Guia: Desvendando os métodos para definir intervalo de calibração

Para definir um métodos para definir o intervalo de calibração, precisamos entender que no mundo da qualidade e da produção, garantir que as medições sejam precisas e confiáveis é fundamental. É aqui que a metrologia, a ciência da medição, desempenha um papel crucial. Uma ferramenta indispensável da metrologia é a calibração de instrumentos de medição.

A calibração é importante no processo de fabricação para assegurar a qualidade do produto e evitar retrabalho ou refugo. Instrumentos de medição estão sujeitos a influências externas, como fatores humanos, condições ambientais e até mesmo sua deriva natural ao longo do tempo, que podem impactar as medições. Portanto, estabelecer a melhor periodicidade de calibração é necessário para manter a confiabilidade do processo de fabricação.

O intervalo de calibração (ou periodicidade) é o período de tempo prescrito para submeter os instrumentos de medição à confirmação metrológica. Definir esse intervalo adequadamente é destacado no cenário metrológico. Se não for determinado de forma apropriada, podem surgir erros e incertezas nas medições, impactando a funcionalidade do produto, levando a refugo, aumentando custos e diminuindo a confiabilidade do cliente final.

Historicamente, a periodicidade de calibração tem sido estabelecida por métodos informais ou práticos de estimação na maioria das empresas, talvez pela ausência de definição de intervalos adequados. Contudo, o ajuste dos intervalos de calibração e sua revisão tornam-se necessários após a calibração ser estabelecida como rotina, visando aperfeiçoar o equilíbrio entre riscos e custos e, principalmente, prover confiabilidade, credibilidade, exatidão e qualidade às medidas.

Fatores que Influenciam a Periodicidade de Calibração

Estabelecer regras universais para intervalos de calibração é desafiador. No entanto, diretrizes podem ser adotadas considerando diversos fatores. Dentre os que influenciam a periodicidade, destacam-se:

• Tipo de instrumento;
• Recomendação do fabricante;
• Extensão e severidade das condições de utilização;
• Tendência ao desgaste e à instabilidade;
• Frequência de verificação cruzada contra outros equipamentos ou padrões;
• Condições ambientais onde são utilizados;
• Exatidão pretendida;
• Frequência e formalidade da verificação interna das calibrações;
• Consequências de um valor medido erroneamente e da aceitação da medida decorrentes de falhas na calibração;
• Dados de tendências históricas obtidos a partir de registros de calibração anteriores;

 A escolha do intervalo inicial deve alinhar a experiência técnica com esses fatores fundamentais.

Métodos para Ajustar a Periodicidade de Calibração

Com o tempo, diversos métodos foram desenvolvidos para manter, reduzir ou aumentar a periodicidade de calibração. Este guia irá explorar alguns métodos e conceitos para auxiliar na compreensão e definição desses importantes intervalos de calibração.

