TRANSPETRO/DT/SUP/TEC ANÁLISE CRÍTICA DE COMPONENTES DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO

(1)

ANÁLISE CRÍTICA

DE COMPONENTES

DA INCERTEZA DE

MEDIÇÃO

(2)

AMOR

AVALIAÇÃO

DE INCERTEZA, POR QUE?

BUSCAR EXCELÊNCIA

DOR

COMPULSÓRIA

NBR ISO/IEC 17025

(3)

(4)

PRINCIPAIS METODOLOGIAS PARA

(5)



Não pode substituir o raciocínio crítico;



não pode substituir a honestidade intelectual;



não pode substituir a habilidade profissional;



depende de conhecimento detalhado da natureza do

mensurando e da medição;



a qualidade e utilidade da incerteza indicada para o

resultado de uma medição dependem da compreensão,

análise crítica e integridade daqueles que contribuem

para o estabelecimento de seu valor.

(6)

As medições são resultados de um

processo o qual transforma as entradas –

fatores metrológicos

– em uma saída.

MEDIDA

MÉTODO

_MATERIAL

(7)

PRINCIPAIS COMPONENTES

DE INCERTEZA NA

(8)



A perda da qualidade do gás natural, no

cálculo do poder calorífico, a partir da sua

composição química pode gerar um custo de

US$ 30.000,00 ao ano

, pela incerteza de 1 BTU.

 Para medição de petróleo e seus derivados

líquidos, uma incerteza de 0,5% significa

mais de

US$ 2,5 milhões ao ano

de

transferência indevida de recursos.

(9)



QAV-1: massa específica;



Gasolina: teor alcoólico;



Óleo diesel: enxofre e ponto de fulgor;



Álcool: condutividade;



Biodiesel: fósforo.

(10)

QAV-1: Massa específica

Grandeza Valor da

incerteza Unidade Divisor Distribuição

Graus de liberdade Coeficiente de sensibilidade, Ci Incerteza padrão, u(yi) = Ci*ui Incerteza, u(yi)^2 Contribuição Calibração do

densímetro 0,0010 g/mL 2,00 Normal 50 1 0,0005 2,5E-07 94,60%

Resolução do

densímetro 0,0001 g/mL 3,46 Retangular infinito 1 2,88675E-05 8,33E-10 0,32% MRC - Água

pura 0,00011 g/mL 2,00 Normal infinito 1 0,000055 3,03E-09 1,14%

Temperatura 0,05 ºC 2,00 Normal 50 0,0008 0,00002 4E-10 0,15%

Repetitividade 0,0001 g/mL 1,00 Normal infinito 1 0,0001 1E-08 3,78%

Normal 56 0,000514 100,00% 2,05 0,0011 g/mL Massa específica 0,8852

Incerteza:

A incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada, multiplicada por um fator de abrangência

k = 2,05, fornecendo um nível de confiança de aproximadamente 95%.

Resultado:

ME = (0,8852 ± 0,0011)g/mL

0,1%

AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA PELO DENSÍMETRO DIGITAL

Incerteza padrão combinada, uc(ME)

Fator de abragência, k Incerteza expandida, U(ME)

(11)

Gasolina: Teor Alcoólico

Graus de liberdade Coeficiente de sensibilidade, Ci Incerteza padrão, u(yi) = Ci*ui Incerteza, u(yi)^2 Contribuição Certificado de calibração da

proveta para 50 mL 0,03 mL 2,37 Normal 50 1 0,012679628 0,000161 0,01% Temperatura de calibração da

proveta diferente da temperatura de ensaio (50 mL)

3 ºC 1,73 Retangular infinito 0,059 0,10226028 0,010457 0,68%

Resolução da proveta (50 mL) 1 mL 3,46 Retangular infinito 1 0,288675135 0,083333 5,39%

Certificado de calibração da

Repetitividade 1 mL 1,00 Normal infinito 1 1 1 64,71%

Normal 242932011 1,24 100,00%

A 12 2,00

AEAC 26 2,5 % volume

Incerteza:

A incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada, multiplicada por um fator de abrangência k = 2,00, fornecendo um nível de confiança de aproximadamente 95%.

