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PLANO DE CALIBRAÇÃO DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO PARA GARANTIA DA QUALIDADE DOS SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO Filipe Barbosa Veras1, Kamila Pereira Lins1, Jéssica Santos Guimarães1, Jackson Henrique Braga da Silva2 1 Universidade de Fortaleza (UNIFOR); 2 Universidade Federal do Ceará (UFC). E-mail: filipeb.veras@gmail.com; kamilalins@unifor.br; jessicaguimaraes@unifor.br; jackson.h.b.silva@gmail.com Resumo Este trabalho apresenta o desenvolvimento do plano de calibração para uma empresa de transporte rodoviário de passageiro com objetivo de garantir a qualidade dos serviços de manutenção. A correta análise do certificado de calibração e a comparação dos erros máximos admissíveis são requisitos principais para tomada de decisões. O trabalho foi aplicado no setor da montagem, responsável por reparo e montagem dos motores, caixa de marcha e diferencial. Com a aplicação, pôde-se observar: sistemas de medição reprovados, inadequados e adequabilizar os sistemas em outro setor. O trabalho foi validado por meio de resultados e atingiu todos os objetivos definidos. Palavras-chave. Metrologia; Plano de calibração; Sistema de medição; Certificado de calibração; Transporte rodoviário; 1 INTRODUÇÃO No Brasil, após revolução industrial ocorrida no século XX e com novos governantes, houve um crescimento econômico-financeiro devido ao crescimento de indústrias, sendo umas delas a indústria automobilística. O desenvolvimento da indústria automotiva desencadeou o crescimento do setor de transporte rodoviário e consequentemente o crescimento da malha rodoviária do país (ANDREI; NARCISO, 2011). O transporte de passageiros interestadual e intermunicipal é utilizado por boa parte da sociedade devido a modalidade tarifária ser mais acessível. Com isso, houve o crescimento das empresas de transporte de passageiros e consequentemente a concorrência entre elas. As empresas que sobrevivem a ampla concorrência são as empresas que contém os melhores custos e a melhor acessibilidade de tarifa, bem como na excelência da prestação de seus serviços. Atualmente, os clientes exigem, do mercado, qualidade dos serviços prestados. Para isso, as empresas lutam pela qualidade dos serviços e produtos como forma de permanecer no mercado, atingindo as expectativas dos seus clientes. A partir da década de 1950, com a divulgação do trabalho de Juran, qualidade passou a ser conceituada como satisfação do cliente quanto à adequação do produto ao uso. E, para que haja satisfação, é preciso que haja ausência de defeitos e presença de atributos que tornem o produto adequado ao uso pretendido e, portanto, causem satisfação. (CARPINETTI, 2016, p. 11). A gestão é requisito principal para manter a disponibilidade da frota para operação, reduzir custos, prever a demanda e vendas. A manutenção é parte integrante na gestão de frotas, pois ela pré-cautela o patrimônio da empresa. Segundo Kardec e Nascif (2009), a manutenção estratégica não é apenas reparar ou instalar um equipamento rapidamente, mas manter o equipamento disponível para operação e reduzir falhas por paradas não planejadas. No serviço de manutenção de uma empresa de transporte rodoviário, há diversas atividades, tais como manutenção de motores, inspeções e revisões estabelecidas por quilometragem. Nesses processos, muitas das vezes, são realizados serviços como por exemplo: controlar o torque de um parafuso de um cabeçote através de um torquímetro, garantir a folga mínima entre o pinhão e a coroa de um diferencial através de um relógio comparador e monitorar a pressão da linha de combustível através de um manômetro. Nesse aspecto, a metrologia é tema fundamental nos processos de manutenção, tendo em vista que a qualidade nos serviços prestados é a garantia que a empresa permaneça no mercado competitivo. A metrologia engloba todos