>s váli<strong>do</strong>s.<br />
Para atendimento ao requisito de garantia da validade de resulta<strong>do</strong>s (ABNT, 2017), um<br />
laboratório de calibração precisa monitorar periodicamente a validade <strong>do</strong>s seus resulta<strong>do</strong>s de<br />
calibração. A comparação interlaboratorial trata-se de um ensaio de proficiência amplamente<br />
utiliza<strong>do</strong> para calibrações, constituin<strong>do</strong> de uma organização, realização e avaliação de<br />
medições nos mesmos ou em itens similares por <strong>do</strong>is ou mais laboratórios, de acor<strong>do</strong> com<br />
condições predeterminadas (ABNT, 2011), sen<strong>do</strong> ferramenta essencial para “monitorar<br />
regularmente o desempenho de um laboratório” (EURACHEM, 2012 apud SILVA, 2013),<br />
além de proporcionar a identificação de problemas em méto<strong>do</strong>s utiliza<strong>do</strong>s, efetividade de<br />
treinamentos ao pessoal e validação da incerteza declarada. A recente revisão da norma<br />
17025, reforça o senti<strong>do</strong> de que os ensaios de proficiência são pilares para garantia da<br />
qualidade da medição.<br />
Nesse senti<strong>do</strong>, e alinha<strong>do</strong>s aos programas estratégicos da <strong>Marinha</strong> <strong>do</strong> <strong>Brasil</strong> (MB), que<br />
demandam, além da capacitação de pessoal e desenvolvimento de tecnologias, ensaios e<br />
calibrações com confiabilidade que suportem decisões de projeto, construção e operação de<br />
sistemas de meios navais com propulsão nuclear, a Agência Naval de Segurança Nuclear e<br />
Qualidade (AgNSNQ) supervisionará as respectivas práticas metrológicas, cujo principal<br />
propósito é elevar a confiabilidade <strong>do</strong>s ensaios e calibrações realiza<strong>do</strong>r por laboratórios da<br />
MB.<br />
Assim, este artigo tem por objetivo apresentar o estu<strong>do</strong> da comparação interlaboratorial da<br />
calibração de manômetro analógico, realiza<strong>do</strong> entre o laboratório de metrologia da Base<br />
Almirante Castro e Silva (BACS) da MB, localiza<strong>do</strong> na Ilha <strong>do</strong> Mocanguê Grande –<br />
Niterói/RJ, e o laboratório de calibração CTJ Tecnologia e Confiabilidade (designa<strong>do</strong> como<br />
referência nesta comparação), acredita<strong>do</strong> pela CGCRE de acor<strong>do</strong> com a ABNT NBR ISO/IEC<br />
17025 sob o N° CAL 0477, localiza<strong>do</strong> na Ro<strong>do</strong>via Washington Luiz, 14373 – Duque de<br />
Caxias, verifican<strong>do</strong> a compatibilidade <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s de medição na faixa de 0 a 1000 psi.<br />
Com as ressalvas das particularidades e requisitos expressos na NIT-DICLA-026 (INMETRO,<br />
2018), esse estu<strong>do</strong> de comparação interlaboratorial visa a a<strong>do</strong>ção de boas práticas e a garantia<br />
de resulta<strong>do</strong>s confiáveis na calibração de manômetros <strong>do</strong>s meios da MB, adequan<strong>do</strong>-se aos<br />
requisitos que serão exigi<strong>do</strong>s para o reconhecimento de laboratórios pela AgNSNQ.
