A auditoria da qualidade passou sem nenhuma observação sobre medição. Todos os paquímetros e micrômetros da inspeção tinham certificado de calibração válido, emitido por laboratório acreditado, com rastreabilidade documentada. Duas semanas depois, o cliente devolveu um lote inteiro por dimensão fora da especificação, e a inspeção final tinha aprovado cada peça.
Os instrumentos estavam calibrados. O que ninguém tinha verificado era se aquele sistema de medição, com aqueles operadores, naquela peça, conseguia distinguir uma peça boa de uma ruim. São perguntas diferentes, e a rastreabilidade metrológica responde só a primeira.
Entender o que a rastreabilidade garante, e onde ela para, é o centro da metrologia industrial, e é o que separa uma área de qualidade que coleciona certificados de uma que confia nas próprias medições.
O que é rastreabilidade metrológica
Rastreabilidade metrológica é a propriedade de um resultado de medição que permite relacioná-lo a uma referência reconhecida, por meio de uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma contribuindo para a incerteza de medição. Essa é a definição do Vocabulário Internacional de Metrologia, e cada termo dela tem consequência prática.
Cadeia ininterrupta quer dizer que cada elo precisa estar documentado. O paquímetro da inspeção foi calibrado contra um padrão do laboratório; esse padrão foi calibrado contra outro, de um laboratório de nível superior; e assim por diante, até o padrão nacional mantido pelo Inmetro, que por sua vez se relaciona às unidades do Sistema Internacional. Se um único elo não tem registro, a rastreabilidade inteira se perde.
Cada calibração contribui para a incerteza quer dizer que a incerteza cresce a cada degrau. O padrão nacional tem incerteza muito pequena; o instrumento de chão de fábrica, na ponta da cadeia, acumula a incerteza de todos os degraus acima dele mais a própria. Rastreabilidade não significa exatidão perfeita: significa saber quanta dúvida existe e de onde ela vem, que é o objeto da incerteza de medição.
Calibração e rastreabilidade não são a mesma coisa
A confusão mais comum é tratar os dois termos como sinônimos. Calibração, tratada em calibração de equipamentos, é o procedimento técnico de comparar as indicações de um instrumento com um padrão. Rastreabilidade é a propriedade que o resultado ganha quando esse padrão está ligado, por cadeia documentada, à referência nacional ou internacional.
Por isso um instrumento pode ser calibrado sem ser rastreável. Basta que o padrão usado na comparação não tenha, ele próprio, calibração documentada até o topo. É o caso típico da calibração feita internamente com um padrão comprado há anos e nunca recalibrado: o procedimento aconteceu, a planilha foi preenchida, e o resultado não tem valor metrológico.
O inverso também acontece: o instrumento é rastreável e a empresa não sabe ler o certificado. Um certificado de calibração não diz que o instrumento está bom. Diz quanto ele erra e com que incerteza. Decidir se esse erro é aceitável para o uso é trabalho de quem usa, e é o passo que mais frequentemente não é feito.
Como ler um certificado de calibração
Quatro informações precisam estar no certificado, e a ausência de qualquer uma já é sinal de problema.
Os padrões utilizados e a rastreabilidade deles, com identificação e referência ao certificado do próprio padrão. É o elo documentado da cadeia.
Os resultados por ponto de medição: o valor do padrão, o valor indicado pelo instrumento e a diferença entre os dois, que é o erro. Um paquímetro pode ter erro desprezível em 10 mm e relevante em 150 mm.
A incerteza de medição associada a cada ponto, com o fator de abrangência usado. Sem incerteza declarada, o resultado não é interpretável.
As condições da calibração, como temperatura. Uma calibração feita a 20 °C em laboratório não descreve o comportamento do instrumento numa área produtiva a 32 °C.