os aspectos teóricos e práticos da medição, qualquer que seja a incerteza de medição e o campo de aplicação. (VIM, 2012). Os laboratórios acreditados pela Coodenação Geral de Acreditação (CGCRE) do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO) emitem o certificado de calibração dos sistemas de medição e, através de uma análise, consegue-se conhecer os erros e incertezas dos mesmos. Para garantir o controle de qualidade, os erros encontrados devem estar dentro de um critério de aceitação, que será denominado neste trabalho de erro máximo admissível, para que o erro não venha a intervir no processo de manutenção. Assim, o resultado base, parcela previsível que mais se aproxima do valor do mensurando, deverá está compreendido dentro de uma zona de aceitação, garantindo assim, o serviço de manutenção em uma empresa de transporte rodoviário. O plano de calibração tem por principal objetivo manter a qualidade dos serviços através do planejamento e controle das calibrações. Deve-se, portanto, avaliar a periodicidade de calibração, a análise dos resultados obtidos e as ações necessárias a fim de garantir a qualidade dos serviços prestados. 2 ASPECTOS TÉCNICOS E DEFINIÇÕES Neste tópico serão abordados os conhecimentos necessários para o desenvolvimento do plano de calibração e a correta análise para tomada de decisão com base nos resultados. 2.1. Erro de Medição O erro de medição sempre estará presente em maior ou em menor grau, pois operador, ambiente, procedimento de medição, mensurando e sistema de medição não são perfeitos e isso leva o valor do mensurando a se afastar do valor verdadeiro em um processo de medição. Há dois tipos de erros presentes em um resultado de medição: O erro sistemático e o erro aleatório. Segundo Albertazzi e Sousa (2018), o erro sistematico é o valor previsível do erro de medição, este estimado através da tendência em uma média de várias medições. A componente do erro aleatório é a parcela imprevisível do resultado de medição, ou seja, é a componente que em medições repetidas levam a medições distintas e quanto maior o erro aleatório de um processo de medição, maior é a dispersão das medições. O erro sistemático pode ser quantificado a partir de finitas medições através de um mensurando com valor muito bem definido, esse procedimento é usado em laboratórios de calibração. Com essa metodologia, consegue-se estimar o erro previsível, ou seja, estimar a tendência das indicações do sistema através da equação (1). 𝑇𝑑 = 𝐼 ̅ − 𝑉𝑅 (1) Td tendência 𝐼 ̅ média de um número finito de indicações VR Valor de Referência A Tendência é o erro previsível do sistema de medição e sendo bem conhecida poderá ser corrigida na indicação, assim a correção será o inverso da tendência conforme equação (2). 𝐶 = −𝑇𝑑 = 𝑉𝑅 − 𝐼 ̅ (2) C correção Emprega-se o uso da estatística para a estimativa da precisão de medição através do desvio padrão das indicações, estimando a dispersão, em que o desvio padrão é calculado a partir da equação (3). 𝑠 = ∑ (𝐼 − 𝐼)̅ 𝑛 − 1 (3) s desvio padrão da amostra n: número de medições realizadas A precisão de medição pode ser estimada com probabilidade de abrangência de 95,45% em que o erro aleatório estará dentro da faixa simétrica em torno da média delimitada por ± 2σ conforme Figura 1. Figura 1 - Estimativa da precisão de medição a partir do desvio padrão: a área cinza corresponde a 95,45% da área total Fonte: Albertazzi e Sousa (2018). Segundo Albertazzi e Sousa (2018, p.47), “Incerteza-padrão é uma medida da intensidade da componente aleatória do erro de medição. Corresponde a uma estimativa do desvio-padrão dos erros de medição”. A precisão de medição é calculada a partir do cálculo da incerteza padrão, equivalente ao desvio padrão das medições realizada, multiplicando-a pelo t de student. Devido o efeito da média que reduz o efeito da componente aleatória, a precisão é dividida pela raiz quadrada do número de