Metrologia 1

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Metrologia 
 
 
 
 
 
Aula 1 
 
 
Prof. Roberto Pansonato 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conversa inicial 
O que vem a sua mente quando ouve a palavra metrologia? 
Talvez alguns dos primeiros significados a aparecer referem-se a metro, 
medir, etc. Provavelmente em uma rápida análise sejam apenas estes, mas 
veremos que a influência da metrologia é muito importante e impactante em 
nossas vidas. 
O objetivo dessa disciplina não é propor foco em detalhes complexos da 
metrologia, mas sim mostrar os principais conceitos e a sua aplicabilidade dentro 
das organizações. 
Contextualizando 
O Sr. Adamastor é uma pessoa para lá de metódica, para não dizer 
“chato”. Quando ele decidiu comprar um carro novo (zero quilômetro) foi um 
desafio para os consultores de venda. Ele queria um veículo que fosse o mais 
econômico possível em relação a consumo de combustível. Depois de muitas 
consultas e pesquisas, o Sr. Adamastor adquiriu um veículo que satisfizesse 
suas exigências, mas ele só se daria por completamente convencido quando 
fizesse seus próprios testes. 
A primeira questão que ele queria comprovar era quanto ao nível de 
consumo prometido pelo fabricante do veículo. Sendo uma pessoa muito 
metódica, ele sempre abastecia no mesmo posto de combustível e de 
preferência na mesma bomba. E já no primeiro levantamento de consumo, houve 
uma disparidade: o veículo estava gastando mais do que o prometido. 
 O Sr. Adamastor foi direto ao revendedor e “gastou o vocabulário”. O 
veículo foi revisado e nada foi encontrado; no entanto, na semana seguinte, o 
homem estava novamente na concessionária. Os consultores até escondiam-se 
quando o viam. Foi sugerido que ele trocasse de posto de combustível e, a 
contragosto, ele o fez. Resultado: alto consumo novamente. 
Aí começou a entrar a tal da metrologia. As bombas do posto de 
combustível preferencial do Sr. Adamastor foram avaliadas quanto à calibração, 
 
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incerteza de medição, repetitividade e reprodutibilidade por um órgão acreditado. 
Para desespero de todos, especialmente dos consultores técnicos, os resultados 
apontaram que os equipamentos estavam dentro das especificações. 
De volta à concessionária, uma série de questionamentos foi realizada. A 
certa altura, alguém questionou a acurácia do hodômetro parcial do veículo, 
método utilizado pelo Sr. Adamastor para verificar os quilômetros rodados. Aí 
começou a aparecer uma luz no fim do túnel. 
O hodômetro é um equipamento destinado a medir a distância percorrida 
por um veículo, portanto, um instrumento de medição. Alguém sugeriu que se 
fizesse uma verificação do hodômetro parcial e, para surpresa de todos, ele 
apresentava um erro de medição só constatado quando comparado a um padrão 
de referência. 
Foi decidido pela troca do instrumento, o Sr. Adamastor retomou os testes 
de consumo, e, para sua satisfação e dos consultores técnicos também, os 
resultados finalmente atenderam às expectativas. 
Problematização 
Podemos então dizer que, no caso do Sr. Adamastor: 
 
I. O equipamento de medição da distância percorrida não tinha 
metrologia. 
II. Nos dados obtidos no posto de combustível, só foi possível afirmar 
que os instrumentos estavam corretos devido à comparação dos 
dados coletados com um padrão. 
III. O hodômetro parcial possuía um erro que só foi detectado através 
da utilização da metrologia. 
IV. O hodômetro não deve ser caracterizado como um instrumento de 
medição. 
 
 
 
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Quais são as alternativas corretas? 
a. I e III. 
b. II e III. 
c. Somente a alternativa I. 
d. II e IV. 
e. Somente a alternativa IV. 
Confira o feedback do exercício no material on-line! 
Tema 1: Presença da Metrologia no cotidiano 
Até aqui, tivemos uma breve visão da presença da metrologia em nossas 
vidas: o horário do alarme do celular, a temperatura no interior de um 
refrigerador, a temperatura ideal para se produzir um pão com qualidade, a 
velocidade de deslocamento de um automóvel, a pressão dos pneus, o valor 
pago em um restaurante “por quilo”, as contas de energia elétrica e de água, etc. 
Sem contar na área industrial, onde é possível produzir uma determinada peça 
do outro lado do mundo e montá-la perfeitamente em alguma empresa de 
manufatura aqui no Brasil. 
Medições são efetuadas a todo o momento em praticamente todos os 
ramos da atividade humana. Atividades como agricultura, pecuária, comércio, 
indústria e setor de serviços dependem muito de medições confiáveis para 
manterem-se em harmonia em todas as transações que ocorrem 
frequentemente. 
 A maioria das atividades do ser humano tem por finalidade transações 
técnicas ou comerciais. Para que isso ocorra sem contratempos, o 
vendedor/fornecedor e o comprador/cliente precisam ter garantia do que e de 
quanto está sendo transacionado. É necessário, portanto que ambos estejam 
fundamentados nas mesmas referências e que os processos de medição sejam 
confiáveis. 
 