E um quinto ponto, que não está no certificado mas decide seu uso: a comparação entre o erro somado à incerteza e a tolerância do que se mede. Se a tolerância da peça é de 0,05 mm e o instrumento tem erro de 0,02 mm com incerteza de 0,02 mm, restam 0,01 mm de margem real para distinguir peça boa de ruim. O certificado é válido, e o instrumento é inadequado para aquela medição.
O que a rastreabilidade não cobre
Voltando à auditoria da abertura: todos os certificados estavam corretos. O que a rastreabilidade não cobre são as fontes de variação que aparecem no uso real.
O operador que posiciona o paquímetro de forma diferente a cada medição. A peça que se deforma ligeiramente sob a pressão do instrumento. A diferença sistemática entre dois inspetores. A variação entre medir a peça quente, recém-saída da máquina, e medi-la fria. Nada disso aparece num certificado de calibração, porque a calibração é feita em condições controladas, por um técnico de laboratório, com padrões e não com peças.
Essa é a pergunta que a análise do sistema de medição responde: não se o instrumento está certo contra o padrão, mas se o sistema inteiro, com instrumento, operador, método e ambiente, consegue discriminar o que precisa discriminar. O estudo mais conhecido dessa análise é o de repetibilidade e reprodutibilidade, o Gage R&R, e ele frequentemente revela que um sistema com todos os certificados em dia contribui com metade ou mais da variação observada.
A relação entre as duas coisas é de pré-requisito, não de substituição. Rastreabilidade garante que a escala está certa. A análise do sistema de medição garante que a escala serve para aquilo. Uma sem a outra deixa uma porta aberta.
O que acontece quando o sistema de medição falha (situação-tipo construída para este texto)
Fábrica de eixos usinados, diâmetro com tolerância de ±0,02 mm, medido com micrômetro calibrado e rastreável. A proporção de peças rejeitadas na inspeção final oscilava entre 3,2% e 6,8% nas últimas quinze semanas, e as devoluções de cliente continuavam acontecendo.
Um estudo de repetibilidade e reprodutibilidade, com três inspetores medindo as mesmas dez peças duas vezes cada, mostrou que o sistema de medição respondia por cerca de 45% da tolerância. Na prática, a inspeção estava rejeitando peças boas e aprovando peças ruins em proporção considerável, e a variação no indicador de rejeição vinha mais do instrumento e dos inspetores do que do processo de usinagem.
A causa principal era de método: cada inspetor posicionava o micrômetro com pressão diferente. A mudança testada foi trocar para um micrômetro com catraca de força constante e padronizar o ponto de medição. O novo estudo apontou algo em torno de 18% da tolerância. Nas oito semanas seguintes, as devoluções de cliente por diâmetro foram de uma média de 4 por mês para 1, 0, 1 e 0 nos quatro meses seguintes.
Os dois micrômetros tinham certificado rastreável. O problema nunca foi a rastreabilidade.
Rastreabilidade na norma e na auditoria
A ISO 9001 exige, entre os recursos de monitoramento e medição, que instrumentos usados para evidenciar conformidade sejam calibrados ou verificados contra padrões rastreáveis, ou que a base usada seja documentada quando esses padrões não existirem. Laboratórios de calibração, por sua vez, demonstram competência técnica pela ISO/IEC 17025, e no Brasil a acreditação é concedida pelo Inmetro, formando a Rede Brasileira de Calibração.
O cuidado é não confundir a exigência da norma com a garantia da qualidade da medição. A auditoria verifica se a cadeia está documentada, dentro do sistema de gestão da qualidade. Ela raramente verifica se o sistema de medição é adequado ao processo, e é por isso que empresas certificadas convivem, sem saber, com inspeção que decide no acaso.
Por onde começar
Três verificações, em ordem de custo.
Primeiro, para os instrumentos que decidem aprovação de produto, confirme que o certificado traz padrões rastreáveis, erro e incerteza por ponto, e compare erro mais incerteza com a tolerância do que é medido. Isso se faz em uma tarde com os certificados que já existem.
