Exercicios metrologia

Parte I – Compreensão teórica

• Definição de Metrologia:
  A metrologia é a ciência da medição e suas aplicações. É importante na indústria pois garante a precisão e a qualidade dos produtos, além de facilitar a comparabilidade de medições entre diferentes contextos.
• Tipologias de Metrologia:
  • Metrologia Científica: Focada em investigações e desenvolvimentos acadêmicos. Exemplo: calibração de um padrão de massa.
  • Metrologia Industrial: Envolve medições em processos produtivos. Exemplo: controle de dimensões em peças fabricadas.
  • Metrologia Legal: Relacionada à conformidade e legalidade das medições. Exemplo: medição de preços em balanças comerciais.
• Sistema Português da Qualidade (SPQ):
  Estrutura que integra diversas entidades visando promover a qualidade. Componentes principais: organismos de normalização, certificação e laboratório de ensaio.
• Contribuição da Metrologia para Competitividade:
  A metrologia assegura produtos de qualidade e dentro das especificações, reduzindo desperdícios e melhorando a eficiência dos processos produtivos.

Parte II – Instrumentos de medição

• Instrumentos e suas Medidas:
  • Diâmetro de um parafuso (centesimal): Micrómetro.
  • Temperatura de um forno industrial: Termômetro digital.
  • Pressão num sistema hidráulico: Manómetro.
  • Ângulo de inclinação de uma peça mecânica: Transferidor mecânico.
• Classificação de Instrumentos:
  • Calibre de vernier: Linear
  • Manómetro: Pressão
  • Termómetro digital: Temperatura
  • Transferidor mecânico: Angular
  • Micrómetro: Linear
• Leitura de um Paquímetro:
  Partes principais: Escala fixa, escala deslizante e profundímetro. Para medir, deve-se alinhar a linha de medição da escala móvel com a escala fixa e somar a medida indicada na escala fixa com a leitura do vernier.

Parte III – Leitura de instrumentos

• Leitura do Paquímetro:
  Escala fixa: 2,1 cm; Escala móvel: 0,35 cm (7ª marca). Medida final: 2,1 + 0,35 = 2,45 ext{ cm}.
• Leitura do Micrómetro:
  Tambor fixo: 7,0 mm; Tambor rotativo: 0,28 mm. Medição indicada: 7,0 + 0,28 = 7,28 ext{ mm}.
• Fatores de Erro com Paquímetro/Micrómetro:
  • Alinhamento incorreto das escalas pode causar erro.
  • Interferência externa como vibração ou calor excessivo.

Parte IV – Procedimentos e rastreabilidade

• Definição de Procedimento de Medição:
  Conjunto de operações padronizadas que garantem a uniformidade na medição. Importância: assegura a qualidade e a repetibilidade dos resultados.
• Rastreabilidade Metrológica:
  A rastreabilidade permite que as medições sejam relacionadas a padrões reconhecidos, essencial para garantir a precisão e a qualidade.
  Exemplo na indústria alimentar: controle de temperaturas de armazenamento.
• Diferença entre Normas:
  • ISO 9001: Sistema de gestão da qualidade.
  • ISO 10012: Gestão da medição e rastreabilidade.
  • ISO/IEC 17025: Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração.

Parte V – Erros de medição

• Classificação de Erros:
  • Sistemáticos:
    a) Micrómetro com desgaste na rosca interna (exemplo de erro fixo).
    c) Termómetro mal calibrado (exemplo de erro fixo).
  • Aleatórios:
    b) Diferença nas medições devido à vibração da bancada (influenciável).
    d) Leituras em diferentes ângulos por parte do operador (humano).
• Minimizando Erros:
  • Paralaxe: Utilizar dispositivos de medição que garantam uma visualização direta.
  • Variação térmica: Manter instrumentos em ambientes controlados.
  • Calibração: Procedimentos regulares e registro das calibrações realizadas.
  • Erros humanos: Treinamento adequado e práticas de verificação constantes.

