UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
INSTITUTO DE QUÍMICA
Maria Aparecida Aires de Lima
APLICAÇÃO DA ISO 17025 A MEDIDAS DE DENSIDADE UTILIZANDO DENSÍMETRO DIGITAL ATMOSFÉRICO.
Natal/RN 2017
Maria Aparecida Aires de Lima
Aplicação da ISO 17025 a medidas de densidade utilizando densímetro digital atmosférico.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Química Bacharelado da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito à obtenção do Título de Bacharel em Química.
Orientador: Prof. Dr. Kássio Michell Gomes de Lima Co-orientador: Professor Dr. Adriano de Oliveira Sousa
Natal/RN 2017
Maria Aparecida Aires de Lima
Aplicação da ISO 17025 a medidas de densidade utilizando Densímetro Digital atmosférico
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Química Bacharelado da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito à obtenção do Título de Bacharel em Química.
Orientador: Prof. Dr. Kássio Michell Gomes de Lima
Co-orientador: Professor Dr. Adriano de Oliveri Sousa
TCC aprovado em :__/__/__
COMISSÃO EXAMINADORA
______________________________________________ Professor Dr. Kássio Michell Gomes de Lima
Orientador
______________________________________________ Professora Dra. Luciene da Silva Santos (Membro)
______________________________________________ Professor Dr. Júlio Cézar de Oliveira Freitas (Membro)
A minha saudosa mãe Raimunda Aires de Lima, que a presença do Senhor seja sua alegria. A mãe de coração que Deus me deu, Irmã Anselma Rodrigues Lima, por todo amor, carinho, confiança e cuidado.
AGRADECIMENTOS
• Em primeiro lugar agradeço a Deus por todo auxílio que Ele me deu para conclusão do curso, por me sustentar nos momentos difíceis e me dar à força necessária para prosseguir.
• A minha tia Irmã Anselma por todo amor, dedicação, cuidado e por sempre lutar pelos meus sonhos.
• Ao meu noivo Maisson Saraiva por me incentivar e em meio as dificuldades me fazer acreditar que é possível. Obrigada meu amor por sempre estar ao meu lado.
• A minha família pelo amor e cuidado.
• Ao professor e orientador Prof. Dr. Kássio Michell Gomes de Lima, pela atenção, orientação e conhecimento.
• Ao professor e co-orientador Prof. Dr. Adriano de Oliveira Sousa, pela orientação, cobrança e conhecimento.
• Aos meus amigos Adriana Figueiredo, Larissa Marques e Moises por contribuírem para realização desse trabalho.
• À Universidade Federal do Rio Grande do Norte, ao Instituto de Química, ao Laboratório de Análises PVT.
Tudo é possível ao que crê. (Mc 9,23)
RESUMO
A ABNT NBR ISO/IEC 17025 é a versão brasileira da norma internacional que possui todos os requisitos para um laboratório seguir se desejar demonstrar que produz valores tecnicamente válidos.
A implementação da ISO 17025 nos laboratórios de ensaio e calibração trás grandes benefícios a sociedade devido à obrigatoriedade do uso de normas nacionais e internacionais reconhecidas, fazendo com que as organizações procurem se adaptar a praticas reconhecidas nacionalmente e no mundo. Além disso, os laboratórios interessados em obter o reconhecimento devem solicita-lo somente ao INMETRO, em nível nacional e ao RMMG – Rede Metrológica do Estado de Minas, em nível estadual. Esses órgãos; INMETRO e RMMG possuem credibilidade inquestionável no sentido da execução das auditorias.
Para laboratórios que tem por objetivo a prestação de serviço adequar-se a ISO 17025 é uma forma de oferecer a seus clientes credibilidade nos resultados fornecidos, mostrando que estão preocupados com a qualidade dos resultados fornecidos e com a transparência aumentando suas chances na livre concorrência.
O presente trabalho aplicou a sessão cinco da ISO 17025 a um procedimento de medida de densidade seguindo a ASTM D5002-16 utilizando um medidor de densidade atmosférico. Foram realizados cálculos de densidade de óleo morto à pressão atmosférica.
Ao elaborar os documentos solicitados pela ISO 17025 e realizar os experimentos seguindo a ASTM D5002-16 foi possível observar que laboratórios de ensaio ou calibração que desejam o comprometimento com a verdade e a transparecia, mesmo não possuindo a acreditação podem adequar-se à norma, utilizando normas reconhecidas para a realização de ensaios, buscando atender aos requisitos destinados à direção e aos requisitos técnicos como foi feito para realização desse trabalho. No entanto para obter a acreditação o laboratório precisa dispor de um capital financeiro para arcar com os custos referentes à participação em interlaboratoriais e auditorias.
Embora a norma traga grandes benefícios à sociedade, muitas empresas ainda não podem arcar com os custos da acreditação.
Palavra-Chave: ISO 17025, medidas de densidade, densímetro atmosférico, ASTM D5002-16.
ABSTRACT
BNT NBR ISO / IEC 17025 is a Brazilian version of the international standard that has all the requirements for a laboratory to follow if it wishes to demonstrate that it produces technically valid values. An implementation of ISO 17025 in the testing and calibration laboratories, in accordance with the obligation to use recognized national and international standards, making as the acquisitions adapt to practices recognized nationally and worldwide. In addition, laboratories interested in case of reception must be requested by INMETRO, in national currency and RMMG - Metrology Network of the State of Minas Gerais, in imminent state. These organs; INMETRO and RMMG have unquestionable credibility in the execution of audits. For laboratories that aim to provide service to fit the ISO 17025 is a way to offer our clients credibility our results provided, showing that they are concerned about a quality of results provided with transparency increasing their chances in free competition. The present work involves the introduction of an ISO 17025 standard and a density measurement procedure following ASTM D5002-16 using an atmospheric density meter. Calculations of oil density at atmospheric pressure will be performed.