mediçõesconforme equação (4): 𝑃 = 𝑡 ∙ 𝑢 √𝑛 (4) 𝑃 precisão da média t coeficiente t de student u incerteza-padrão n número de medições realizadas No serviço de manutenção, são realizadas inúmeras medições e muitas vezes o valor da indicação não é corrigida com o valor da correção presente no certificado de calibração, devido ao desconhecimento, falta de treinamento e, não menos importante, a cultura metrológica do colaborador. Assim, para garantir que os processos de manutenção sejam realizados, o conceito de erro máximo é empregado. Erro máximo é o erro com maior valor absoluto quantificado através da soma, em módulo, do erro sistemático com a parcela aleatória do erro de medição (ALBERTAZZI; SOUSA, 2018). O erro máximo é quantificado através da equação (5): 𝐸 = |𝐶| + 𝑃 (5) Emax erro máximo 2.2. Erro máximo admissível O Erro máximo admissível será tratado neste trabalho como o critério de aceitação definido para o setor da montagem que o sistema de medição está alocado. Através dos resultados obtidos no certificado de calibração do sistema de medição calibrado, os dados obtidos deverão estar compreendidos dentro do valor especificado para o erro máximo admissível expresso pela a equação (6). 𝐸 = 𝐼𝑇 10 (6) Emax adm erro máximo admissível IT menor intervalo de tolerância obtido O valor de um décimo do intervalo de tolerância é apenas orientativo em relação a custos e benefícios, porém esse cálculo fica inviável para alguns sistemas de medição cujo valor de divisão ou incremento digital são maiores que o erro máximo admissível calculado. Para isso, são comumente usados valores da ordem de um terço do menor intervalo de tolerância especificado. Para o ponto ser aprovado e ser usado no processo de manutenção com confiabilidade nas medições, o erro máximo deverá ser menor ou igual ao erro máximo admissível conforme equação (3). 𝐸 ≤ 𝐸 (3) 3 METODOLOGIA Neste tópico são apresentados os métodos utlizados para ser realizado o plano de calibração bem como sua gestão. 3.1. Plano de calibração O plano de calibração desenvolvido para a empresa do ramo de transporte rodoviário de passageiros visa garantir a confiabilidade dos resultados de medição no uso dos sistemas de medição para realização das inspeções e revisões garantindo a qualidade dos serviços de manutenção. A presente aplicação ocorre na garagem matriz, pois foi onde iniciou o projeto do plano de calibração e a disseminação da cultura metrológica no intermédio de uma oficina mecânica para manutenção da frota de ônibus. Foi desenvolvido e aplicado nos demais setores da manutenção da garagem matriz com apoios dos coordenadores um formulário através do Google Doc’s para facilitar a listagem dos sistemas de medição utilizados em cada setor como forma de facilitar a coleta de informação. A elaboração do formulário possibilitou o desenvolvimento de planilhas eletrônicas dos sistemas de medição e foram organizados setorialmente, facilitando o detalhamento dos mesmos. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Para que fosse possível o desenvolvimento do plano de calibração, o Google Doc’s foi ferramenta fundamental, sendo uma das formas de recolher dados, fazer a listagem dos equipamentos e a organização em planilhas eletrônicas Online para o melhor gerenciamento das calibrações e facilitar a gestão. 4.1. Planilha Online A planilha online do google doc’s foi gerada após aplicação do formulário para a coleta dos sistemas de medição aplicados no setor da montagem. A planilha tem por principal objetivo organizar a listagem dos sistemas de medição, a máxima incerteza admissível de cada sistema, o período de calibração e observações quanto a reprovação ou autorização para operação. Muitos dos sistemas presentes no setor da montagem não eram mais utilizados devido ao intervalo de indicação não mais atender as especificações técnicas dos motores, diferencias e caixas de machas mais modernos e, como forma