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William Thomson, conhecido também como Lord Kelvin, afirmou em 1883 
que: 
“Quando você pode medir aquilo de que fala e expressá-lo em 
números, você sabe alguma coisa sobre isto, mas quando você não 
pode medi-lo, quando você não pode expressá-lo em números, o seu 
conhecimento é limitado e insatisfatório: pode ser o início do 
conhecimento, mas você, no seu pensamento, avançou muito pouco 
para o estágio da ciência. ” 
 
William Thomson foi um físico, matemático e engenheiro britânico, 
nascido na Irlanda. Considerado um líder nas ciências físicas do século XIX, ele 
fez importantes contribuições na análise matemática da eletricidade e 
termodinâmica, e fez muito para unificar as disciplinas emergentes da física em 
sua forma moderna. É conhecido por desenvolver a escala Kelvin de temperatura 
absoluta (onde o zero absoluto é definido como 0 K). O título de Barão Kelvin foi-
lhe dado em homenagem a suas realizações. 
Fica claro através desta afirmação que palavras e impressões não são 
suficientes para descrever de forma clara um fenômeno ou um processo. É 
necessário expressa-lo de forma quantitativa, ou seja, é necessário medi-lo. 
 
No entanto, o que é medir? 
De acordo com Albertazi e Sousa (2008), medir é o processo pelo qual o 
valor momentâneo de uma grandeza física é determinado como um múltiplo e/ou 
fração de uma unidade, estabelecida por um padrão e reconhecida 
internacionalmente. 
Para se exprimir a medição de uma grandeza qualquer (comprimento, 
massa, tempo, corrente elétrica, temperatura, etc) é necessário compará-la com 
uma unidade (metro, quilograma, segundo, amper, kelvin, etc) e determinar o 
número de vezes que essa unidade está contida na grandeza avaliada. 
Verificaremos mais detalhes dessa abordagem nos temas dessa aula. 
Gostaria de, nesse momento, salientar uma palavra que apareceu 
algumas vezes no texto até aqui: comparação. Veja que, em todo processo de 
medição, é necessário comparar com algo. Isso nos remete à existência de 
 
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padrões, pois é preciso existir um padrão de comum acordo de todos os 
envolvidos a partir do qual todas as medições serão referenciadas. 
Mas como isto acontece e como chegou-se a este consenso? Vamos 
voltar um pouco na história para entender como a metrologia evoluiu desde 
então. 
 Acesse o materialon-line para saber o que o professor Pansonato tem a 
dizer! 
Tema 2: Histórico e evolução da metrologia 
Desde os tempos mais antigos, o homem expressa quantidades através 
de medições. Era necessário determinar a quantidade de ouro, a extensão de 
terras, o volume de um líquido e muitas outras situações que o homem tinha 
necessidade de expressar em números. 
Naturalmente, com o passar do tempo e com o aumento das transações 
comerciais, a necessidade de se ter padrões confiáveis era inevitável. 
Diferentemente das negociações que envolviam quantidades numéricas, tais 
como a quantidade de produtos (pães, animais, tijolos, etc.), onde apenas a 
contagem numérica era suficiente, quantificar tamanho e peso, por exemplo, 
exigiram a criação de unidades de medição bem definidas e aceitas por todos. 
Em função das dificuldades técnicas daquela época, as unidades de 
medidas eram referenciadas em padrões um tanto quanto imprecisos. Partes do 
corpo humano de um rei foram utilizados como padrões para unidades de 
medidas de comprimentos, e também pedras e objetos metálicos variados foram 
usados para referência de unidades de massa empregadas como padrões em 
pratos de balanças. Veja os exemplos dos primeiros padrões de medição nas 
imagens a seguir: 
 