2. METODOLOGIA<br />
A comparação interlaboratorial seguiu as diretrizes para ensaios de proficiência e orientações<br />
para tratamento de resulta<strong>do</strong>s da NBR ISO/IEC 17043 (ABNT, 2011), que será a<strong>do</strong>tada pela<br />
AgNSNQ, por ocasião <strong>do</strong> início de execução de sua atribuição de reconhecimento de<br />
competência de laboratórios na <strong>Marinha</strong>. A prática consistiu em selecionar o manômetro<br />
(artefato) para a comparação, preparação e seleção de pontos de medição, transporte ao<br />
laboratório referência para calibração inicial, segui<strong>do</strong> da calibração pelo laboratório da BACS,<br />
finalizan<strong>do</strong> o programa bilaboratorial com a compilação <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s das medições,<br />
comparações e análises <strong>do</strong>s da<strong>do</strong>s.<br />
O méto<strong>do</strong> de calibração a<strong>do</strong>ta<strong>do</strong> pelos laboratórios foi a comparação direta ao padrão de cada<br />
laboratório, utilizan<strong>do</strong> bomba comparativa de pressão, conforme ilustra<strong>do</strong> na figura 1, com<br />
<strong>do</strong>is ciclos completos de carregamento e descarregamento, de acor<strong>do</strong> com procedimentos<br />
internos de cada laboratório. A figura ilustra também o artefato utiliza<strong>do</strong> no programa, um<br />
manômetro analógico classe A2, de 0 a 1000 psi, resolução de 5 psi, fabrica<strong>do</strong> pela Ashcroft<br />
conforme a NBR 14105-1 (ABNT, 2013). Os pontos de medição foram pré-defini<strong>do</strong>s em 0,<br />
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 e 1000 psi.<br />
Figura 1 – Ilustração da calibração <strong>do</strong> artefato analógico com padrão digital<br />
De acor<strong>do</strong> com a prática internacional, o desempenho da medição foi avalia<strong>do</strong> pelas técnicas<br />
estatísticas <strong>do</strong> erro normaliza<strong>do</strong> (OLIVEIRA et al., 2011) e z-score (FRADIQUE; INGLÊS,<br />
2016). Tais méto<strong>do</strong>s são amplamente utiliza<strong>do</strong>s em avaliações de compatibilidade de<br />
resulta<strong>do</strong>s de medição (GUIMARÃES et al., 2009).<br />
Os valores de En e Z-score foram obti<strong>do</strong>s pelas equações 1 e 2, respectivamente:<br />
| Xpart − Xref |<br />
En= (1)<br />
√ Upart 2 +Uref 2<br />
| Xpart − Xref|<br />
Zs=<br />
s<br />
(2)<br />
Onde:<br />
En = Erro normaliza<strong>do</strong>;<br />
Xpart: resulta<strong>do</strong> <strong>do</strong> erro médio <strong>do</strong> ponto de medição, obti<strong>do</strong> pela BACS;<br />
Xref: resulta<strong>do</strong> <strong>do</strong> erro médio <strong>do</strong> ponto de medição, obti<strong>do</strong> pelo laboratório de referência;<br />
Upart: incerteza expandida no ponto de medição, obti<strong>do</strong> pela BACS;
Uref: incerteza expandida no ponto de medição, obti<strong>do</strong> pelo laboratório de referência.<br />
Zs = Z-score;<br />
s: desvio padrão <strong>do</strong>s erros obti<strong>do</strong>s no ponto de medição.<br />
O desempenho foi avalia<strong>do</strong> de acor<strong>do</strong> com os seguintes critérios:<br />
En ≤ 1,0: resulta<strong>do</strong> satisfatório;<br />
En > 1,0: resulta<strong>do</strong> insatisfatório;<br />
|Zs| ≤ 2,0: resulta<strong>do</strong> satisfatório;<br />
2
500,0 499,7 1,2 3,2 0,1 0,4<br />
600,0 598,4 3,0 3,5 0,3 0,8<br />
700,0 698,9 1,9 3,2 0,3 1,2<br />
800,0 798,4 2,4 3,2 0,2 0,9<br />
900,0 899,5 0,6 3,1 0,3 10,0<br />
1000,0 995,7 4,6 3,1 0,5 4,6<br />
Pelos critérios de análise <strong>do</strong> desempenho, o laboratório da BACS obteve resulta<strong>do</strong>s<br />
satisfatórios em to<strong>do</strong>s os pontos pelo erro normaliza<strong>do</strong> e resulta<strong>do</strong>s não satisfatórios nos<br />
pontos 900 e 1000 psi pelo z-score.<br />
A figura 2 ilustra o gráfico de comportamento <strong>do</strong>s erros médios em função da pressão, com a<br />
observação de que os resulta<strong>do</strong>s obti<strong>do</strong>s pela BACS estão dentro <strong>do</strong> intervalo de tolerância<br />
admitida pela classe de exatidão <strong>do</strong> artefato (ABNT, 2013), toman<strong>do</strong> por base os erros da<br />
medição de referência.<br />
4. CONCLUSÕES<br />
Figura 2 – Comportamento <strong>do</strong>s erros médios por ponto de medição<br />
As comparações interlaboratoriais objetivam avaliar e comparar os resulta<strong>do</strong>s para uma<br />
mesma calibração, determinan<strong>do</strong> o desempenho <strong>do</strong>s laboratórios, com base num referencial,<br />
além de proporcionar a avaliação das condições da calibração, efetividade de treinamentos e<br />
prover confiança aos clientes e organismos acredita<strong>do</strong>res (ILAC, 2008). A iniciativa das<br />
Organizações Militares envolvidas neste estu<strong>do</strong> está alinhada com as diretrizes estratégicas<br />
para a metrologia brasileira (CONMETRO, 2017), que visam incentivar a implementação de<br />
novos sistemas metrológicos e a expansão <strong>do</strong>s existentes nas organizações públicas.<br />
Na avaliação de compatibilidade <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s de medição pelo erro normaliza<strong>do</strong>, nota-se<br />
que os resulta<strong>do</strong>s <strong>do</strong> laboratório da BACS são confiáveis e satisfatórios, haja vista que to<strong>do</strong>s<br />
os valores de En são menores que 1,0.