Segundo, nas características críticas em que essa margem ficou apertada, faça um estudo de repetibilidade e reprodutibilidade antes de concluir qualquer coisa sobre o processo. Muita análise de capacidade de processo e muita carta de controle estão, na verdade, medindo a variação do sistema de medição.
Terceiro, acompanhe o próprio instrumento no tempo, entre calibrações. A deriva do instrumento é o que acontece entre um certificado e outro, e ela não aparece em nenhum dos dois.
Essa sequência, de tratar a medição como processo sujeito a variação antes de confiar nos dados que ela produz, com a mesma definição operacional exigida de qualquer indicador, é o que a formação Green Belt ensina na fase de medição de qualquer projeto, antes de qualquer análise de causa.
A inspeção da abertura estava perfeitamente em ordem para o auditor. Não estava para o cliente. A diferença entre os dois está em perguntar não só se o instrumento está calibrado, mas se o sistema de medição consegue ver o que precisa ver.
Conteúdo revisado pelo Master Black Belt Marcelo Petenate, estatístico, formado pela Unicamp, mestre pela USP e especialista em Lean Six Sigma e melhoria contínua. Nesta revisão, o foco foi a diferença entre rastreabilidade do instrumento e adequação do sistema de medição, e a comparação entre erro, incerteza e tolerância.
Confiar em um dado exige saber de onde vem a variação dele, e o sistema de medição é quase sempre a primeira fonte a ser verificada. O White Belt gratuito da EDTI cobre essa base, com variação e leitura de dados no tempo, e é o ponto de partida para quem responde por medições que decidem aprovação de produto.
Perguntas frequentes
O que é rastreabilidade metrológica?
É a propriedade de um resultado de medição que permite relacioná-lo a uma referência reconhecida, por meio de uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma contribuindo para a incerteza. Na prática, liga o instrumento do chão de fábrica aos padrões nacionais e ao Sistema Internacional de Unidades.
Qual a diferença entre calibração e rastreabilidade?
Calibração é o procedimento de comparar um instrumento com um padrão. Rastreabilidade é a propriedade que o resultado ganha quando esse padrão está vinculado, por cadeia documentada, à referência nacional ou internacional. Um instrumento pode ser calibrado sem ser rastreável, se o padrão usado não tiver calibração documentada.
O que deve constar num certificado de calibração?
A identificação dos padrões utilizados e de sua rastreabilidade, os resultados por ponto com o erro encontrado, a incerteza de medição de cada ponto com o fator de abrangência, e as condições em que a calibração foi feita. Sem incerteza declarada, o resultado não pode ser interpretado.
Instrumento calibrado garante medição confiável?
Não sozinho. A calibração garante que o instrumento está correto contra um padrão em condições controladas. A confiabilidade da medição no uso real depende também do operador, do método e do ambiente, o que é avaliado pela análise do sistema de medição.
Qual a relação entre rastreabilidade e MSA?
São complementares. A rastreabilidade garante que a escala do instrumento está correta; a análise do sistema de medição verifica se o conjunto de instrumento, operador, método e ambiente consegue distinguir o que precisa distinguir. Uma empresa pode ter todos os certificados em dia e um sistema de medição inadequado.
A ISO 9001 exige rastreabilidade metrológica?
Exige que instrumentos usados para evidenciar conformidade sejam calibrados ou verificados contra padrões rastreáveis a padrões nacionais ou internacionais, ou que a base usada seja documentada quando esses padrões não existirem. A norma não verifica, porém, se o sistema de medição é adequado à tolerância do produto.
Como saber se o instrumento serve para a medição?
Comparando o erro somado à incerteza, informados no certificado, com a tolerância da característica medida. Se sobra pouca margem, o instrumento não discrimina bem, mesmo estando calibrado e rastreável. Nas características críticas, um estudo de repetibilidade e reprodutibilidade confirma a avaliação.