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Citando uma breve definição de metrologia: metro significa “medir” e logia 
significa “estudo”; portanto, metrologia é uma área do conhecimento que fornece 
conceitos, referências e técnicas para atender a essa necessidade. Existem 
registros de soluções de medição que datam 5.000 a.C. A pirâmide de Queóps 
é considerada um grande exemplo da utilização de técnicas de metrologia. 
Seguem alguns significados de padrões, que existem até hoje com algumas 
modificações: 
Pé: difundido e adotado a partir do Império Romano, era constituído de 12 
polegadas. 
Polegada: definida como igual ao comprimento da segunda falange da 
mão de um homem. 
Jarda: definida no século XII como sendo a distância da ponta do nariz 
do Rei Henrique I, da Grã-Bretanha, até seu polegar. Posteriormente, em 1558, 
esse padrão foi materializado por uma barra de bronze e, em 1878, foi definido 
como a distância entre os terminais de ouro de uma barra de bronze fundido a 
18º C. 
A partir da Revolução Francesa, procurou-se uma solução de padrões de 
comprimento que não fossem os referenciados pela estatura da família real. 
 
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No final do século XVIII foi definido o metro, adotando-se como referência 
uma fração do meridiano da terra. O metro foi definido como a fração de 
40.000.000 do comprimento do meridiano que passa por Dunquerque, na 
França, país responsável pelas definições e consolidação do sistema de 
medição de base métrica e decimal, amplamente adotado como padrão 
internacional de pesos e medidas. A partir deste marco, houve uma expressiva 
evolução no sentido de se produzir padrões com a menor incerteza possível. 
 
Exemplo de padrão com seção transversal em X, para ter maior estabilidade 
 
O quadro a seguir mostra um resumo da evolução do sistema métrico: 
 
 
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 Nota-se então que, a partir da Revolução Francesa, o sistema métrico 
começou a ser utilizado e, combinado com o sistema numérico decimal 
inventado pelos Hindus quatro séculos a.C., é hoje quase universalmente 
adotado devido às grandes vantagens que proporciona. No Brasil, o sistema 
métrico foi implantado pela Lei Imperial nº 1.157, de 26 de junho de 1862. 
Observa-se então que, com a evolução da tecnologia e dos mercados, 
não haveria sentido em manter padrões associados a partes do corpo humano 
de uma família real ou de outras pessoas. No entanto, ainda hoje existe o 
sistema inglês de medição de comprimento que tem como base a polegada. 
Veja a seguir os dois sistemas para medições lineares: 
 Sistema Internacional de Unidades (SI): de origem francesa, de maior 
aplicação em âmbito mundial e fundamentado no padrão metro e seus 
desdobramentos. 
 Sistema Inglês: de origem inglesa e fundamentado no padrão de 
polegadas. 
 
Alguns exemplos de equivalências entre esses dois sistemas: 
 1 polegada = 2,54 cm; 
 1 pé = 30,48 cm; 
 1 jarda = 91,44 cm. 
 
Os exemplos referem-se a padrões de comprimento, no entanto, os 
padrões adotados para medição de tempo, volume, forma e outras grandezas 
evoluíram de forma semelhante ao longo dos séculos. Toda essa preocupação 
em estabelecer padrões da forma mais precisa possível e que fossem 
reconhecidos por todos tem um objetivo principal: trocar produtos com base 
em uma comparação única. 
 
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 Dessa forma, resultados de medições realizadas em diferentes partes do 
mundo podem ser comparados entre si, permitindo a padronização de atividades 
produtivas, máquinas, produtos e serviços. 
O tamanho de uma chave de boca, a carga máxima admissível em um 
veículo, o acoplamento de partes de um computador, a potência de um motor e 
o torque de aperto de um parafuso são alguns exemplos de padronização 
através de unidades de medição. 
Unidade (de medida) é uma grandeza específica, definida e adotada por 
convenção, com a qual outras grandezas de mesma natureza são comparadas 
para expressar suas extensões em relação àquela grandeza. 
Exemplos de caracterização e padronização metrológica de produtos e 
serviços: 
 
 
 Vimos que as mudanças nos padrões e nos instrumentos de medição ao 
longo dos séculos estão associadas à evolução e às aplicações do conhecimento 
científico e tecnológico. 
Conforme é possível constatar na figura, grandezas físicas não se 
resumem apenas a medições de comprimento e formas mecânicas, o que faz 
com que a metrologia possua vários campos de atuação. 
 