It was not possible to determine a rule, and it is not an entity that recognizes a standard, and cannot have an appropriate regulation. recognized norms for conducting tests, seeking to meet the requirements for the direction and technical requirements as it was made to carry out this work. However, in order to obtain an accreditation, the laboratory must have financial capital to cover the costs related to participation in interlaboratory and audits. Although they are not able to cover the costs of accreditation.
Keyword: ISO 17025, density measurements, atmospheric densimeter, ASTM D5002-16.
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 1 1.1 DENSIDADE ... 2 2 OBJETIVOS ... 3 2.1.1 Objetivo Geral ... 3 2.1.2 Objetivos específicos ... 3 3 REFERENCIAL TEÓRICO ... 3 3.1 ABNT NBR ISO/IEC 17025 ... 4 3.1.1 Generalidades ... 4 3.1.2 Pessoal ... 4
3.1.3 Acomodações e condições ambientais ... 4
3.1.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos ... 4
3.1.5 Equipamentos ... 4
3.1.6 Rastreabilidade e medição ... 4
3.1.7 Amostragem ... 4
3.1.8 Manuseio de itens de ensaio e calibração ... 4
3.1.9 Garantia da qualidade de resultados de ensaio e calibração ... 4
3.1.10 Apresentação de resultados ... 4
3.2 Requisitos técnicos: Generalidades... 5
3.2.1 Fatores humanos: Pessoal (Seção 5.2 da norma) ... 5
3.2.2 Acomodações condições ambientais (Seção 5.3 da norma) ... 5
3.2.3 Métodos de ensaio e calibração e validação dos métodos (Seção 5.4 da norma) 6 3.2.4 Equipamentos (Seção 5.5 da norma) ... 6
3.2.5 Rastreabilidade da medição (Seção 5.6 da norma) ... 7
3.2.6 Amostragem (Seção 5.7 da norma) ... 7
3.2.8 Garantia da qualidade de resultados (Seção 5.9 da norma) ... 8
3.2.9 Apresentação de resultados (Seção 5.10 da norma) ... 8
4 METODOLOGIA ... 10
4.1 EQUIPAMENTOS ... 10
4.2 MATERIAIS E REAGENTES – Seção 5.6 da norma ... 10
4.3 Amostragem, Amostra de testes e unidades de testes. ... 11
4.3.1 Limpeza ... 11
4.3.2 Adição de padrões ... 12
4.3.3 Medida de densidade com padrão de densidade. ... 12
4.3.4 Medida de densidade em óleo pesado ... 13
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 13
5.1 Repetibilidade ... 15
5.2 Reprodutibilidade ... 17
6 CONCLUSÃO ... 18
LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT: Associação Brasileira de Normas Tecnicas. AMN: Associação Mercosul de Normalização. API: Instituto Americano de petróleo.
ASTM: Sociedade Americana de Testes e Materiais. CB: Comitês Brasileiros.
CEE: Comissões de Estudo Especiais.
Conmetro: Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial. Copant: Comissão Pan-Americana de Normas Técnicas.
FEAM: Fundação Estadual do Meio Ambiente. IEC: Comissão Eletrotécnica Internacional. INMETRO: Instituto Nacional de Metrologia.
ISO: Organização Internacional de Normaliza. ONS: Organismos de Normalização Setorial. POP: Procedimento Operacional Padrão. SI: Sistema Internacional de Unidades.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Materiais e reagentes utilizados no ensaio com respectivos graus de pureza e
marca 10
Tabela 2: Amostras de Óleo morto utilizado nas análises com respectivos
antecedentes. 11
Tabela 3 – Calibração do equipamento, Medidor de densidade digital. 13
Tabela 4- Medidas de densidade para hexano a 40ºC. 14
Tabela 5- Medidas de densidade para amostra II de óleo morto. 14 Tabela 6- Medidas de densidade para amostra III de óleo morto. 14 Tabela 7- Medidas de densidade para amostra IV de óleo morto. 15
Tabela 8: Repetibilidade da amostra II 16
Tabela 9: Repetibilidade da amostra III 16
Tabela 10: Repetibilidade da amostra IV 17
1
1 INTRODUÇÃO
A ABNT NBR ISO/IEC 17025 é a versão brasileira da norma internacional que possui todos os requisitos para um laboratório seguir se desejar demonstrar que produz valores tecnicamente válidos.
O objetivo da norma é:
Especificar os requisitos gerais para a competência em realizar ensaios e/ou calibrações, incluindo amostragem. Ela cobre ensaios e calibrações realizados utilizando métodos normatizados, métodos não normatizados e métodos desenvolvidos pelo laboratório. (ABNT NBR ISO/IEC 17025, p.7). A implementação da ISO 17025 nos laboratórios de ensaio e calibração trás grandes benefícios a sociedade devido à obrigatoriedade do uso de normas nacionais e internacionais reconhecidas, fazendo com que as organizações procurem se adaptar a praticas reconhecidas nacionalmente e no mundo. Além disso, os laboratórios interessados em obter o reconhecimento devem solicita-lo somente ao INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia; a nível nacional e ao RMMG – Rede Metrológica do Estado de Minas, em nível estadual. Esses órgãos; INMETRO e RMMG possuem credibilidade inquestionável no sentido da execução das auditorias.
A obrigatoriedade de laboratórios adequarem-se a ISO 17025 trás grandes benefícios a sociedade. É possível tomar, por exemplo, laboratórios de análises químicas que desejam o reconhecimento por parte do FEAM – Fundação Estadual do Meio Ambiente, para emitir laudos com análises ambientais referentes a níveis de poluição em rios, lagoas, atmosfera, etc. Para receber o laudo, os laboratórios devem ter a ISO 17025 implantada. A utilização de normas rígidas e órgãos de fiscalização respeitáveis se fará uma cadeia de qualidade no processo de monitoramento das questões ambientais dando maior confiabilidade ao processo. A norma aplica-se ainda a laboratórios de calibração de instrumentos de medição, desse modo é possível citar ainda balanças de supermercado que pesam itens com valores diferentes do real, mostrando que a norma afeta de forma direta ou indireta a sociedade.
