Introdução
Para entender melhor o que é calibração, precisamos visitar alguns conceitos sobre o que é Metrologia, o que é medição, o que é grandeza e suas unidades. Para isso, vamos de maneira rápida rever um pouco da história.
Como era possível, cerca de 2.000 anos atrás, medir comprimentos por exemplo?
As unidades de medição primitivas estavam baseadas em partes do corpo humano, que eram referências “universais”, tais como o pé, a braça e a polegada. Mas essa técnica trazia um problema: cada biotipo físico tinha essas características diferentes entre si, e isso se agravou ainda mais quando no século XIV começaram as navegações e o comércio entre os países. Como era possível garantir que ao comprar produtos de um país, o outro estivesse recebendo a quantidade correta?
Para resolver este problema, era necessário se estabelecer um ‘padrão’ que unificasse as medidas e fosse reconhecido e aceito entre os países envolvidos. Este sistema foi evoluindo ao longo dos séculos e hoje quem media e organiza todo este sistema é o Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), organização intergovernamental à qual o Brasil (então Império do Brasil) foi uma das nações signatárias iniciais da Convenção do Metro (20 de maio de 1875). Ratificou a Convenção e tornou-se um Estado-Membro pela primeira vez em 19 de abril de 1921.
Retirou-se temporariamente entre 1932 e 1954 e integra o sistema desde então, participando de forma consistente e colaborativa nas comissões e comitês, através do INMETRO. É esta mesma estrutura que rege a rastreabilidade do sistema de medição internacional, onde cada país tem o seu organismo interno de regulação metrológica, como é o INMETRO no Brasil, onde uma série de laboratórios acreditados pela CGRE presta serviços de calibração aos mais diversos setores da indústria e áreas da ciência.
Não foi só na organização que a medição evoluiu, mas também avançou em conceitos de medição de outras grandezas além do comprimento. Atualmente, o Sistema Internacional de Unidades (SI) define sete grandezas fundamentais (ou de base), que são independentes e servem de base para as demais unidades derivadas. As sete grandezas de base são: comprimento [metro] (m), massa [quilograma] (kg), tempo [segundo] (s), corrente elétrica [Ampére] (A), temperatura termodinâmica [Kelvin] (K), quantidade de substância [mol] (mol) e intensidade luminosa [candela] (cd).
De maneira resumida, a Metrologia é a ciência que trata das medições, e como vimos, medir vem do conceito de comparação. À operação de comparar uma determinada medida com um padrão de referência conhecida damos o nome de Calibração. Em outras palavras, calibrar é medir para encontrar um determinado erro, o que é diferente de ajustar ou corrigir o erro quando ele é encontrado. Agora que alinhamos os conceitos acima, vamos aplica-los no contexto da CQI-9.
A Importância da Calibração de Sensores para CQI-9
A CQI-9 exige controles como o SAT (System Accuracy Test) e o TUS (Temperature Uniformity Survey), que dependem diretamente da confiabilidade dos sensores utilizados. Por isso, a calibração não é apenas uma etapa de apoio, mas sim uma condição necessária para manter o processo sob controle.
