Valnei Smarçaro da Cunha Chefe da Divisão de Metrologia Química

“Metrologia em apoio à Competitividade

e Inovação”

PAINEL 11: METROLOGIA EM APOIO À COMPETITIVIDADE E INOVAÇÃO –

PARTE 1

PANORAMA NACIONAL

A Importância da Metrologia na Indústria

Importância da Metrologia

Fatores que contribuem para a Importância da Metrologia

Complexidade e sofisticação dos processos industriais, intensivos em tecnologia e

comprometidos com a qualidade e a competitividade

Busca constante por inovação; medições confiáveis => melhorias incrementais

Crescente consciência de cidadania e reconhecimento dos direitos dos cidadãos

Estabelecimento da globalização nas relações comerciais e sistemas

produtivos

Função das agências reguladoras

Preocupações com o meio ambiente

Busca pela harmonização das relações de troca para superar

barreiras técnicas

Aumento da Demanda em várias áreas, com destaque para Química, Materiais, Telecomunicações e Saúde

* Fonte: WALLARD, A; GÖBEL, Ernest. The Metro Convention, the CIPM and Global Trade

Energia Ciência e

Tecnologia

Indústria Segurança

Comunicação Agricultura

Meio

Ambiente

Comércio Transporte

As operações

metrológicas

correspondem a

cerca de 4 a 6%

do PIB das

nações

desenvolvidas *

Saúde

1

Metrologia é um bom negócio?

Reino Unido

Custo: ~£40 milhões

Benefício: £5 bilhões

Canadá

Custo: $CAN 19 milhões

Benefício: $CAN 160 milhões

Custo/Benefício das operações metrológicas*

Metrologia é um bom

negócio

Metrologia e Comércio

estão fortemente

associados

O mercado demanda qualidade dos serviços metrológicos

A Metrologia é a base física da Qualidade e é fundamental para a

Competitividade

A inserção no mercado internacional exige uma forte base metrológica

para auxiliar as exportações e impedir as importações de qualidade

inferior

2

* Fonte: WALLARD, A; GÖBEL, Ernest. The Metro Convention, the CIPM and Global Trade. E http://www.citizen.org/documents/ChemicalCocktailWeb.pdf

1 Causa diminuição dos glóbulos vermelhos por toxidade aguda da medula óssea.

Na União Européia há restrições à quantidade de cloranfenicol em camarão 1

A China exportou para a Espanha e para a Holanda

Uma carga no valor de $US 1,1 milhão foi rejeitada na Holanda* Os laboratórios chineses passaram a usar LC-MS.

Espanha e China mediram com Cromatografia Líquida

Limite de detecção: 6 μg/kg

Limite de detecção: 0,3 μg/kg A Holanda mediu com Cromatografia Líquida Acoplada à Espectrometria de Massa (LC-MS)

Importância da Metrologia

Exemplo

Força Motriz para Desenvolvimento da Metrologia

- Comércio

- Comércio Internacional

- Inovação

- Competitividade global

- Qualidade de vida da sociedade

Todos apresentam impactos na economia!

Metrologia: Unindo Ciência Básica, Tecnologia,

Inovação e Indústria

Werner von Siemens Hermann von Helmholtz

Criação do PTB (1887)

As a reference laboratory, LNE is responsible for

helping society to evolve and advance. Its mission is

to improve the competitiveness of companies while

respecting stringent requirements on consumer

safety, public health, environmental protection, and

energy management.

In 2005 the Laboratory was entrusted with

coordinating the French metrology network and

representing it in an international context.

LNE - França

“Reliable and traceable measurement

underpins the welfare of a modern society and

plays a critical role in supporting economic

competitiveness, manufacturing and trade as

well as quality of life. In this modern world, a

well developed measurement infrastructure

gives confidence in many aspects of our daily

life by for example:

-Enabling the development and manufacturing

of reliable high quality and innovative products

-Supporting industry to be competitive and

sustainable in its production

-…”

“EURAMET’s 2020 Strategy”

“EURAMET’s 2020 Strategy”. Issued:15-09-2011. Version:1

NPL. Metrology for the 2020s. May 2013

NPL. Metrology for the 2020s

“Muitas descobertas importantes

foram feitas investigando a próxima

casa decimal”

F. K. Richtmyer

O Impacto de Melhores Medições

Não resultam necessariamente de atividades de pesquisa e

desenvolvimento P&D, podendo ser originárias de melhoramentos

sugeridos por funcionários da empresa industrial, usuários ou

fornecedores.