Para laboratórios que tem por objetivo a prestação de serviço adequar-se a ISO 17025 é uma forma de oferecer a seus clientes credibilidade nos resultados fornecidos, mostrando que estão preocupados com a qualidade dos resultados e com a transparência aumentando suas chances na livre concorrência.
2 O presente trabalho pretende aplicar a sessão cinco da ISO 17025 a um procedimento de medida de densidade seguindo a ASTM D5002-16 utilizando um medidor de densidade atmosférico. Serão realizados cálculos de densidade de óleo morto à pressão atmosférica.
1.1 DENSIDADE
A densidade é uma propriedade específica de cada material, ela é definida como densidade relativa e densidade absoluta. A densidade absoluta corresponde à massa do material por unidade de volume a uma temperatura específica.
𝜌 = 𝑚(𝑔) 𝑉(𝑐𝑚3)
Densidade relativa é a razão entre densidade absoluta do material e a densidade absoluta da água a mesma temperatura.
𝜌1,2 =𝜌𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎(1) 𝜌á𝑔𝑢𝑎(2)
A densidade dos materiais é influenciada pela temperatura e pressão.
Como já foi mencionada, a densidade é uma propriedade específica de cada material, desse modo é utilizada para a caracterização dos materiais. No cotidiano é possível inferir o estado de uma bateria de automóvel pela medida de densidade do eletrólito (solução de H2SO4). A medida que a bateria descarrega o ácido reage com o chumbo (Pb) presente nas
placas da bateria formando o sulfato de chumbo (PbSO4) que é insolúvel. Ao formar o PbSO4
a concentração do ácido diminui, resultando na densidade.
A medida de densidade também é utilizada nos postos de combustível para monitoramento do teor de água no etanol. A medida de densidade ainda é aplicada na área da saúde, indústria alimentícia e indústria química para controle de qualidade.
No presente trabalho serão realizados cálculos de densidade de óleo morto à pressão atmosférica. Para um laboratório de análises PVT o cálculo da densidade é importante, pois através dele é possível calcular o °API do petróleo. Segundo o material do professor Dr. Afonso Avelino Dantas do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte o °API é uma forma de caracterizar o petróleo utilizando sua densidade relativa. Quanto maior o °API mais leve é o petróleo e maior seu valor no mercado. A Dissertação de Mestrado de Valmir Fonseca Bucci mostra que a densidade absoluta também é utilizada para cálculo do Fator de Encolhimento ou fator de variação de volume em petróleo.
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2 OBJETIVOS
2.1.1 Objetivo Geral
O presente trabalho tem por objetivo apresentar os requisitos necessários para acreditação de um equipamento seguindo os requisitos técnicos (sessão cinco) da norma ISO 17025. O equipamento em que os requisitos da norma serão empregados será um medidor de densidade digital de pressão atmosférica.
2.1.2 Objetivos específicos
Os objetivos específicos são:
a) Apresentar os requisitos da ISO 17025 para acreditação de laboratórios de ensaios e/ou calibração.
b) Realizar medidas de densidade seguindo uma norma específica, realizar análise dos dados e elaboração de documentação como requisitado pela ISO 17025.
3 REFERENCIAL TEÓRICO
De acordo com o INMETRO, ISO é a Organização Internacional de Normalização, com sede em Genebra, na Suíça. Foi criada em 1946 e tem como associados organismos de normalização de cerca de 160 países.A ISO tem como objetivo criar normas que facilitem o comércio e promovam boas práticas de gestão e o avanço tecnológico, além de disseminar conhecimentos.
O Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia - INMETRO - é uma autarquia federal, vinculada ao Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, que atua como Secretaria Executiva do Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Conmetro), colegiado interministerial, que é o órgão normativo do Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Sinmetro).
A ABNT é o Foro Nacional de Normalização por reconhecimento da sociedade brasileira desde a sua fundação, em 28 de setembro de 1940, e confirmado pelo governo
federal por meio de diversos instrumentos legais.
Entidade privada e sem fins lucrativos, a ABNT é membro fundador da International Organization for Standardization (Organização Internacional de Normalização - ISO), da Comisión Panamericana de Normas Técnicas (Comissão Pan-Americana de Normas Técnicas - Copant) e da Asociación Mercosur de Normalización (Associação Mercosul de
4 Normalização - AMN). Desde a sua fundação, é também membro da International Electrotechnical Commission (Comissão Eletrotécnica Internacional - IEC).
A ABNT é responsável pela elaboração das Normas Brasileiras (ABNT NBR), elaboradas por seus Comitês Brasileiros (ABNT/CB), Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE). Desde 1950, a ABNT atua também na avaliação da conformidade e dispõe de programas para certificação de produtos, sistemas e rotulagem ambiental. Esta atividade está fundamentada em guias e princípios técnicos internacionalmente aceitos e alicerçada em uma estrutura técnica e de auditores multidisciplinares, garantindo credibilidade, ética e reconhecimento dos serviços prestados.
3.1 ABNT NBR ISO/IEC 17025
A ABNT NBR ISO/IEC 17025 é dividida em requisitos da direção e requisitos técnicos. O presente trabalho se deterá apenas aos requisitos técnicos da norma. Os requisitos destinados à direção estão anexados no apêndice desse documento.