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Grandeza: propriedade de um fenômeno, corpo ou substância, que pode 
ser expressa quantitativamente sob a forma de um número e de uma referência. 
É objetivamente aquilo que se pretende medir, não se focando apenas em 
medidas de comprimento, mas também, por exemplo, em medição de força, 
pressão, temperatura, tempo, etc. 
O professor discorre mais sobre esse tópico no material on-line! 
Tema 3: Áreas da metrologia: científica, industrial e legal 
Como visto nos temas anteriores, houve um trabalho árduo durante anos, 
que continua até hoje, para melhorar cada vez mais os padrões de medições e 
proporcionar que as transações, sejam elas técnicas ou comerciais, tenham a 
maior precisão possível. 
Observe que uma área da metrologia tem que trabalhar para que isso 
ocorra e outra área tem que atuar no sentido de checar se as bases de 
comparação (padrões, sistemas de medição, etc.) estão dentro do 
convencionado. Para isso, existem três áreas distintas dentro da metrologia. 
No Brasil, o órgão executivo da política de metrologia é o Instituto 
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro), 
vinculado ao Ministérios da Indústria, do Comércio e do Turismo (MICT). As 
componentes de metrologia estão agrupadas em duas grandes diretorias: 
Diretoria de Metrologia Científica e Industrial e Diretoria de Metrologia Legal. 
 
Vamos ver em detalhes cada uma das áreas: 
Metrologia Científica: trata, fundamentalmente, dos padrões de medição 
internacionais e nacionais, dos instrumentos laboratoriais e das pesquisas e 
metodologias científicas relacionadas ao mais alto nível de qualidade 
metrológica. Como abordado anteriormente, a procura por meios de medição 
mais precisose confiáveis passa por pesquisas incessantes da ciência. 
 
 
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Metrologia Industrial: trata da aplicação da metrologia no controle dos 
processos produtivos e na garantia dos produtos finais. É a parte da metrologia 
que assegura o adequado funcionamento dos instrumentos de medição usados 
na indústria, na produção e nos ensaios. 
Metrologia Legal: tem como objetivo principal proteger o consumidor, 
tratando das unidades de medida, métodos e instrumentos de medição de 
acordo com as exigências técnicas e legais obrigatórias. 
Com a supervisão do governo, o controle metrológico estabelece 
adequada transparência e confiança com base em ensaios imparciais. A 
exatidão dos instrumentos de medição garante a credibilidade nos campos da 
economia, saúde, segurança e meio ambiente. 
Por exemplo, todas as balanças, massas-padrão (e não peso padrão), 
bombas de gasolina e taxímetros utilizados no comércio são, compulsoriamente, 
submetidos a uma verificação anual. Há normas específicas que regulamentam 
as verificações para cada classe de sistema de medição usados no comércio. 
Estando em conformidade com as normas, o sistema de medição recebe um 
selo oficial com o dizer “VERIFICADO”, onde também consta o período de 
validade da verificação. 
Em resumo, o Inmetro tem como objetivo fortalecer as empresas 
nacionais, aumentando sua produtividade por meio de adoção de mecanismos 
destinados à melhoria da qualidade de produtos e serviços. 
Para saber mais, assista ao vídeo do tema com o professor Pansonato no 
material on-line! 
 Tema 4: Metrologia Industrial 
Vamos nos concentrar agora na metrologia industrial, que propiciará 
subsídios para entendimento da função da metrologia dentro do sistema 
produtivo. Também nela existe uma classificação quanto aos campos de 
atuação. Dentre esses campos, podemos citar: 
 
 
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Metrologia Elétrica: trata da definição e manutenção das grandezas 
elétricas que são referência para todas as medições nessa área. Abrange todos 
os padrões, sistemas de medição, normas e procedimentos de medições 
aplicáveis na área elétrica. A Divisão de Metrologia Elétrica (Diele), vinculada ao 
Inmetro, dispõe dos padrões de mais alta exatidão no país em tensão, corrente, 
resistência, capacitância, indutância, energia e potência. 
 Metrologia Química: inclui todas as grandezas utilizadas para a 
caracterização química e quantificação de materiais e substâncias, como as 
quantidades e os tipos de componentes de um alimento ou medicamento. 
Reconhecendo essa área como de fundamental importância estratégica 
para a competitividade dos produtos e serviços brasileiros, o Inmetro criou em 
junho de 2000 a Divisão de Metrologia Química, no âmbito da Diretoria de 
Metrologia Científica e Industrial. 
Metrologia Mecânica: engloba as áreas de temperatura, massa, força, 
pressão, etc., sendo uma área de grande importância para indústria e serviços. 
É a metrologia dimensional, que inclui toda a parte de medições de 
comprimento e ângulos e possui importância estratégia em qualquer atividade 
técnica na área de mecânica. Os tamanhos de peças que se compra ou fabrica 
precisam estar dentro de medidas com tal precisão que se possa haver 
montagens acuradas, evitando-se problemas em linhas de montagem ou no 
produto final. 
 Vale ressaltar que também é de suma importância a possibilidade de 
intercâmbio entre peças que são comumente utilizadas na manutenção de 
máquinas e equipamentos. 
Também na área mecânica, como não poderia deixar de ser ressaltado, 
o Inmetro possui a Divisão de Metrologia Mecânica (Dimec), que é responsável 
por 12 grandezas da metrologia: 
 Comprimento e Ângulo Plano; 
 Massa; 
 Força, Torque, Dureza e Impacto; 
 
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 Pressão; 
 Volume (até 20 L), Viscosidade Cinemática, Massa Específica e Tensão 
Superficial. 
 