Inovações Incrementais

O GPS é composto de 28 satélites sendo 4 sobressalentes em 6 planos

orbitais. Cada um circunda a Terra duas vezes por dia a uma altitude de

20200 quilômetros e a uma velocidade de 11265 quilômetros por hora.

Sistema de Posicionamento Global - GPS

Inovação Radical

Os satélites, assim como os receptores GPS,

possuem um relógio interno, o qual marca a hora

com uma exatidão de nanossegundos. Os

satélites emitem sinais e a hora de emissão dos

sinais, que são captados pelos receptores.

Cronometrando quanto tempo este sinal demorou

para chegar, o receptor consegue calcular sua

distância do satélite. Como a posição dos satélites

é atualizada constantemente, é possível, por meio

destes cálculos, determinar qual a sua posição

exata.

Para que o GPS funcione é necessário medir a grandeza tempo

com uma incerteza de medição muito pequena!

Inovação Radical Sistema de Posicionamento Global - GPS

poderia dar certo? Sem a metrologia.........

Metrologia: Intercambialidade, universalidade e equivalência.

Considere um Boeing 777

Um projeto inovador e de sucesso na indústria de aviação

• compreende 3 milhões de

partes (peças);

• De mais de 900 fornecedores;

• envolvendo quase 20 países.

Importância da Metrologia na Indústria

O Boeing 777 é um avião de longo alcance, projetado e fabricado

pela companhia norte-americana Boeing. É o maior avião bi-jato do

mundo, com o motor mais potente já produzido. A necessidade de

uma aeronave moderna, de grande alcance e menor consumo de

combustível fez nascer o Boeing 777. Foi a primeira aeronave

inteiramente projetada digitalmente utilizando computação gráfica

de terceira dimensão.

Introdução de novidade

ou aperfeiçoamento Inovação Melhorias

Impacto direto na

competitividade

Metrologia

Qualidade

Controle

Medição Adequada

Importância da Metrologia na Indústria e Inovação

deade Metrologia, qualidade, inovação

e competitividade. deade

“Se você não pode medir

algo, não pode melhorá-

lo.” Lord Kelvin

Inmetro - DIMCI

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).

Objetivando integrar uma estrutura sistêmica articulada, o Sinmetro, o Conmetro e o Inmetro

foram criados pela Lei 5.966, de 11 de dezembro de 1973, cabendo a este último substituir o

então Instituto Nacional de Pesos e Medidas (INPM) e ampliar significativamente o seu raio

de atuação a serviço da sociedade brasileira.

No âmbito de sua ampla missão institucional, o Inmetro objetiva fortalecer as empresas

nacionais, aumentando sua produtividade por meio da adoção de mecanismos destinados à

melhoria da qualidade de produtos e serviços.

Sua missão é prover confiança à sociedade brasileira nas medições e nos produtos, através

da metrologia e da avaliação da conformidade, promovendo a harmonização das relações de

consumo, a inovação e a competitividade do País.

INMETRO: Inovação e Competitividade

INMETRO: Qualidade para o cidadão, competitividade para indústria

Rio de Janeiro

State

Laboratórios da Dimci

(Duque de Caxias)

Prédio no Rio

de Janeiro

Rede de Laboratórios Acreditados

Institutos Designados

Rede de Metrologia Legal e Qualidade

Prédio Administrativo

Duque de Caxias

Instalações

Diavi Diele Ditel

Dimec Dimat

Diter Diopt Dquim

Dinam Dicep Cqual/Dimci

Área Total: 2.213.600 m2

Área Total Construída: 48.915 m2

Estrutura

Pessoal INMETRO – 1840 Dimci – 500 RBLM-Q – 5.000

Alguns Indicadores

Orçamento Institucional (Milhões R$)