Entre os requisitos técnicos estão:
3.1.1 Generalidades
3.1.2 Pessoal
3.1.3 Acomodações e condições ambientais
3.1.4 Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos
3.1.5 Equipamentos
3.1.6 Rastreabilidade e medição
3.1.7 Amostragem
3.1.8 Manuseio de itens de ensaio e calibração
3.1.9 Garantia da qualidade de resultados de ensaio e calibração
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3.2 Requisitos técnicos: Generalidades
A ISO 17025 destina a sessão cinco aos requisitos técnicos. Ela apresenta sete fatores que determinam a confiabilidade dos ensaios e/ou calibrações realizadas pelo laboratório.
c) Fatores humanos
d) Acomodações e condições ambientais
e) Métodos de ensaio e calibração e validação de métodos f) Equipamentos
g) Rastreabilidade da medição h) Amostragem
i) Manuseio de itens de ensaio e calibração
3.2.1 Fatores humanos: Pessoal (Seção 5.2 da norma)
O laboratório tem por obrigação garantir a competências dos que realizam os ensaios e/ou calibração. Orienta-se ainda que além do total domínio do ensaio realizado e interpretação dos dados obtidos, o pessoal responsável também disponha de conhecimento acerca da tecnologia utilizada na fabricação dos equipamentos, os possíveis defeitos e degradações que possam ocorrer durante o serviço. Conhecimento dos requisitos gerais expressos na legislação e nas normas.
Para a realização dos ensaios de medidas de densidade foi necessário a leitura do manual do equipamento para adquirir conhecimento acerca da tecnologia utilizada para a fabricação do equipamento, a forma correta de utiliza-lo, os possíveis defeitos que o equipamento pode apresentar, as ações preventivas e corretivas.
3.2.2 Acomodações condições ambientais (Seção 5.3 da norma)
O laboratório deve atentar para as condições ambientais requeridas em cada ensaio e/ou calibração, eliminando todas as condições que possa vir a influenciar na qualidade dos resultados.
6 a) Poderosas vibrações;
b) Luz solar direta e mudanças bruscas de temperatura; c) Ambiente muito empoeirado;
d) Elevada umidade atmosférica;
e) Temperaturas abaixo de 5 ° C e superiores a 35 ° C;
f) Poderosos campos elétricos ou magnéticos que influenciam o fornecimento de energia através de grandes flutuações de carga.
g) Presença de bolhas ao inserir amostra na célula de medição
3.2.3 Métodos de ensaio e calibração e validação dos métodos (Seção 5.4 da norma)
A ISO 17025 orienta que o laboratório deve utilizar métodos apropriados para todos os ensaios e/ou calibrações. Cada equipamento deve ter instruções sobre uso e operação.
No uso de normas internacionais, regionais ou nacionais elas não precisam ser reescritas como procedimentos internos caso contenha informações suficientes para realização do ensaio.
A norma também permite a utilização de métodos desenvolvidos pelo laboratório e métodos não normatizados.
A norma utilizada para realização dos cálculos de densidade foi a ASTM D5002-16. A norma foi reescrita mesclando as exigências da mesma com as informações fornecidas pelo manual do equipamento. O POP (Procedimento Operacional Padrão) está no Anexo 4 do presente trabalho.
3.2.4 Equipamentos (Seção 5.5 da norma)
A ISO 17025 destina a sessão 5.5 para os equipamentos utilizados em ensaios e calibração. Neste item a norma traz todos os requisitos que devem ser empregados para elaboração de documentos referentes à operação e manutenção destes equipamentos. Os requisitos são:
7 a) Nome do item do equipamento e do seu software;
b) Nome do fabricante, identificação do modelo e número de série ou outra identificação unívoca;
c) Verificações de que o equipamento atende às especificações; d) Localização atual, onde apropriado;
e) Instruções do fabricante, se disponíveis, ou referência à sua localização;
f) Datas, resultados e cópias de relatórios e certificados de todas as calibrações, ajustes, critério de aceitação e a data da próxima calibração;
g) Plano de manutenção, onde apropriado, e manutenções realizadas até o momento; h) Quaisquer danos, mau funcionamento, modificações ou reparos no equipamento.
Os documentos elaborados para o equipamento em análise são apresentados no anexo 1.
3.2.5 Rastreabilidade da medição (Seção 5.6 da norma)
A sessão 5.6 da norma orienta que todo equipamento utilizado em ensaios deve ser calibrado antes de entrar em serviço. O laboratório deve estabelecer um programa e procedimento para a calibração de seus equipamentos que sejam rastreáveis ao Sistema Internacional de Unidades (SI).
A ASTM D5002-16 (Método de Teste Padrão para Densidade e Densidade Relativa de Óleos Brutos por Medidor de Densidade Digital) solicita que os valores de densidade sejam expressos em g/mL.
3.2.6 Amostragem (Seção 5.7 da norma)
A norma orienta que o laboratório deve ter um plano e procedimentos para amostragem, quando ele realiza amostragem de substâncias, materiais ou produtos para ensaio ou calibração subsequente. Tanto o plano como o procedimento de amostragem devem estar disponíveis no local onde a amostragem é realizada. Os planos de amostragem devem, sempre que viável, ser baseados em métodos estatísticos apropriados. O processo de amostragem deve abranger os fatores a serem controlados, de forma a assegurar a validade dos resultados do ensaio e calibração.
Para medidas de densidade a ASTM 5002-16 sugere que a amostragem seja feita em recipientes fechados para minimizar a perda de massa devido as frações leves do petróleo. No entanto as medidas de densidade realizada para elaboração do presente trabalho foram em óleo morto, petróleo que teve todo seu gás natural liberado.
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3.2.7 Manuseio de item de ensaio e calibração (Seção 5.8 da norma)
A sessão 5.8 da norma orienta que o laboratório deve ter procedimentos para o transporte, recebimento, manuseio, proteção, armazenamento, retenção e/ou remoção dos itens de ensaio e/ou calibração, incluindo todas as providências necessárias para a proteção da integridade do item de ensaio ou calibração e para a proteção dos interesses do laboratório e do cliente deve ter um sistema de identificação dos itens de ensaio de modo que não sejam confundidos fisicamente e que seja mantida a integridade do item.