de direcionar os sistemas de medição mais importantes do setor, foram listados e calibrados os sistemas de medição de acordo com o Quadro 1. Quadro 1 – Planilha com sistemas de medição mais importantes e calibrados Sistema Medição ID N° Certifi cado Erro Maximo Admissível Cal Data Últ. Calibração Data Prox. Calibração Status Obs Torquímetro gedore (80 a 360) N.m TORQ – 01 32071 ±4% amplitude Anual 18/10/2018 18/10/2019 Ok Com restrição. Usar acima de 220 N.m Torquímetro gedore (80 a 360) N.m TORQ – 04 31882 ±4% amplitude Anual 05/09/2018 05/09/2019 Ok Torquímetro gedore (40 a 200) N.m TORQ – 07 31881 ±4% amplitude Anual 05/09/2018 05/09/2019 Ok Relógio comparador mitutoyo (0 a 10) mm RC - 03 32079 ±0,028 mm Anual 19/10/2018 19/10/2019 Ok Reprovado Relógio comparador mitutoyo (0 a 10) mm RC - 04 31889 ±0,028 mm Anual 05/09/2018 05/09/2019 Ok Paquímetro mitutoyo (0 a 300) mm PA – 01 31884 ±0,2 mm Anual 05/09/2018 05/09/2019 Ok Paquímetro mitutoyo (0 a 200) mm PA – 02 31890 ±0,3 mm Anual 05/09/2018 05/09/2019 Ok Fonte: Produzida pelo Autor (2019). 4.2. Cálculo do erro máximo admissível As tolerâncias foram definidos através de reunião e a utilização de manuais técnicos e principalmente a longa experiências dos colaboradores da manutenção. Os resultados dos erros máximos admissíveis com os menores intervalos de tolerâncias admitidos para cada sistema de medição foram definidos através do Quadro . Quadro 2 – Cálculo do erro máximo admissível por sistema de medição INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO MENOR INTERVALO DE TOLERÂNCA ERRO MÁXIMO ADMISSÍVEL DESCRIÇÃO DA FUNÇÃO TORQUÍMETRO GEDORE (80 a 360) N.m 33,6 N.m ±4% Amplitude APERTO DE BIELA CABEÇOTE, ÁRVORE DE MANIVELA, CAIXA DE MARCHA E DIFERENCIAL. TORQUÍMETRO GEDORE (80 a 360) N.m 33,6 N.m ±4% Amplitude APERTO DE BIELA, CABEÇOTE, ÁRVORE DE MANIVELA, CAIXA DE MARCHA E DIFERENCIAL. TORQUÍMETRO GEDORE (40 a 200) N.m 19,2 N.m ±4% Amplitude APERTO DO PLATOR. RELÓGIO COMPARADOR MITUTOYO (0 a 10) mm 0,084 mm ±0,028 mm FOLGA DE BIELA, ÁRVORE DE MANIVELA, FOLGA CAIXA DE MARCHA, DIFERENCIAL. RELÓGIO COMPARADOR MITUTOYO (0 a 10) mm 0,084 mm ±0,028 mm FOLGA DE BIELA, ÁRVORE DE MANIVELA, FOLGA CAIXA DE MARCHA, DIFERENCIAL. PAQUÍMETRO MITUTOYO (0 a 300) mm 0,6 mm ±0,2 mm MEDIR PROFUNDIDADE DA CAIXA DE MARCHA (MORINGA) PAQUÍMETRO DE PROFUNDIDADE MITUTOYO (0 a 200) mm 0,9 mm ±0,3 mm MEDIR PROFUNDIDADE DA CAIXA DE MARCHA (MORINGA) Fonte: Produzida pelo Autor (2019). 4.3. Análise de resultados Neste tópico, será abordada a análise feita do relógio comparador RC-03 e do torquímetro TORQ-01. Para o Relógio comparador RC-03 foram identificados os seguintes resultados: Desvio total (Crescente / decrescente) de 0,042 mm; Erro máximo de 0,023 mm no ponto 1,60 mm; Erro máximo admissível 0,028 mm. O erro de desvio total de 0,042 mm é maior que o erro máximo admissível de 0,028 mm determinado para o setor da montagem, assim reprovando o relógio comparador, pois apresenta erros maiores que o especificado para o setor da montagem. Para o devido erro do relógio comparador não foi apresentada possibilidade de ajuste, ou seja, manutenção corretiva com objetivo de melhorar as tendências nos ciclos “crescente / decrescente” de cada ponto medido. Não foi possível aplicar a adequabilidade do sistema em outro setor, pois neles apresentam erros máximos admissíveis menores ou iguais aos determinados para o setor da montagem. Os resultados do certificado de calibração do RC – 03 encontram-se conforme Figura 2. Figura 2 – Resultado do certificado de calibração do relógio comparador RC – 03 Fonte: Adaptado de Lametro (2019). Para o torquímetroTORQ-01 foram encontrados os seguintes resultados: Tendência de 12,1 N.m e incerteza expandida 0,47 N.m no ponto 80 N.m; Erro máximo de 12,57 N.m; Erro máximo admissível de 4% da amplitude de medição de (80 a 360) N.m, ou seja, 11,2 N.m. Portanto, podemos identificar que no ponto 80 N.m o TORQ – 01 apresentou erro máximo de 12,57 N.m, sendo maior que o erro máximo admissível de 11,2 N.m. Nesse ponto o sistema de medição foi reprovado. Os resultados do certificado de calibração do TORQ - 01 encontram-se conforme Figura 3. Figura 3 – Resultado do certificado do torquímetro TORQ - 01 Fonte: Adaptado de Lametro (2019). 