Resultado: AEAC = (26 ± 2)% VOLUME

9,6%

AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DO TEOR ALCOÓLICO

Incerteza padrão combinada, uc(AEAC)

Fator de abragência, k Incerteza expandida, U(AEAC)

(12)

Óleo diesel: Ponto de Fulgor

Graus de liberdade Coeficiente de sensibilidade, Ci Incerteza padrão, u(yi) = Ci*ui Incerteza, u(yi)^2 Contribuição MRC 2,3 ºC 2,00 Normal 50 1 1,15 1,3225 51,54% Resolução do

aparelho 0,5 ºC 3,46 Retangular infinito 1 0,144337567 0,020833 0,81%

Temperatura 0,10 ºC 2,00 Normal 50 1 0,05 0,0025 0,10% Calibração do aparelho de ponto de fulgor 0,20 ºC 2,00 Normal 50 1 0,1 0,01 0,39% Pressão 1,0 mmHg 2,00 Normal 50 0,033 0,0165 0,000272 0,01%

Repetitividade 1,1 ºC 1,00 Normal infinito 1 1,1 1,21 47,15%

Normal 188 1,601907 100,00% 2,01 3,2 ºC Ponto de Fulgor 60 O método foi validado? SIM

Incerteza:

A incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada, multiplicada por um fator de abrangência k

= 2,01, fornecendo um nível de confiança de aproximadamente 95%.

5,4%

PF = (60 ± 3)ºC

AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DE PONTO DE FULGOR PENSKY-MARTENS VASO FECHADO

Incerteza padrão combinada, uc(PF)

Fator de abragência, k Incerteza expandida, U(PF)

(13)

Exclusão de outliers

Teste de Dixon

; Teste de Grubbs ou Chauvenet

Graus de liberdade Coeficiente de sensibilidade, Ci Incerteza padrão, u(yi) = Ci*ui Incerteza, u(yi)^2 Contribuição MRC 0,0075 % m/m 1,00 Normal 50 1 0,007450298 5,55E-05 19,63% Resolução do

medidor 0,001 - 3,46 Retangular infinito 4,2740 0,001233791 1,52E-06 0,54% Curva analítica -

Amostra 0,006 % m/m 1,00 Normal 2 1 0,005769314 3,33E-05 11,77% Curva analítica -

Branco 0,007 % m/m 1,00 Normal 2 1 0,006539586 4,28E-05 15,13% Medidor 0,001 % m/m 1,96 Normal 50 1 0,000510204 2,6E-07 0,09%

Repetitividade 0,011 % m/m 1,00 Normal infinito 1 0,01055471 0,000111 39,40%

Recuperação 0,006 % m/m 1,00 Normal 2 1 0,00616237 3,8E-05 13,43%

Normal 36 0,016814 100,00%

2,07

0,035 % m/m

Teor de enxofre 0,196 % m/m

Incerteza:

A incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada, multiplicada por um fator de abrangência k = 2,07, fornecendo um nível de confiança de aproximadamente 95%.

AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DE ENXOFRE PELO RAIO-X

Incerteza padrão combinada, uc(C)

Fator de abragência, k Incerteza expandida, U(C)

(14)

Álcool: Condutividade

Graus de liberdade Coeficiente de sensibilidade, Ci Incerteza padrão, u(yi) = Ci*ui Incerteza, u(yi)^2 Contribuição MRC 40 ms.m-1 1,96 Normal 50 1 20,40816327 416,4931 80,60% Resolução do medidor 0,1 ms.m -1 3,46 Retangular infinito 1 0,028867513 0,000833 0,00% Conversão da

temperatura 0,002874096 - 1,00 Normal infinito 1 0,002874096 8,26E-06 0,00%

Temperatura 0,02 ºC 2,00 Normal 50 -0,0202 -0,000201986 4,08E-08 0,00%

Medidor 1 ms.m-1 1,96 Normal 50 1 0,510204082 0,260308 0,05%

Repetitividade 10 ms.m-1 1,00 Normal infinito 1 10 100 19,35%

Normal 77 22,73223 100,00% Temperatura do ensaio 20,0 ºC 2,03 46 ms.m-1 Condutividade 150 ms.m-1

m

s.m

-1

Incerteza:

A incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada, multiplicada por um fator de abrangência

k = 2,03, fornecendo um nível de confiança de aproximadamente 95%.

C = (150 ± 46)

AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DE ÁLCOOL ETÍLICO

Incerteza padrão combinada, uc(C)

(15)

Biodiesel: Fósforo

Grandeza Valor da grandeza

Valor da

Graus de liberdade Coeficiente de sensibilidade, Ci Incerteza padrão, u(yi) = Ci*ui

Incerteza, u(yi)^2 Contribuição

Concentração da

amostra de leitura 0,9424 0,025 mg/kg 1,00 Normal 23 10 0,249843678 0,062421863 40,70% Massa da amostra 8,5000 0,0004 g 1,00 Normal infinito 1,108752085 0,000392003 1,53666E-07 0,00%

Massa da amostra

de leitura 0,8500 0,0004 g 1,00 Normal infinito -11,08752085 -0,003920031 1,53666E-05 0,01% Repetitividade 1,0000 0,032 - 1,00 Normal 7 9,424392719 0,301580567 0,090950838 59,29% Normal 17 0,391648085 100,00% 2,16 0,85 mg/kg

Concentração

de fósforo

9,4

Incerteza:

A incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada, multiplicada por um fator de abrangência k = 2,16, fornecendo

um nível de confiança de aproximadamente 95%.