Para atender a essa seção da norma foram desenvolvidos documentos para registrar o recebimento das amostras. Os documentos elaborados estão em anexo.
3.2.8 Garantia da qualidade de resultados (Seção 5.9 da norma)
O principal objetivo da norma é assegurar o fornecimento resultados confiáveis, desse modo a sessão 5.9 aborda a garantia da qualidade de resultados de ensaio e calibração. Nessa sessão orienta-se que os laboratórios possuam um procedimento de controle de qualidade para monitorar a validade dos ensaios e calibrações realizados. Entre eles estão:
a) Uso regular de materiais de referência certificados e/ou controle interno da qualidade, utilizando materiais de referência secundários;
b) Participação em programas de comparação interlaboratorial ou de ensaios de proficiência;
c) Ensaios ou calibrações replicadas, utilizando-se os mesmos métodos ou métodos diferentes;
d) Reensaio ou recalibração de itens retidos;
e) Correlação de resultados de características diferentes de um item.
Cada um dos itens acima citados gera um custo financeiro para o laboratório; além da exposição do mesmo em interlaboratoriais e ensaios de proficiência.
Na realização de medidas de densidade foram utilizados reagentes de alto grau de pureza.
Devido o custo financeiro que o laboratório precisa arcar para que este participe de um interlaboratorial, o laboratório onde foram realizadas as medidas de densidade não participou de nenhum interlaboratorial.
3.2.9 Apresentação de resultados (Seção 5.10 da norma)
A seção 5.10 da norma exige que os resultados de cada ensaio, calibração, ou séries de ensaios ou calibrações realizadas pelo laboratório devem ser relatados com exatidão, clareza,
9 objetividade, sem ambiguidade e de acordo com quaisquer instruções específicas nos métodos de ensaio ou calibração.
Cada relatório de ensaio ou certificado de calibração deve incluir, pelo menos as seguintes informações:
a) Um título (por exemplo: "Relatório de ensaio" ou "Certificado de calibração");
b) Nome e endereço do laboratório e o local onde os ensaios e/ou calibrações foram realizados, se diferentes do endereço do laboratório;
c) Identificação unívoca do relatório de ensaio ou certificado de calibração (tal como número de série), e em cada página uma identificação que assegure que a página seja reconhecida como uma parte do relatório de ensaio ou do certificado de calibração, e uma clara identificação do final do relatório de ensaio ou certificado de calibração; d) Nome e endereço do cliente;
e) Identificação do método utilizado;
f) Uma descrição, condição e identificação não ambígua, do(s) item(s) ensaiado(s) ou calibrado(s);
g) Data do recebimento do(s) item(s) de ensaio ou de calibração, quando isso for crítico para a validade e aplicação dos resultados, e a(s) data(s) da realização do ensaio ou calibração;
h) Referência ao plano e procedimentos de amostragem utilizados pelo laboratório ou por outros organismos, quando estes forem pertinentes para a validade ou aplicação dos resultados;
i) Resultados do ensaio ou calibração com as unidades de medida, onde apropriado; j) Nome(s), função(ões) e assinatura(s) ou identificação equivalente da(s) pessoa(s)
autorizada(s) para emissão do relatório de ensaio ou do certificado de calibração; k) Onde pertinente, uma declaração de que os resultados se referem somente aos itens
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4 METODOLOGIA
A metodologia aplicada para realização de medidas de densidade é a descrita na ASTM D5002-16 (Método de Teste Padrão para Densidade e Densidade Relativa de Óleos Brutos por Medidor de Densidade Digital).
4.1 EQUIPAMENTOS
Medidor de densidade digital DeltaRanger/ DE51 da METTLER TOLEDO - A medição de densidade dos medidores de densidade DE é baseada na oscilação induzida eletromagneticamente de um tubo de vidro em forma de U. Um ímã é fixado ao tubo em forma de U e um transmissor induz a oscilação. O período de oscilação é medido por um sensor. Um movimento completo para frente e para trás de uma vibração é um período, sua duração é o período de oscilação T.
O número de períodos por segundo é a frequência f. Cada tubo de vidro vibra com uma chamada frequência característica ou natural. Isso muda quando o tubo é preenchido com um gás ou líquido. A frequência é uma função da massa. Quando a massa aumenta, a frequência diminui, isto é, o período de oscilação T aumenta.
O medidor é equipado com sistema de aquecimento e resfriamento, termômetro, bomba de ar seco, sistema de injeção de amostra automático e uma tabela que permite converter o valor de densidade calculada a 40ºC para 15ºC, podendo assim ser feito também o cálculo do ºAPI. A tabela para determinada conversão está de acordo com ASTM D 1250 (Guia de Uso das Tabelas de Medição do Petróleo) Tabela 53A.
Para as medidas de densidade o sistema manual de adição de amostra foi adotado. Seringa de cinco mL com adaptador para adição de amostra no analisador de densidade.
4.2 MATERIAIS E REAGENTES – Seção 5.6 da norma
Pureza de Reagentes - Os produtos químicos utilizados devem ser de alto grau de pureza.
Tabela 1: Materiais e reagentes utilizados no ensaio com respectivos graus de pureza e marca
Reagentes e Materiais
Marca Pureza
Acetona PA Cromato Produtos Químicos Não informado pelo fabricante Éter de petróleo PA Cromato Produtos Químicos Não informado pelo fabricante
Hexano PA Êxodo Científica 98,5%
11 Becker
Seringa 5 mL
Fonte: Própria
Tabela 2: Amostras de Óleo morto utilizado nas análises com respectivos antecedentes.
