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Metrologia - erros de medição

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METROLOGIA
UNIDADE 2 - ERROS DE MEDIÇÃO
Michelle de Oliveira
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Introdução
Os grandes avanços da ciência e da tecnologia possibilitam o aprimoramento dos sistemas de medição de acordo
com a necessidade das pesquisas científicas e da sociedade. Seja na cronometragem do tempo, nas previsões
meteorológicas ou na pesagem dos alimentos, realizar uma medida é um ato fundamental na vida cotidiana. Mas
como saber se uma medida está correta? Podemos confiar em todos os instrumentos de medida? Quais são os
principais erros de medição?
As medidas podem ser classificadas em diretas e indiretas. Uma medida direta é aquela em que o valor da
medida (mensurando) é obtido através da indicação de um instrumento de medida. As medidas indiretas são as
que necessitam de equações que relacionam a grandeza em questão com outras que possam ser medidas
diretamente.
No geral, os instrumentos de medida são de dois tipos: analógico ou digital. Os instrumentos analógicos são
aqueles que possuem um ponteiro que se desloca sobre uma escala. Já os digitais são os que utilizam dígitos para
indicar o valor de uma medida.
Para todas as medidas experimentais, independente do sistema de medição, existe uma incerteza associada.
Sendo assim, há uma forma de tratá-las ou eliminá-las? É praticamente impossível obter uma medida livre de
erros de medição. Isto ocorre por conta de diversos fatores, os quais serão vistos nesta unidade. Também vamos
aprender sobre os processos de fabricação, controle e medição. E, além disso, veremos que alguns tipos de erros
podem ser reduzidos através de tratamentos estatísticos dos dados experimentais de uma medida.
Bons Estudos!
2.1 Tipos de erros de medição
Tão fundamental quanto realizar medidas é ter a preocupação de que as mesmas possuem um alto índice de
confiabilidade. Os erros de medição são fatores que interferem consideravelmente nos resultados obtidos e
podemos classificá-los em alguns tipos. Podemos minimizar os erros, mas nunca eliminá-los. Para avaliar qual é
o valor mais provável de uma medida, conceitos como precisão e exatidão são de fundamental importância.
2.1.1 Precisão e exatidão
Para entender a diferença entre precisão e exatidão, vamos fazer uma breve analogia com o jogo de atirar dardos
para acertar um alvo. Considere que o atirador terá quatro tentativas de arremesso. Clique na interação a seguir
para ver o que acontece em cada uma das tentativas.
Na situação 1, os dardos são atirados de forma que ficam muitos afastados uns dos outros e do centro do alvo.
Na situação 2, as quatro tentativas de arremesso estão próximas do alvo e afastadas umas das outras.
Na situação 3, as tentativas de arremesso estão próximas umas das outras, mas longe do alvo.
Por fim, na situação 4, temos quatro acertos no alvo e proximidade dos dardos arremessados.
Para ter sucesso neste jogo, o ideal seria que o atirador acertasse os quatro dardos no alvo. Podemos dizer que a
precisão do arremesso está relacionada ao quão próximo os dados estão um dos outros e a exatidão ao acerto no
alvo. Assim, para a situação 1, dizemos que a jogada foi inexata e imprecisa. Para a situação 2, exata, mas não
precisa. Na situação 3, não exata, mas precisa e na 4, exata e precisa.
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Figura 1 - Exemplificação de precisão e exatidão em um alvo.
Fonte: desdemona72, Shutterstock, 2019.
A exatidão é o grau de concordância entre os resultados individuais encontrados e um valor verdadeiro de
referência. É um valor difícil de ser determinado, visto que durante a realização de medidas experimentais se
desconhece o valor verdadeiro.
A precisão está relacionada à dispersão dos valores encontrados em uma sucessão de medidas realizadas em
uma mesma amostra ou em amostras semelhantes. Mesmo para uma medida considerada precisa e exata, ainda
assim, sempre haverá uma incerteza associada (FERNANDO, 2018).
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2.1.2 A representação de uma medida
Não devemos confundir erro de medida com incerteza associada a medida. Um erro de medição é a diferença
entre o valor real e o valor medido, enquanto que a incerteza está associada ao grau de confiança na medida. A
incerteza identifica o intervalo no qual o valor verdadeiro está inserido, sendo representada por um número .