Como já deu para perceber, o assunto metrologia é bem extenso. Dentro 
da área de metrologia industrial, que é a área a ser abordada em nossos estudos, 
vamos evidenciar a metrologia mecânica, em especial a divisão dimensional. 
Portanto, esse será o eixo temático de metrologia em nosso curso. 
 
Leia o capítulo 03 do livro Sistemas de Medição e Metrologia de José 
Carlos Toledo, disponível na Biblioteca Virtual do Sistema ÚNICO, e responda 
às questões 1 e 2 e à questão para reflexão. 
Acesse o material on-line e assista ao vídeo do professor Pansonato para 
aprofundar seus conhecimentos sobre o tema! 
Na Prática 
Nesta rota, será analisado um estudo de caso referente a uma empresa 
multinacional do setor de autopeças. Leia o estudo de caso descrito na página 
25 do livro Sistemas de Medição e Metrologia, de José Carlos de Toledo, e 
realize as atividades a seguir: 
 
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No estudo de caso apresentado, o autor aborda uma falha no sistema de 
medição que causou um grande problema. Esta falha ocorreu em dois momentos 
distintos do processo, sendo eles: 
a. Nas medições de elaboração do produto e setor de “recall”. 
b. Nas medições do setor de “commodity” e produto acabado. 
c. Nas medições do processo e produto acabado. 
d. Nas medições de recebimento e produto acabado. 
e. Nas medições de processo e produção. 
O exemplo do estudo de caso mostra as consequências de não se possuir um 
sistema de medição robusto. Faça uma reflexão sobre os problemas que 
poderiam ocorrer na sua vida diária caso os sistemas de medição adotados nos 
setores industrial e comércio não fossem confiáveis. Quais custos estariam 
ligados a estes possíveis problemas? 
Síntese 
O objetivo dessa aula foi estabelecer os primeiros contatos com esta 
ciência das medições conhecida como metrologia. Como vimos, a utilização da 
metrologia está intimamente ligada ao nosso cotidiano, seja nas transações 
comerciais ou nas transações técnicas. 
É interessante observar, a partir desta aula, o quanto a metrologia 
influencia no cotidiano de nossas vidas e, principalmente, no cotidiano da vida 
profissional. As medições são realizadas com muita naturalidade em 
praticamente todos os ramos da atividade humana. Falando em atividade 
humana, vimos também o quanto a metrologia evoluiu, desde os padrões 
baseados em partes do corpo humano até os padrões mais recentes, baseados 
na velocidade da luz no vácuo. 
 
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Foram abordados alguns termos como grandeza e unidade de medição e 
também os dois sistemas para medição lineares mais utilizados: o Sistema 
Internacional de Unidades (SI), o mais utilizado e fundamentado no sistema 
métrico decimal e o Sistema Inglês, fundamentado no padrão de polegadas. 
Embora o sistema utilizado no Brasil seja o Sistema Internacional, não é raro 
observar que ainda temos muita influência do Sistema Inglês: bitolas de aço, 
dimensional de rodas de automóveis, etc. 
O instituto responsável por administrar essa complexa ciência no Brasil é 
o Inmetro, que está dividido em grandes diretorias responsáveis pela metrologia 
científica, industrial e legal. Para o nosso curso, vamos nos concentrar na 
metrologia industrial e mais especificamente na metrologia mecânica. 
Nota-se, portanto, que a metrologia se trata de uma ciência complexa com 
várias ramificações e campos de atuação que influenciam diretamente as nossas 
vidas. 
Para as considerações finais do professor Pansonato sobre a aula, 
acesse o material on-line! 
 
 
 
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Referências 
 
TOLEDO, J. C. de; Sistemas de Medição e de Metrologia. Curitiba: 
Intersaberes, 2014. 
 
ALBERTAZZI, A.; SOUZA, A. R. Fundamentos de Metrologia Científica e 
Industrial. Barueri: Manole, 2008. 
 
SOUSA, A. R. de; NEVES, B. M. Apostila de Metrologia I. Instituto Federal de 
Santa Catarina. 
 
Telecurso Profissionalizante de Mecânica. SENAI – Fundação Roberto 
Marinho, 1998.