Amostra de Óleo Morto Antecedentes
Amostra II Campo: Canto do Amaro
Amostra III Campo: Canto do Amaro
Amostra IV Campo: UPANEMA
Fonte: Própria
4.3 Amostragem, Amostra de testes e unidades de testes.
Preparação do aparelho – Calibração
O aparelho, Medidor de Densidade Digital DeltaRanger/ DE51 da METTLER TOLEDO foi calibrado na primeira configuração. A calibração deve ser repetida sempre que a temperatura de ensaio for alterada. As verificações de calibração devem ser realizadas pelo menos semanalmente ou mais frequentemente devido à dificuldade de remover alguns óleos da célula de medição.
Na ASTM D5002-16 (Método de Teste Padrão para Densidade e Densidade Relativa de Óleos Brutos por Medidor de Densidade Digital) a calibração inicial, ou a calibração após uma alteração na temperatura do teste, requer o cálculo dos valores das Constantes A e B dos períodos de oscilação, (T), observado quando a célula de amostra contém líquidos de referência certificados, como ar e água reagente recém-fervida. No medidor de densidade utilizado para realização deste trabalho as constantes A e B são calculadas automaticamente pelo cálculo do Fator, não podendo assim ser calculadas externamente e inseridas no equipamento.
Para medidas de densidade de óleo pesado a temperatura de calibração e ensaio utilizada foi 40°C.
Para a calibração do equipamento foram realizados os seguintes passos:
4.3.1 Limpeza
Foi colocado próximo ao equipamento sete recipientes (quatro Becker de 100 mL e três Becker de 50 mL) para solventes e resíduos.
A um Becker de 100 mL foi adicionado éter de petróleo, e em um Becker de 50 mL acetona. Os outros recipientes foram utilizados para os resíduos de água, éter de petróleo, acetona e amostra.
12 Para realização do procedimento manual o tubo de ar seco foi desconectado e utilizado como tudo de descarte e reconectado para secagem da célula com ar seco quando necessário.
Utilizando uma seringa de cinco mL foi adicionada a célula de medição éter de petróleo para promover a limpeza. Em seguida a célula foi lavada com acetona como líquido de secagem. O tubo de ar seco foi conectado e a bomba de ar seco foi ativada para promover a total secagem da célula.
4.3.2 Adição de padrões
Para a calibração do Medidor de densidade digital DeltaRanger/ DE51 da METTLER TOLEDO, o método zero (método destinado pelo equipamento para calibração) foi selecionado. Em seguida foi dado início a calibração pela medição do período de oscilação para o ar seco e em seguida para água destilada recém-fervida sendo inserida ao equipamento utilizando uma seringa. Os períodos de oscilação e densidade a determinada temperatura são registrados pelo equipamento para o cálculo do Fator como mostrado na Equação 1abaixo:
Equação 1 – Cálculo do Fator presente do manual do equipamento
𝐹 =𝜌𝐴 − 𝜌𝑊 𝑇𝐴2− 𝑇 𝑊2 𝜌𝐴= Densidade do Ar 𝜌𝑊= Densidade da Água 𝑇𝐴= Período de Oscilação do Ar
𝑇𝑊= Período de Oscilação da Água
Ao final da calibração o equipamento exibe a mensagem OK CALIBRATION. E é realizada a checagem de calibração para verificar a qualidade da calibração tendo também água como padrão. Para realizar essa checagem utilizou-se a função Check fornecida pelo equipamento. Essa checagem consiste em medir a densidade da água a temperatura que foi calibrada tendo uma tolerância pelo equipamento de 0,00005 g/mL na diferença da densidade fornecida.
Ao final do procedimento foi realizada a limpeza e secagem da célula de medição.
4.3.3 Medida de densidade com padrão de densidade.
Para equipamentos que não fornecem ao final da medida o valor de densidade e densidade relativa, a norma demostra como devem ser realizados os cálculos para as constantes K1 e K2. O aparelho, Medidor de Densidade Digital DeltaRanger/ DE51 da
13 METTLER TOLEDO, utilizado para o desenvolvimento desse trabalho fornece ao final da medida os valores de oscilação (T), densidade absoluta e densidade relativa.
Antes de realizar as medições de densidade do óleo pesado foram realizadas medidas de densidade de uma substância padrão. O hexano foi utilizado como padrão de densidade para analisar a exatidão do equipamento.
Ao final das medidas de densidade com hexano a 40ºC e sendo observado que o equipamento possui boa exatidão, foram realizadas medidas de densidade para o óleo morto.
4.3.4 Medida de densidade em óleo pesado
Em seguida foi inserido ao equipamento um volume de três mL de óleo bruto evitando a presença de bolhas. Para amostras de óleo bruto escuro, a observação de bolhas de ar ou gás no tubo de amostra é muito difícil, no entanto elas podem ser detectadas observando as flutuações da exibição digital do valor de T ou valor de densidade. As bolhas de ar ou de gás causam grandes variações aleatórias nas terceira e quarta figuras significativas para leitura de densidade e quinto e sextos números significativos para leituras de T.
Após adicionar a amostra no medidor de densidade digital, esperou-se a amostrar entrar em equilíbrio térmico com a célula de medição e deu-se início a medição de densidade. Ao final foram registrados os valores de densidade absoluta, densidade relativa a 40°C, densidade relativa a 15°C e °API.
Ao final da medida de densidade foi realizada a limpeza do equipamento e a verificação de calibração antes de ser inserida outra amostra para cálculo de densidade.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ao realizar a calibração do equipamento foram obtidos os valores para densidade do ar e da água a 40ºC expressos na tabela abaixo.
A calibração foi realizada nas condições exigidas pela norma e forneceu uma %erro satisfatória como é possível observar na Tabela 3.
Tabela 3 – Calibração do equipamento, Medidor de densidade digital.