0

500

1000

Metrology

Areas

Physics

Acoustics, Ultrasound and

Vibration 37

Length 19

Thermometry 11

Photometry and Radiometry 11

Mass and Related Quantities 88

Electricity and Magnetism 131

Chemistry

High Purity Chemicals 2

Gases 21

Organic Solutions 22

Water 2

pH 6

Fuels 4

Categ. 13 10

Electrolytic Conductivity 5

Total Inmetro 369

Designated Institutes DSHO/ON (Time and Frequency) 13

IRD (Ionizing Radiation) 106

Grand Total 488

Serviços no KCDB

IBOPE 2013

* February 2011

81% da população

conhece Inmetro

88% Dos que conhecem

Inmetro, confiam

Divisão de Metrologia Química

Estrutura

DQUIM

Lanag

Label

Labor

Lamoc

Coordenação

da Qualidade

Labin

Secretaria

Sistema da Qualidade:

NBR ISO 17025

ISO Guide 34

ISO 17043

ISO 6141/6142/6143

Alimentos

Meio Ambiente

Energia

Saúde

Educação

Quimiometria

Forense

Principais números:

Recursos Humanos: 100

Ph.D: 23

CMC: 86

BIPM/CCQM Active Member

Saúde (diagnóstico clínico)

Alimentos (pesticidas, toxinas)

Fármacos (Qualidade dos insumos)

Análise Forense (drogas, explosivos,

DNA, etilômetros)

Meio Ambiente (qualidade da água, do ar,

contaminantes)

A Presença da Metrologia Química no

Dia-a-dia

Entender, caracterizar e medir sistemas muito complexos

Apoio à competitividade

Lâmpadas e

Luminárias

Prefeituras

Diagrama

Cone BKNAV

BNS-110 S 5

225°

Apoio à competitividade

Laboratório de Preparação de amostras

Divisão de Metrologia de Materiais

Laboratório de

Análises por Raios-X: Nanometrologia

Desenvolvimento de novos materiais

orgânicos para diodos orgânicos

emissores de luz (OLEDs) e sensores

Análise Térmica

Apoio à competitividade

– dimensional (rugosidade e forma)

ASTM F2068

– desgaste ISO 14242-1

ISO 14242-2

Próteses

Apoio à competitividade

Divisão de Metrologia de Materiais - DIMAT

Biomateriais Femoral Protheses Quality Control

Hip Joint Wear

Femoral Head

Acetabulum

Dimentional Evaluation

Apoio à competitividade

Túnel Estratificado-Poço

Horizontal Tunel Aerodinâmico.

Poço Horizontal Laser-Doppler Anemometro

Laboratório de Dinâmica de Fluidos

Apoio à competitividade

Biodiesel com garantia de origem

milho

girassol

Development of new

analytical techniques to

improve identification and

characterization of biofuels

Material de Referência Certificado

de Bioetanol (Inmetro-NIST)

Acidity

Chloride content

Copper content

Electrolytic conductivity

Iron content

Density

pHe

Sodium content

Sulphate content

Water content

Ethanol content

-Anhydrous and Hydrated from sugar cane

-Received from a producer of São Paulo (BR)

-20 mL amber ampoules evacuated with argon

prior to filling with 20 mL of bioethanol and flame-

sealing

A conversão inicial da biomassa em açúcares fermentáveis é uma etapa

chave no processo de produção de biocombustíveis e novas soluções

biotecnológicas são necessárias para aumentar sua eficiência e diminuir

o custo da produção de etanol

Celulases e hemicelulases

Fungos Bactérias • Secretam celulases e

hemicelulases no

meio- fácil extração e

purificação

• Enzimas geralmente

menos complexas-

são facilmente

clonadas e produzidas

por recombinação em

bactérias como E.coli

•Altas taxas de crescimento

• Hidrolases mais

complexas e , geralmente

expressas em complexos

multienzimáticos

aumento da função e

sinergia

• Habitam uma ampla

variedade de ambientes

estirpes celulolíticas

resistentes a estresses

ambientais

• Estirpes que sobrevivem a

condições extremas

produzem enzimas que são

estáveis nestas condições

Etanol 2G

Ambientes celulolíticos: RUMEN • Primeira seção do estômago de um animal ruminante

• É uma cuba de fermentação

• Diferentes microorganismos são capazes de digerir

substratos com a celulose, hemicelulose, amido, açúcar,

proteínas e lipídeos

• contém cerca de 100 a 120 kg de material vegetal sob processo digestivo. As partículas

fibrosas permanecem no rúmen de 20 a 48 horas pois a fermentação das fibras pelas bactérias

é um processo relativamente demorado.