4.4. Adequabilidade A adequabilidade é o procedimento adotado para alocação do sistema de medição reprovado em um setor, cujo erro máximo adimissível seja aceitavel para o processo. Para o Torquímetro TORQ – 01 foi identificado erro maximo 12,57 N.m, sendo reprovado no ponto 80 N.m. Para o setor da tornearia, onde são realizados torques na porca de fixação da árvore manivela do compressor do motor é aplicado um torque na faixa de 220 N.m. Nesse ponto podemos observar que o erro máximo encontrado no certificado de calibração de 5,1 N.m é menor que o erro máximo admissível de 11,2 N.m. Portanto, pode ser usado no setor da tornearia, usando o sistema de medição entre um intervalo de medição de (220 a 360) N.m. Assim, não é necessário a compra de um novo torquímetro para o setor, pois outros torquímetros com mesmo aspectos técnicos estão aprovados para operação. Para orientação da melhor forma de uso do TORQ – 01 foi conversado com o operador do sistema de medição sobre a faixa correta de utilização e, além disso, foi anexado um recado de advertência no sistema de medição para uso somente acima de 220 N.m, conforme Figura 4. Figura 4 – Torquímetro TORQ - 01 com restrição Fonte: Produzida pelo Autor (2019). 5 CONCLUSÕES O presente trabalho realça a importância da metrologia no setor da manutenção de uma empresa de transporte rodoviário de passageiros, a fim de obter o comprometimento da garantia da qualidade nos serviços prestados e atenter os aspectos estratégicos da empresa. O setor da montagem, foi escolhido para aplicação de exemplos do desenvolvimento do plano de calibração, utilizando planilhas de gerenciamento, determinação do erro máximo admissível e periodicidade de calibração, entre outros aspectos do projeto. Foram analisados todos os certificados de calibração dos sistemas de medição importantes no setor da montagem e foram constatados dois sistemas de medição não conformes para o setor, pois o erro máximo do instrumento era maior que o erro máximo admissível definidos pelo setor da engenharia em conjunto com os colaboradores do setor da montagem. O relógio comparador apresentou desvio total maior que o erro máximo admissível, percebido após análise do certificado de calibração, e não houve possibilidade de ajuste do mesmo, sendo necessário a compra de um novo sistema de medição. O torquímetro apresentou erro máximo admissível maior que o especificado pela engenharia no ponto de 80 N.m, para isso foi adequabilizado em outro setor, tornearia, onde pôde operar acima de 220 N.m sem comprometer a qualidade dos serviços prestados. Portanto, a partir da aplicação dessa metodologia de estudo pôde-se conhecer os erros e incertezas dos sistemas de medição utilizados no setor da montagem e concretizar as tomadas de decisão a partir dos resultados obtidos na análise de cada certificado de calibração, viabilizando a melhoria contínua dos processos de manutenção e a garantia da qualidade dos serviços prestados. Referências [1] ALBERTAZZI, A.; SOUSA, A. R. Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial. Florianópolis: Manole, 2018. [2] CARPINETTI, L. C. R. Gestão da qualidade conceitos e técnicas. 3. ed. São Paulo: Atlas S.A, 2016. [3] KARDEC, A.; NASCIF, J. Manutenção função estratégica. 3 ed. ed. Rio de Janeiro : [s.n.], 2009. [4] SOCIEDADE BRASILEIRA DE METROLOGIA. Escola Nacional de Tecnologia industrial básica. Controle de Instrumentos de Medição, 2018. Disponivel em: http://entib.org.br/ead/mod/page/view.php?id=2352. Acesso em: 28 Dez 2018.
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