Observan<strong>do</strong> a qualidade das calibrações através <strong>do</strong> comportamento <strong>do</strong>s erros médios em<br />
função da pressão, evidencia-se que os resulta<strong>do</strong>s estão conti<strong>do</strong>s no intervalo de ± 2,5 psi, que<br />
representa a metade da tolerância admitida pela classe de exatidão <strong>do</strong> artefato.<br />
Apesar <strong>do</strong>s resulta<strong>do</strong>s insatisfatórios nos pontos 900 e 1000 psi pelo critério z-score, estes não<br />
ficam inváli<strong>do</strong>s, haja vista a compatibilidade confirmada pelo erro normaliza<strong>do</strong> e as linhas de<br />
tendências paralelas observadas pelo comportamento <strong>do</strong>s erros médios.<br />
A operação consistente e as técnicas apresentadas denotam competência e maturidade<br />
metrológica <strong>do</strong> laboratório da BACS que coadunará com as futuras exigências da AgNSNQ.<br />
5. AGRADECIMENTOS<br />
Os autores agradecem aos militares e civis envolvi<strong>do</strong>s nas calibrações, a empresa CTJ<br />
Tecnologia e Confiabilidade pela presteza e cordialidade, e aos Coman<strong>do</strong>s da Agência Naval<br />
de Segurança Nuclear e Qualidade (AgNSNQ) e da Base Almirante Castro e Silva (BACS)<br />
pelo incentivo e apoio.
REFERÊNCIAS<br />
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pressão – Parte 1: Medi<strong>do</strong>res analógicos de pressão com sensor de elemento elástico –<br />
Requisitos de fabricação, classificação, ensaios e utilização. Rio de Janeiro: ABNT, 2013.<br />
Associação <strong>Brasil</strong>eira de Normas Técnicas (ABNT). ABNT NBR ISO/IEC 17025. Requisitos<br />
gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração. Rio de Janeiro: ABNT,<br />
2017.<br />
Associação <strong>Brasil</strong>eira de Normas Técnicas (ABNT). ABNT NBR ISO/IEC 17043. Avaliação<br />
de conformidade – requisitos gerais para ensaios de proficiência. Rio de Janeiro: ABNT,<br />
2011.<br />
Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial – CONMETRO.<br />
Resolução no 01, de 26 de julho de 2017. Diretrizes Estratégicas para a Metrologia<br />
<strong>Brasil</strong>eira 2018-2022. 2017. 71 p.<br />
GUIMARÃES, J. V.; DIAS, M. H. Costa; SANTOS, José C. A. <strong>do</strong>s. Proficiency testing of<br />
electromagnetic compatibility (EMC) labs in Brazil by measurement comparisons.<br />
Measurement Science and Technology. Vol. 20. 2009. <strong>do</strong>i:10.1088/0957-0233/20/11/115107.<br />
Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO). NIT-DICLA-021.<br />
Expressão da incerteza de medição por laboratórios de calibração. Rio de Janeiro,<br />
INMETRO, 2013.<br />
Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO). NIT-DICLA-026.<br />
Requisitos para a Participação de Laboratórios em Atividades de Ensaio de Proficiência. Rio<br />
de Janeiro, INMETRO, 2018.<br />
International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC). Benefícios para Laboratórios<br />
que Participam <strong>do</strong>s Programas de Ensaio de Proficiência. Austrália: ILAC, 2008. Disponível<br />
em: < http://www.inmetro.gov.br/credenciamento/ILACPTPortugeseR.pdf >. Acesso em 04<br />
de outubro de 2018.<br />
OLIVEIRA, J. S.; COUTO, P. R. G.; OLIVEIRA, L. H. Paraguassu de; Nunes, C. da S.;<br />
França, S. de C.; Riccomini, F. R.; Antunes, A. R. S. Comparação de pressão absoluta no<br />
intervalo de medição de 500 hPa a 1100 hPa. In: VI Congresso <strong>Brasil</strong>eiro de Metrologia,<br />
2011, Natal. Anais Do VI Congresso <strong>Brasil</strong>eiro de Metrologia, 2011.<br />
SILVA, Mário A. F. da; COSTA, Stella R. R. da; NOGUEIRA, R.; MOURA, Mário H. de.<br />
Causas-raiz de resulta<strong>do</strong>s insatisfatórios em ensaios de proficiência na acreditação de<br />
laboratórios de calibração: diagnóstico de investigações realizadas pelos laboratórios.<br />
Simpósio de Excelência em Gestão e Tecnologia, 2013, Rio de Janeiro.