Modelo experimental: cupins

Coleta do intestino para

extração de DNA total

OBS intestino

compreende cerca de 1/3

do peso total do inseto

Mais de centenas de diferentes espécies de

microrganismos vivem no intestino de um

cupim – diversos deles não são encontrados

em nenhum outro habitat da Terra e outras são

desconhecidas

Milhares de anos de evolução para a habilidade

de quebrar até as madeiras mais difíceis

Bactérias Espiroquetas do gênero Treponema

Leadbetter, et al.,2007

Degradação de celulose por enzimas no tubo digestivo de Achatina fulica

Modelo experimental: caracol africano

Análise de Metais Pesados em Bijuterias

Resultados – Comparação

“Método Clássico – Digestão – ICP OES

x

Equipamento portátil de Fluorescência de raios X”

Centro de Tecnologia Automotiva- INMETRO

Laboratório de

Segurança

Veicular Ativa e

Passiva

Laboratório de

Emissões e

eficiência Energética

Laboratório de

Suporte ao Setor de

Auto Peças

Lab

ora

tóri

os

de M

etr

olo

gia

do

In

metr

o

Lab

ora

tóri

os

de P

esq

uis

a,

Lab

ora

tóri

os

Pri

vad

os

Homologação e

Pesquisa Básica

MATERIAIS DE REFERÊNCIA CERTIFICADOS

Química precisa de Metrologia??

SIM, as medições são realmente IMPORTANTES!!

Medições: 80 bilhões de EUR ou 1% do PIB Europeu The Assessment of the Economic Role of Measurements and Testing in Modern Society. Survey directed by Geoffrey Williams, Pembroke

College, Oxford, 2002

ANÁLISE QUÍMICA: um grande negócio ...

Os laboratórios estão preparados para esta tarefa?

Entre 5 e 30% dos resultados de medições químicas são

insatisfatórios! Metrology in Chemistry. Current Activities and Future Requirements in Europe.

5% do PIB dos países industrializados pode estar associado à custos de medições ~ 80% do comércio mundial é afetado por padrões, Normas ou regulamentos

A ideia do plug and play!

Ferramentas Metrológicas são

cruciais! National Metrology Institutes

Análise Química é Trivial!

Principal Objetivo da Metrologia Química

Prover Confiança aos Resultados de Medições Químicas

Uso de MRC

Ferramentas

Metrológicas são

cruciais!

Assim, mantenha-se calmo. Quem sabe a Metrologia Química

pode nos ajudar!

MRC do Inmetro

http://www.inmetro.gov.br/metcientifica/mat_ref_cert.asp

MRC do Inmetro (II)

http://www.inmetro.gov.br/metcientifica/mat_ref_cert.asp

Certificado de um MRC do Inmetro

Atualmente, a base de dados COMAR conta com o registro de 10.350

materiais de referência divididos em 08 campos de aplicação. (2014)

Em 2004, foi aprovada uma resolução na Assembléia Geral da ILAC (International

Laboratory Accreditation Cooperation) sobre a abordagem a ser utilizada pelos

organismos de acreditação para avaliação e acreditação de produtores de materiais de

referência.

Com o objetivo de prover confiança aos materiais de referência comercializados no

Brasil, a Cgcre/Inmetro disponibilizou o projeto piloto para acreditação de produtores de

materiais de referência, em 2009.

A avaliação da competência técnica de produtores de materiais de referência deve ser

conduzida com critérios harmonizados baseados na combinação do Guia ABNT ISO

Guia 34 e da Norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, com a utilização de critérios de

acreditação baseados na NIT-DICLA-046.