1. Método A1: É um modelo reativo de simples resposta. O ajuste da periodicidade considera a condição de conformidade do instrumento na calibração (aprovado ou reprovado) e o grau de confiabilidade da medição. Se o instrumento apresentar desvios dentro da tolerância (conforme), o intervalo aumenta por exemplo em 10%. Se estiver fora da tolerância (não conforme), o intervalo é reduzido por exemplo a 55% ou 45%. É um método simples, de baixo custo e baixa dificuldade operacional, mas com precisão inferior a outros, pois não possui análise histórica nem ação preventiva. Não é recomendado para equipamentos complexos.
2. Método A2: Também reativo e de simples resposta. Considera o estado de conformidade, mas o ajuste depende da amplitude da variação dos desvios encontrados fora da tolerância em relação aos critérios predefinidos pelo processo. Utiliza códigos para identificar o grau de especificação dos desvios. Por exemplo, desvios dentro das especificações recebem o Código 0 e levam a um acréscimo de 1,81% na periodicidade atual, desvios fora das especificações recebem o Código 1 e uma diminuição de 12,94% na periodicidade atual e desvios mais de duas vezes acima do tolerado recebem o Código 2 e uma diminuição maior de aproximadamente 20,63% na periodicidade de calibração. Suas vantagens e desvantagens são similares ao Método A1: baixa dificuldade operacional, análise individual e não leva em consideração o histórico.
3. Método A3: O novo intervalo é estabelecido após analisar a condição de conformidade da situação atual mais das duas últimas calibrações. Com base no estado de conformidade (dentro ou fora da tolerância) das últimas três calibrações, o dispositivo é classificado para determinar as ações: continuar, aumentar, reduzir ou reduzir drasticamente o período, com percentuais específicos como 50% e 10%.
4. Método Schumacher: Instrumentos são classificados pelo status de conformidade levando em consideração o histórico de duas ou três calibrações anteriores. Status são indicados por letras: A (avaria), F (funcionava fora da tolerância), C (funcionava dentro da tolerância). Com base no recebimento e no histórico, toma-se uma decisão: D (diminuir 10%), E (aumentar 20%), P (não alterar) e M (reduzir ao máximo em 35%).
5. Método RP-1: Baseia-se no princípio de que um histórico de conformidade indica maior probabilidade de conformidade futura. O novo intervalo é calculado por uma fórmula que considera o intervalo atual e multiplicadores referentes aos resultados das últimas três calibrações, ponderados por pesos. Os multiplicadores (X, Y, Z) dependem de o resultado da calibração estar dentro ou fora da tolerância, e o quão fora está (excedendo por exemplo 1x, 2x, 4x a faixa). Os pesos atribuídos são 0.8, 0.3 e 0.2 para a última, penúltima e antepenúltima calibração, respectivamente.
6. Método da Resposta Incremental (MRI): É considerado mais completo por introduzir um algoritmo matemático que considera o nível de confiança, a periodicidade inicial e atual, o número de ciclos e um fator de conformidade (Conforme = 1, Não-conforme = 0). Diferencia-se por introduzir um novo parâmetro que faz com que a amplitude de cada ajuste diminua progressivamente se o comportamento for estável, ou seja, considera o ajuste anterior. Requer tratamento matemático mais apurado e algoritmo mais complexo. Apresenta um ajuste mais equilibrado em relação a outros métodos, especialmente em resposta a não-conformidades.

Limitações dos Métodos Tradicionais e a Proposta de Melhoria

Grande parte da aplicação dos métodos em relação a periodicidade se preocupa apenas com o status da calibração (atributo), ou seja, levam em conta apenas se o instrumento foi aprovado ou reprovado na calibração.

Ignorar a proximidade do resultado em relação ao limite da faixa de tolerância especificada pode comprometer os resultados futuros do instrumento. Isso pode levar a erros na medição e impactos significativos, como refugo de peças. Esses erros podem não ser imediatamente atribuídos ao instrumento, a menos que existam controles eficazes após seu uso.

Por isso, além da avaliação do histórico de calibração e do status (aprovado/reprovado), também é importante considerar a análise do resultado de erros totais dos pontos calibrados, dentro da faixa de tolerância do instrumento.

Conclusão

A definição adequada do intervalo de calibração é um fator estratégico para as organizações, pois impacta diretamente a confiabilidade das medições e as decisões tomadas com base nelas. Um intervalo bem determinado estimula a melhoria contínua, ajudando a reduzir refugo/retrabalho, diminuir gastos com manutenção corretiva e aumentar a disponibilidade do instrumento.

A tomada de decisão sobre o intervalo de calibração deve sempre priorizar manter o nível de confiabilidade dos resultados dentro de uma margem de segurança, com a menor variabilidade possível de erro e incerteza. Ferramentas como softwares específicos e análises preditivas podem auxiliar nesse processo complexo, mas crucial para a qualidade e a competitividade.

A escolha do método mais adequado deve levar em conta as necessidades específicas do processo e do instrumento. Esperam-se que estudos futuros em metrologia alinhado à inteligência artificial, por exemplo, possam continuar explorando a aplicação desses métodos e suas variações em diferentes contextos industriais.

Referências

DE SOUZA, P. H. G. et al. Aplicação dos métodos A1, A2 e do método da resposta incremental para ajuste de intervalos de calibração / Application of A1, A2 and the incremental response method for adjusting calibration intervals. Brazilian Journal of Development, v. 7, n. 7, p. 73323–73340, 2021.

Ferreira, N. G. ., Silva, W. C. da ., Fragoso, L. F. S. ., Costa , W. J. V. da ., & Gregório , G. F. P. . (2018). Engenharia da qualidade na avaliação de método para periodicidade de calibração de instrumentos: estudo de caso. PARAMÉTRICA, 10(11), 552–567. Recuperado de https://periodicos.famig.edu.br/index.php/parametrica/article/view/238

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