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Metrologia Prof. Roberto Pansonato Aula 1 Apresentação da Disciplina 1 – Metrologia: a ciência das medições 2 – Importância da medição e da metrologia 3 – Conceitos básicos de metrologia 4 – Unidades e padrões de medidas 5 – Instrumentos de medição e calibração 6 – Análise de um sistema de medição Metrologia 1 – Presença da metrologia no cotidiano Metrologia: a ciência das medições 2 – Histórico e evolução da metrologia 4 – Metrologia industrial 3 – Áreas da metrologia 1 – Metrologia: a ciência das medições Temas Objetivos de Aprendizagem Dimensõesdo Conhecimento Descrição Dimensõesdo Processo Cognitivo Lembrar Entender Aplicar Analisar Avaliar Criar Efetivo/Factual Compreender o que é metrologia e entender a sua evolução no processo histórico 1 – Lembrar a influência da metrologia no cotidiano 6 – Desenvolver capacidade para interpretar a importância das atividades de metrologia dentro dos processos produtivos Conceitual/ Princípios Assimilar a função medir e diferenciar as grandezas 2 – Entender a evolução da metrologia, a importância dos padrões de medição e as áreas de atuação Procedural/ Procedimentos Entender a metrologia em suas classificações e seus sistemas de medição 3 – Aplicar os termos básicos da metrologia (unidade, grandeza etc.) nas transações técnicas e comerciais Metacognitivo Compreender como utilizar a metrologia como um diferencial competitivo 4 – Analisar o que significa o ato de medir e quais as principais grandezas da metrologia mecânica 5 – Avaliar os benefícios dessa área do conhecimento para o entendimento amplo da aplicação da metrologia Competência Problematização O que fazer? Problemas que só a metrologia consegue solucionar Do carro zero a problemas de garantia Por que o consumo de combustível do carro do senhor Adamastor estava alto Idas e vindas à concessionária A desconfiança de estar sendo lesado pelos postos de combustíveis A verificação das bombas de combustíveis O brainstorming na concessionária A solução A metrologia e os padrões de referência Medir também é comparar Quem diria, o hodômetro parcial do veículo estava com problemas... Enfim, a metrologia ajudou a resolver o caso 1 – Presença da metrologia no cotidiano O horário do alarme do celular A temperatura no interior de um refrigerador A pressão dos pneus O valor pago em um restaurante “por quilo” Produzir uma determinada peça do outro lado do mundo e a mesma poder ser montada perfeitamente em alguma empresa de manufatura aqui no Brasil só é possível através da metrologia A maioria das atividades do ser humano tem por finalidade transações técnicas ou comerciais “Quando você pode medir aquilo de que fala e expressar em números, você sabe alguma coisa sobre isso, mas quando você não pode medir, quando você não pode expressar 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.” Frase de William Thomson (também conhecido como Lord Kelvin) O que é medir? Processo pelo qual o valor momentâneo de uma grandeza física (mensurando) é determinado como um múltiplo e/ou fração de uma unidade, estabelecida por um padrão e reconhecida internacionalmente (ALBERTAZI; SOUSA, 2008) Para exprimir a medição de uma grandeza qualquer (comprimento, massa, temperatura etc.) é necessário compará-la com uma unidade (metro, grama, Kelvin etc.) e determinar o número de vezes que essa unidade está contida na grandeza avaliada 2 – Histórico e evolução da metrologia Desde os tempos mais antigos o homem expressa certas quantidades através de medições Quantidade de ouro, a extensão de terras, o volume de um líquido etc. Quantidades numéricas, tais como a quantidade de produtos (pães, animais, tijolos etc.), eram mais fáceis de se negociar Temos aí um problema: Como quantificar tamanho e peso? Necessidade de criação de unidades de medição bem definidas e aceitas por todos Os padrões variavam de região para região. Exemplos dos primeiros padrões de medição utilizados A partir da Revolução Francesa (1789 – 1799) o sistema métrico começou a ser utilizado No Brasil, teve início em 1862 Sistema Internacional de Unidades (SI), de origem francesa: fundamentado no padrão metro e seus desdobramentos Sistema Inglês, de origem inglesa: fundamentado no padrão de polegadas Alguns exemplos de equivalência entre esses dois sistemas: 1 polegada = 2,54 cm 1 pé = 30,48 cm 1 jarda = 91,44 cm Nota: Padrões de comprimento Caracterização e padronização metrológica de produtos e serviços Evolução do padrão de comprimento (metro) 3 – Áreas da metrologia (classificação) Premissas Melhorar cada vez mais os padrões de medições Proporcionar que as transações, sejam elas técnicas ou comerciais, tenham a maior precisão possível No Brasil, o órgão executivo da política de metrologia é o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro) Inmetro: Diretoria de Metrologia Científica e Industrial e Diretoria de Metrologia Legal Científica Industrial Legal Metrologia científica – é a parte da metrologia que trata da organização e do desenvolvimento de padrões de medida e sua manutenção nos níveis mais elevados Metrologia industrial – é a parte da metrologia que assegura o adequado funcionamento dos instrumentos de medição usados na indústria, bem como na produção e nos ensaios Metrologia legal – está preocupada com a exatidão das medições e onde estas têm influência na transparência das transações econômicas, de saúde e de segurança 4 – Metrologia industrial (classificação) Classificação quanto aos campos de atuação Metrologia elétrica Metrologia química Metrologia mecânica Metrologia elétrica – trata da definição e da manutenção das grandezas elétricas que são referências para todas as medições nesta área Exemplo: consumo de energia elétrica (KWh) Metrologia química – inclui todas as grandezas utilizadas para a caracterização química e a quantificação de materiais e substâncias Exemplos: quantidade e tipo de componentes em remédios Metrologia mecânica – inclui toda a parte de medições de comprimento e ângulos e possui importância estratégica em qualquer atividade técnica na área de mecânica Exemplos: tamanhos de peças mecânicas, pressão dos pneus etc. As 12 grandezas da metrologia mecânica Comprimento e ângulo Plano Massa Fonte: Inmetro (Dimec) Força, torque, dureza e impacto Pressão Volume (até 20 L), viscosidade cinemática, massa específica e tensão superficial Fonte: O autor. Com base em apostila do Instituto Federal de Santa Catarina (prof. André Roberto de Sousa e prof. Bruno Manoel Neves) Subdivisões da metrologia mecânica e a metrologia dimensional Síntese Estabelecimento dos primeiros contatos com a ciência das medições, a metrologia A metrologia e o nosso cotidiano A evolução da metrologia: dos padrões baseados no corpo humano até a atualidade O Sistema Métrico Decimal e o Sistema Inglês A função do Inmetro no Brasil As metrologias científica, industrial e legal e suas funções A metrologia industrial e seus campos de atuação: mecânica, elétrica e química As subdivisões da metrologia mecânica: comprimento e ângulo, força, pressão, massa, volume etc.