Fonte: Própria
Temperatura Valor de referência Ar. g/ml
Valor experimental.
g/ml
%Erro Valor de referência Água. g/ml Valor experimental. g/ml %Erro 40 0,00113 0,00114 -0,88496 0,99222 0,99219 0,00302
14 Para garantir a qualidade da calibração foi realizada ainda a checagem de calibração, tendo também a água como padrão, sendo a calibração aceita pelo equipamento por estar dentro da faixa de aceitação (0,00005 g/mL).
Em seguida foram realizadas medidas com o padrão de densidade o hexano. Ao realizar as medidas de densidade do hexano a 40ºC foram obtidos os valores demonstrados na Tabela 4.
Tabela 4- Medidas de densidade para hexano a 40ºC.
Temperatura Valor de referência. g/mL Valor experimental. g/mL
Duplicata Média Desvio
padrão
%Erro
40 0,6408 0,6538 0,6538 0,6538 5,000*10-5 2,025
Fonte: Própria
As medidas de densidade para o hexano forneceram uma porcentagem de erro de aproximadamente dois como é possível observar na Tabela 4. Essa diferença entre a densidade calculada e a densidade referência pode ser atribuída a volatilidade do hexano. Ao ser inserido na célula de medição a 40ºC, durante o tempo de medição o hexano sofre mudança de estado físico e pequenas bolhas começam a aparecer no tubo, ocasionando assim diferença na densidade da amostra.
Após terem sido realizadas medidas para confirmar a exatidão do equipamento, medidas de densidade foram realizadas para amostras de óleo morto. Os resultados das medições são apresentados nas tabelas abaixo.
Tabela 5- Medidas de densidade para amostra II de óleo morto.
AMOSTRA DE ÓLEO II
Resultados A1 Duplicata Média Desvio
padrão Densidade 40ºC g/mL 0.8775 0.8776 0.8775 0,0001 Densidade Relativa d 40ºC/40ºC 0.8839 0.8841 0.8840 0,0001 Densidade Relativa d 15ºC 0.8961 0.8963 0.8962 0,0001 ºAPI 26 26 26 0 Fonte: Própria
Tabela 6- Medidas de densidade para amostra III de óleo morto.
AMOSTRA DE ÓLEO III
Resultados A1 Duplicata Média Desvio
padrão Densidade 40ºC g/mL 0.8748 0.8750 0.8749 0,0001 Densidade Relativa d 40ºC/40ºC 0.8812 0.8813 0.8812 0,0001 Densidade Relativa d 0.8934 0.8936 0.8935 0,0001
15 15ºC
ºAPI 27 27 27 0
Fonte: Própria
Tabela 7- Medidas de densidade para amostra IV de óleo morto.
AMOSTRA DE ÓLEO IV
Resultados A1 Duplicata Média Desvio
padrão Densidade 40ºC g/mL 0.8737 0.8734 0.8736 0,0002 Densidade Relativa d 40ºC/40ºC 0.8799 0.8797 0.8798 0,0002 Densidade Relativa d 15ºC 0.8922 0.8919 0.8921 0,0002 ºAPI 27 27 27 0 Fonte: Própria
Gráfico 1- Gráfico do °API das amostras de petróleo.
Fonte: Própria
Embora as amostras de petróleo possuam ºAPI diferentes, eles estão na mesma faixa de classificação do petróleo; de 22 ºAPI a 31 ºAPI o petróleo é classificado como mediano.
5.1 Repetibilidade
A ASTM utilizada exige ainda que sejam realizados cálculos de repetibilidade, onde medidas de densidade são realizadas pelo mesmo operador em dias diferentes. E cálculos de reprodutibilidade, onde operadores diferentes realizam o mesmo experimento para avaliar se operadores diferentes chegam aos mesmos resultados seguindo uma metodologia.
Para atender a essa exigência da norma foram realizadas medidas de densidade em dias diferentes dias obtendo os seguintes valores:
26 26 27 27 28
AMOSTRA II AMOSTRA III AMOSTRA IV
°A
PI
AMOSTRAS
°API das Amostras
16
Tabela 8: Repetibilidade da amostra II
Amostra II
Resultado Medida1 Medida2 Média (M1-M) (M2-M) Desvio padrão
Densidade 40ºc g/mL 0,8775 0,8778 0,8776 -0,0001 0,0001 0,0001
Densidade relativa d40ºc/40ºc 0,8840 0,8846 0,8843 -0,0003 0,0003 0,0004
Densidade relativa d 15ºc 0,8962 0,8968 0,8965 -0,0003 0,0003 0,0004
ºAPI 26 26 26 0 0 0
Fonte: Própria
Gráfico 2: Repetibilidade da amostra II
Fonte: Própria
Tabela 9: Repetibilidade da amostra III
Amostra III
Resultado Medida1 Medida2 Média (M1-M) (M2-M) Desvio padrão
Densidade 40ºc g/mL 0,8749 0,8749 0,8749 2,000e-05 -2,000e-05 2,828e-05
Densidade relativa d40ºc/40ºc 0,8812 0,8736 0,8774 3,800e-03 -3,800e-03 0,0054
Densidade relativa d 15ºc 0,8935 0,8819 0,8877 5,800e-03 -5,800e-03 0,0081
ºAPI 27 27 27 0 0 0
Fonte: Própria
Gráfico 3: Repetibilidade da amostra III
Fonte: Própria 0.8600000 0.8700000 0.8800000 0.8900000 0.9000000 Densidade 40ºC g/ml Densidade relativa d40ºC/40ºC Densidade Relativa d 15ºC
REPETIBILIDADE AMOSTRA II
AMOSTRA DE ÓLEO II -SEXTA 20/10 AMOSTRA DE ÓLEO II -SEXTA 27/10 0.8600000 0.8700000 0.8800000 0.8900000 0.9000000 Densidade 40ºC g/ml Densidade relativa d40ºC/40ºC Densidade Relativa d 15ºCREPETIBILIDADE AMOSTRA III
AMOSTRA DE ÓLEO III -SEXTA 20/10
AMOSTRA DE ÓLEO III -SEXTA 27/10
17
Tabela 10: Repetibilidade da amostra IV
Amostra IV
Resultado Medida1 Medida2 Média (M1-M) (M2-M) Desvio padrão
Densidade 40ºc g/mL 0,8736 0,8719 0,8727 0,0008 -0,0008 0,0012
Densidade relativa d40ºc/40ºc 0,8798 0,8781 0,8789 0,0009 -0,0009 0,0012
Densidade relativa d 15ºc 0,8921 0,8904 0,8912 0,0008 -0,0008 0,0012
ºAPI 27 27 27 0 0 0
Gráfico 4: Repetibilidade da amostra IV
Fonte: Própria
Ao analisar os dados das tabelas Tabela 8, Tabela 9 e Tabela 10, observamos que a variação entre os valores de densidade absoluta a 40°C, densidade relativa a 40°C, densidade relativa a 15°C e °API calculados em dias diferentes é muito pequena. Assim sendo é possível afirmar que o experimento possui boa repetibilidade.