Neste contexto, a CQI separa os sensores em alguns grupos de acordo com o tipo de liga de construção e temperatura à qual determinado sensor irá operar, sua aplicação e frequência de troca conforme vimos no artigo anterior e detalhamos melhor abaixo:
| SENSOR | TIPO | OPERAÇÃO | APLICAÇÃO | SUBSTITUIÇÃO | CALIBRAÇÃO | TOLERÂNCIA |
| Termopar | Metal Básico (K/N) | Monitoramento térmico em processos industriais e fornos operando em temperaturas maiores ou iguais a 760 °C. | Uso obrigatório de sensores com classe de erro especial. Deve-se controlar rigorosamente a deriva por tempo e temperatura de exposição. | Substituição a cada 12 meses de uso ou imediata em caso de degradação. | Não permite recalibração devido à degradação térmica inerente aos metais base em altas temperaturas | Classe de erro Especial Limite de erro reduzido em comparação aos termopares padrão. |
| Termopar | Metal Básico (K/N/J) | Monitoramento térmico em processos industriais e fornos operando em temperaturas menores que 760 °C. | Uso obrigatório de sensores com classe de erro especial. Deve-se controlar rigorosamente a deriva por tempo e temperatura de exposição. | Substituição a cada 24 meses de uso ou imediata em caso de degradação. | Não permite recalibração devido à degradação térmica inerente aos metais base em altas temperaturas. Deve-se acompanhar regularmente o desgaste mecânico, sinais de degradação e a integridade do isolamento elétrico | Classe de erro Especial Limite de erro reduzido em comparação aos termopares padrão. |
| Termopar | Metal Nobre (R/S/B) | Monitoramento térmico em processos industriais e fornos operando em qualquer temperatura. | Proteger contra contaminação; manter histórico de calibração (anual) e rastreabilidade dos sensores ao longo de sua vida útil. | Substituição a cada 24 meses de uso ou imediata em caso de degradação. | Permite recalibração anual | Classe de erro Especial Limite de erro reduzido em comparação aos termopares padrão. |
| Termorresistivo | – | Monitoramento térmico em processos industriais e fornos operando até 600°C. | Proteger contra contaminação; manter histórico de calibração (anual) e rastreabilidade dos sensores ao longo de sua vida útil. | Substituição a cada 24 meses de uso ou imediata em caso de degradação. | Permite recalibração anual | Classe de erro ‘A’ Limite de erro reduzido em comparação aos sensores ‘B’. |
Além disso, a calibração deve ter rastreabilidade metrológica, normalmente vinculada a laboratórios acreditados, garantindo que os resultados possam ser comprovados em auditorias e inspeções. Esse cuidado fortalece a confiabilidade do sistema e reduz riscos operacionais.
Como é feita a calibração por método de comparação
A calibração por método de comparação é uma técnica amplamente utilizada em laboratórios de metrologia, especialmente para sensores de temperatura. Ela consiste em confrontar o valor indicado pelo sensor ou instrumento em calibração com o valor indicado por um padrão de referência devidamente calibrado e rastreável. Este método permite verificar o erro do instrumento em diferentes pontos da faixa de medição, identificar desvios e confirmar se o equipamento atende aos critérios de aceitação estabelecidos para a aplicação.
Durante o processo, o sensor sob calibração é submetido a condições controladas de temperatura, geralmente em um forno, banho térmico ou bloco seco, conhecidos como meio térmico, sempre com homogeneidade e uniformidade térmicas conhecidas, onde a temperatura é mantida estável. Simultaneamente, um padrão de referência, que pode ser um termopar padrão, um termômetro de resistência de platina (PRT) ou outro sensor de alta precisão, acompanha a medição no mesmo meio térmico. Os valores indicados por ambos os sensores são comparados ponto a ponto em diversas temperaturas pré-definidas, geralmente dentro da faixa de temperatura que se pretende aplicar o termopar que está sendo calibrado.
O resultado dessa comparação é registrado em um certificado de calibração, que detalha os desvios encontrados e a incerteza da medição conforme determina a ISO 17025. Este método é indicado para termopares, termorresistências e outros sensores de temperatura, sendo fundamental para garantir a precisão e a confiabilidade das medições. A confiabilidade do processo de calibração por comparação depende diretamente da qualidade do padrão de referência, do rigoroso controle ambiental do laboratório e da estabilidade do sistema de medição. A aplicação desse método ajuda a garantir a rastreabilidade metrológica (RBC/INMETRO) exigida em aplicações críticas como a CQI-9, assegurando que todas as medições estejam vinculadas a padrões nacionais e internacionais, sendo realizada por laboratório acreditado.
Conclusão
Em resumo, a calibração de sensores para CQI-9 é fundamental para assegurar conformidade, precisão e segurança nos processos de tratamento térmico.
Laboratório de Calibração da Contemp
A Contemp conta com laboratório de calibração acreditado RBC, oferecendo serviços voltados à calibração de sensores de temperatura, instrumentos de medição e apoio à conformidade com a CQI-9 através dos ensaios de SAT e TUS. Com estrutura adequada para aplicações industriais, o laboratório apoia empresas que precisam manter seus processos térmicos dentro dos requisitos técnicos e de qualidade exigidos pelo mercado.