O resultado de uma medida é um número que representa a média do conjunto de medidas. Portanto, toda
medida deve ser representada como abaixo (ALBERTAZZI JR., 2008):
Por exemplo, considere que a medição do comprimento de uma caneta será realizada com uma régua
centimetrada.
Figura 2 - Régua centimetrada.
Fonte: Quang Ho, Shutterstock, 2019.
Um instrumento de medida como a régua possui uma incerteza na escala de 0,5 cm. Então, se a medida
encontrada para caneta for de 10 cm devemos apresentá-la como . Isto significa que, considerando
a incerteza na medição, o valor mais provável ou verdadeiro desta caneta está compreendido no intervalo entre
9,5 e 10,5 centímetros.
Ao realizar uma medida sucessivas vezes, os resultados encontrados podem diferir. A flutuação em torno do
valor da primeira medida poderá ser relativamente pequena, mas, ainda assim, causará duvidas em torno do
valor verdadeiro. Estas flutuações ocorrem devido a erros de medição.
VOCÊ SABIA?
O resultado de uma medida só está devidamente completo se apresentamos a incerteza
associada. É habitual em nosso cotidiano não nos preocuparmos com tal questão, mas se não o
fazemos não podemos analisar se a medida se adequa ao propósito para o qual foi feita. Todos
os instrumentos de medida possuem uma limitação intrínseca e erros de operação dos
mesmos podem ocorrer.
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2.1.3 Os erros sistemáticos
Os erros de medição classificados como sistemáticos são aqueles em que ocorrem desvios das medidas em torno
do valor verdadeiro, ou seja, a média do conjunto de dados é diferente do valor aceito. Geralmente, a variação
dos valores das medidas em torno da média, se dá para mais ou para menos (DE LIRA, 2001).
Os erros sistemáticos afetam a exatidão das medidas e são subdivididos em:
• Erros instrumentais: ocasionados por má calibração dos instrumentos de medida ou falhas durantes o 
processo de medida.
• Erros observacionais: ocasionados principalmente quando se utiliza um instrumento de medida do tipo 
analógico, são também denominados erros de paralaxe.
• Erros pessoais: ocasionados pelo experimentador: falta de cuidado ou limitações do mesmo.
• Erros teóricos: causados durante a determinação de uma medida indireta.
• Erros ambientais: quando ocorrem variações ambientais consideráveis, como por exemplo, um aumento 
brusco na temperatura afetando o local em que as medidas estão sendo coletadas.
Os erros sistemáticos são mais facilmente identificáveis e passíveis de serem reduzidos. Alguns cuidados para se
evitar erros deste tipo são listados abaixo. Clique nos itens.
Identificação do sistema de medição adequado.
Verificação da calibração dos instrumentos.
Execução das medidas em condições ambientais favoráveis.
VOCÊ QUER VER?
O pior acidente nuclear da história, ocorrido na usina Chernobyl, localizada na Ucrânia, em 26
de abril de 1986, foi provocado por um erro humano ou por falha no projeto. Ainda existem
várias especulações sobre a possível causa, mas o que se sabe é que ainda hoje aquela região
sofre com os efeitos da radiação, que ocasionou a morte de muitas pessoas. O documentário O
 conta os detalhes desta tragédia. Assista em:desastre de Chernobyl
<https://br.video.search.yahoo.com/yhs/search?fr=yhs-itm
001&hsimp=yhs001&hspart=itm&p=documentario+chernobyl#id=1&vid=dc3748263fd57e941b8cc320155e90fe&action=click
>.
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VAMOS PRATICAR?
Imagine que iremos realizar medidas de massa de um determinado reagente químico para
preparar uma solução em um laboratório. Uma quantidade de água é adicionada aos reagentes.
Alguns minutos depois, observa-se um precipitado o qual não era esperado. Identifique os
possíveis erros de medição que podem ter sido cometidos.
https://br.video.search.yahoo.com/yhs/search?fr=yhs-itm%20001&hsimp=yhs001&hspart=itm&p=documentario+chernobyl
https://br.video.search.yahoo.com/yhs/search?fr=yhs-itm%20001&hsimp=yhs001&hspart=itm&p=documentario+chernobyl