Parte VI – Incerteza e estatística

• Medição Múltipla com Micrómetro: Leitura em mm: 7,32, 7,30, 7,31, 7,33, 7,30.
  • Valor médio: rac{7,32 + 7,30 + 7,31 + 7,33 + 7,30}{5} = 7,31 ext{ mm}.
  • Desvio padrão: Cálculo baseado nas diferenças em relação à média.
  • Incerteza tipo: Relação entre desvio padrão e resolução do instrumento. Resolução de 0,01 mm com incerteza rac{0,01}{ ext{constante}}.
• Intervalo de Confiança:
  Massa de objeto é 50,0 ± 0,2 g. Representa uma margem aceitável em medições.
  Comparação com 49,7 g: dentro da margem, dependendo da precisão do equipamento de medição.

Parte VII – Gestão da Qualidade

• Definição de Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ):
  Estrutura que estabelece políticas e objetivos focados na qualidade. Importância: garante conformidade com normas e melhoria contínua.
• Vantagens do SGQ:
  1. Aumenta a satisfação do cliente.
  2. Reduz custos de falhas e retrabalho.
  3. Melhora a eficiência operacional.
• Acreditação de Laboratório:
  Reconhecimento formal da competência técnica. Em Portugal, o Instituto Português de Acreditação (IPAC) é responsável.
• Certificação vs Acreditação:
  • Certificação: validação de um sistema ou produto.
  • Acreditação: reconhecimento da capacidade de um laboratório.
• Elementos em Manual da Qualidade:
  1. Política da qualidade.
  2. Objetivos da qualidade.
  3. Estrutura organizacional.

Parte VIII – Auditorias internas e externas

• Objetivo da Auditoria da Qualidade:
  Avaliar a conformidade com as normas e identificar oportunidades de melhoria.
• Diferenças entre Auditoria Interna e Externa:
  1. Interna: realizada por colaboradores da empresa.
  2. Externa: realizada por entidades independentes.
• Não Conformidade:
  Uso de equipamento fora de calibração se classifica como não conformidade de processo. Ação corretiva: recalibração imediata do instrumento.

Parte IX – Aplicações práticas e avaliação

• Cenário da Empresa Metalúrgica:
  Falta de certificados de calibração resulta em peças fora das tolerâncias, impactando a qualidade e a reputação da empresa.
  Medidas preventivas: revisão das práticas de medição e controle de qualidade mais rigoroso.
• Relatório Técnico de Medição: Elementos essenciais:
  • Identificação do instrumento.
  • Resultado da medição.
  • Condições de teste utilizadas.
• Exemplo Crítico de Metrologia:
  Indústria farmacêutica onde precisão nas medições é fundamental para a segurança do produto.

Parte X – Compreensão e observação crítica

• Diferenciação de Ensaios:
  Ensaios de metrologia são focados em medições precisas, enquanto ensaios de desempenho testam funcionalidade e resistência.
• Exemplos de Ensaios:
  • Ensaios de tração: testam a resistência de materiais.
  • Ensaios de compressão: avaliam a capacidade de suportar cargas.
• Ensaios de Exposição:
  Simulam condições ambientais para garantir a durabilidade em ambientes corrosivos; importante em indústrias de construção e automotiva.
• Grau de Proteção IP:
  Código "IP" indica a proteção contra a entrada de água e partículas. Exemplo: equipamentos de telecomunicações requirem alta proteção em ambientes externos.

Parte XI – Análise técnica e aplicações

• Ensaios de Fadiga:
  Fornecem informações sobre a durabilidade de produtos sob condições cíclicas. Variabilidade ambiental pode alterar os resultados devido a mudanças na resistência dos materiais.
• Bancos de Ensaios Elétricos:
  Importância: garantir segurança e desempenho. Confiança nas medições pode ser alcançada com calibrações regulares e uso de padrões reconhecidos.

Parte XII – Integração com a Metrologia e Qualidade

• Importância da Calibração em Ensaios:
  1. Garantir a precisão de medições.
  2. Aumentar a confiança em resultados de teste.
  3. Evitar custos desnecessários devido a falhas de medição.
• Documentos de Auditoria:
  Para verificar rastreabilidade: documentos de calibração, logs de manutenção e protocolos de ensaio.
• Relatório Técnico sobre Ensaios:
  Escrever sobre um ensaio de interesse, incluindo objetivos, equipamentos e aplicações industriais.