AVALIAÇÃO DA INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DE FÓSFORO EM BIODIESEL POR ICP OES

Incerteza padrão combinada, uc(C)

Resultado:

C = (9,4 ± 0,8) mg/kg

9,0%

mg/kg

Linearidade



R

2 > 0,999999999999999999999999;

(16)

(17)

GÁS NATURAL

o

p

d

C

Q













-

2

4

1

2

4 o

o

T

Z

MM

P











ASPECTOS QUANTITATIVOS

(18)

GÁS NATURAL

Contribuição das incertezas

Pressão diferencial 7% Diâmetro do orifício 0% Massa específica 19% Coeficiente de expansão 0% Coeficiente de descarga 74% Velocidade de aproximação 0% Computador 0%

ASPECTOS QUANTITATIVOS

(19)

GÁS NATURAL

ASPECTOS QUANTITATIVOS

Pressão atmosférica; 0,0%

Pressão efetiva do gás; 34,0%

Massa molar equivalente; 24,6% Fator de compressibilidade; 11,8% Fator de compressibilidade; 0,3% Temperatura de operação; 29,2%

(20)

DERIVADOS LÍQUIDOS

/K

N

C

MF

V





_tl



_pl



_BSW



_t,20



_P

)

(

1

1 Pe

P

F

C

_pl

-

-







T



C

_tl



exp

-



₁₅







1 

0 ,

8 



₁₅





15

1

2

15

0

15 







K



K

_











_

_

_





₂

15

2

15 exp



T

D

C

T

B

A

F

ASPECTOS QUANTITATIVOS

(21)

DERIVADOS LÍQUIDOS

Fonte

i

X

Estimado

i

x

Incerteza

Padrão

)

(

x

_i

u

Grau de

liberdade

i



Coeficiente

de

sensibilidade

c

i

)

(

_i i

u

x

c

_i2

u

2

(

x

_i

)

Participação do

componente na

incerteza

combinada (%)

Meter factor

(MF)

1,0015

6,3E-04

863 989,84477

6,22E-01 3,86E-01

59,72%

Fator de corr. de temp. do fluido (CTL)

0,9890

4,89E-04

infinito

1002,38456

4,90E-01 2,40E-01

37,17%

Fator de corr. de pressão do

fluido (CPL)

1,0011

6,18E-06

infinito

990,25378

6,12E-03 3,74E-05

0,01%

Fator de corr.

BS&W (CBSW)

1,0000

0,0000

infinito

991,32953

9,91E-09 9,83E-17

0,00%

Fator de corr.

de temp @ 20ºC

(Ct,20)

1,0061

1,44E-04

infinito

985,36636

1,42E-01 2,01E-02

3,11%

Número de pulsos do medidor (Np)

6415174

0,5774

_infinito

0,00015

8,92E-05 7,96E-09

0,00%

Fator K do medidor (Kn)

6455,31

0 infinito

-0,15357

0,00

0,00%

Volume

totalizado

(V)

991,330

(m

3

)

infinito

Incerteza padrão

(m

3

)

0,804

100%

ASPECTOS QUANTITATIVOS

(22)

PRINCIPAIS COMPONENTES

DE INCERTEZA EM OUTRAS

(23)

0 0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

Repetitividade

Massa de KHP

Pureza de KHP

MM de KHP

Volume de titulação

Concentração de NaOH

Contribuições da Incerteza na Padronização de

uma Solução de NaOH

(24)

Contribuições da Incerteza

na Titulação Ácido-Base

0 0,05

0,1

0,15

0,2

Repetitividade

Massa de KHP

Pureza de KHP

MM de KHP

Volume 2

Volume 1

Volume de HCl

Concentração HCl

corrida única

3 replicatas

(25)

0 0,1

0,2

0,3

0,4

Repetitividade

Tendência

Homogeneidade

Teor de pesticida

Contribuições da Incerteza na Análise de

Pesticidas por CG

(26)

0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% 90,00% 100,00%

Concentração do analito na amostra

Concentração do branco na amostra

Repetitividade

Balão - Certificado

Balão - Temperatura

Pipeta - Certificado

Pipeta - Temperatura

Concentração de Cu

Contribuições de Incerteza na Determinação de Cu em

Águas por EAACh

(27)

CONCLUSÃO

A avaliação de incerteza pode ser

encarada

como

uma

ferramenta

poderosa no auxílio à identificação das

fontes de incerteza, diagnosticando as

mais relevantes (menos robustas), a

fim de melhorar estas etapas fracas,

quando isto for necessário.

(28)