5.2 Reprodutibilidade
Para avaliar a reprodutibilidade, um outro técnico do laboratório realizou também medidas de densidade e chegou aos resultados mostrados na Tabela 11.
Tabela 11-Valores de densidade obtidos por outro técnico.
Resultados Análise Duplicata Média Desvio
padrão (%) Valor de referência g/mL %Erro Densidade 40ºC g/mL 0,8671 0,8672 0,8672 5,500E-05 0,8508 -1,932 Densidade Relativa d40ºC/40ºC 0,8739 0,8741 0,8740 5,500E-05 ºAPI 28 28 28 0 0.8600000 0.8650000 0.8700000 0.8750000 0.8800000 0.8850000 0.8900000 0.8950000 Densidade 40ºC g/ml Densidade relativa d40ºC/40ºC Densidade Relativa d 15ºC
REPETIBILIDADE AMOSTRA IV
AMOSTRA DE ÓLEO III -SEXTA 20/10
AMOSTRA DE ÓLEO III -SEXTA 27/10
18 Fonte: Própria
Figura 1- Densidade do óleo morto a 40ºC - Medição realizada por outro técnico do Laboratório.
Fonte: Própria
A amostra analisada pelo outro técnico do laboratório possui em seu rótulo um valor de referência. Ao analisar os dados obtidos por ele observa-se que existe uma porcentagem de erro equivalente a 1,93, sendo essa porcentagem muito baixa é possível afirmar que o experimento possui boa reprodutibilidade.
6 CONCLUSÃO
Ao analisar os dados de densidade obtidos a partir da aplicação da ISO 17025 juntamente com ASTM D5002-16 a medidas de densidade de óleo pesados é possível obter valores confiáveis, embora o laboratório onde as medidas de densidade foram realizadas não possua acreditação.
Para a realização das medidas de densidade foram utilizados reagentes do tipo P.A (para análise), que é um tipo de reagente com um grau de pureza mais elevado, consequentemente, um reagente mais caro.
A partir de do presente trabalho foi possível concluir que laboratórios de ensaio e/ou calibração que desejam o comprometimento com a verdade e a transparecia, mesmo não possuindo a acreditação podem adequar-se à norma, utilizando normas reconhecidas para a realização de ensaios, buscando atender aos requisitos destinados à direção e aos requisitos técnicos como foi feito para realização deste trabalho. No entanto para obter a acreditação o laboratório precisa dispor de um capital financeiro para arcar com os custos referentes à participação em interlaboratoriais e auditorias.
Embora a norma traga grandes benefícios a sociedade, muitos laboratórios ainda não podem arcar com os custos da acreditação.
20 APÊNDICE
Dos requisitos que a norma destina à direção estão: a) Organização
l) Sistema da qualidade m) Controle dos documentos
n) Análise crítica dos pedidos, propostas e contratos o) Subcontratação de ensaio e calibração
p) Aquisição de serviços e suprimentos q) Atendimento ao cliente
r) Reclamações
s) Controle de trabalhos de ensaios e /ou calibração não conforme t) Melhoria
u) Ação corretiva v) Ação preventiva w) Controle de registros x) Auditorias internas
21
22
23
24
25
31
7 REFERÊNCIAS
ABNT. Disponível em: < http://www.abnt.org.br>. Acesso em: 14 ago. 2017. ABNT 2015. Manual de Normalização de Trabalhos Acadêmicos.
ABNT NBR ISO/IEC 17025:2005. Disponível em: <http://www.smarnet.com.br > ABQRS. Disponível em: < https://abqrs.com.br >. Acesso em: 07 jul. 2017.
ANÁLISE DO SISTEMA DE MEDIÇÃO. Disponível em < www.abdi.com.br>. Acesso em: 28 out 2017.
BUCCI, Valmir Fonseca. Correlações empíricas do fator de encolhimento e da viscosidade de petróleos. 2014. 205 f. Dissertação de Mestrado - Escola de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
ASTM D5002 – 16: Standard Test Method for Density and Relative Density of Crude Oils by Digital Density Analyzer.
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CONCEITOS BÁSICOS RELACIONADOS A PETRÓLEO. Disponível em
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DANTAS, Afonso Avelino. Refino de Petróleo e Petroquímica. [200?]. Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. 375 Slides, color, acompanha texto.
DE PAIVA, Mário Lucio Ferreira. NBR ISO 17025: porque implantar?. p 1-2, mar.2009. Disponível em: < http://www.luisborges.com.br/ARTIGO17025.rev01.pdf>. Acesso em: 23 set. 2017.
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http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/. Acesso em: 16 out.2017.