Projeto Piloto para Acreditação de

Produtores de Materiais de Referência

ABNT NBR ISO/IEC 17025:2005 – Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração.

NIT-DICLA-046 revisão 01 – Acreditação de produtores de materiais de referência em fase piloto.

Projeto Piloto para Acreditação de

Produtores de Materiais de Referência

Cinco candidatos aceitaram participar do program piloto de acreditação

Os candidatos foram das regiões Sul e Sudeste do Brasil.

Eles representam as seguintes categorias:

Polímeros (1 produtor da região Sul)

Minerais e ligas ( 2 produtores da região Sudeste)

Produtos de petróleo (1 produtor da região Sudeste)

pH e condutividade eletrolítica (2 produtores da região Sudeste)

In: Update on the status of RM MRA and RMP accreditation in IAAC and Brazil

(as of September, 8th, 2010) by Renata M.H. Borges and Suzana S. de Moura (Cgcre)

PMR acreditados no Brasil

Elastômeros (PMR - Centro Tecnológico de Polímeros (Senai/CETEPO))- Rio

Grande do Sul

Composição química - Materiais de referência inorgânicos (PMR - Centro de

Tecnologia Mineral – CETEM) – Rio de Janeiro

Composição química - Atividade Iônica, Padrões de pH (PMR - DIGICROM

ANALÍTICA LTDA – EPP) – São Paulo

Composição química - Atividade Iônica, Padrões de pH, Padrões de

condutividade (PMR - Visomes Comercial Metrológica Ltda.) – São Paulo

Propriedades físicas - Materiais de referência para propriedades físicoquímicas;

Composição química - Materiais de referência inorgânicos (PMR - Laboratório de

Referências Metrológicas (LRM/IPT) - São Paulo

PROVEDORES DE ENSAIOS DE PROFICIÊNCIA

A Dicep opera 8 programas

PEP de Elementos Traço em Água

PEP em Álcool Etílico Anidro Combustível

PEP em Cachaça

PEP em Condutividade Eletrolítica

PEP em Espectrofotometria

PEP na Calibração de Equipamentos Eletroacústicos

PEP para Análise de Composição de Mistura de Gases

PEP em Medição de pH

Programa de Ensaios de Proficiência da Diretoria de

Metrologia Científica Industrial do Inmetro – PEP-Dimci

A Dicep opera 2 comparações

Comparação Interlaboratorial em Metrologia Térmica (Dicla / CT-11)

Comparação Interlaboratorial de parâmetros físico químicos de

biocombustível

A Dicep opera 1 programas em parceria

PEP de Emissões Veiculares (AEA)

PEP para Determinação de Agrotóxicos em Alimentos (INCQS)-

descontinuado

Programa de Ensaios de Proficiência da Diretoria de

Metrologia Científica Industrial do Inmetro – PEP-Dimci

Comparações Interlaboratoriais operadas pela Dicep

http://www.inmetro.gov.br/credenciamento/acre_prod_ep.asp

Provedores EP acreditados pela CGCRE no Brasil

Senai – CETEPO – PEP 001 - RS

Associação Rede Metrológica do RS – PEP 002 - RS

Control Lab Controle de Qualidade para Laboratórios Ltda – PEP 003 - RJ

Setting Proficiência – PEP 004 – SP

Provedor de Ensaio de Proficiência Senai Ceará – PEP 005 – CE

INCQS – PEP 006 – RJ

IAL – PEP 007 – SP

Fundação Ezequiel Dias – AEQ – Funed – PEP 008 – MG

Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo/CT Floresta. Laboratório de

Papel e Celulose – PEP 009 – SP

Senai Laboratório de Alimentos-LANAL – PEP 010 – Chapecó SC

Senai Laboratório de Análise de Águas e Efluentes-LANAE – PEP 011 – Blumenau SC

Programa Nacional de Controle da Qualidade – PNCQ – PEP 013 – RJ

Associação Rede Metrológica do RS – PEP 014 - RS

Argentina 19 Inglaterra 59

Austrália 38 Grécia 2

Áustria 51 Escócia 1

Bélgica 17 Itália 45

Bolívia 12 Holanda 156

Brasil 73 Noruega 19

Canadá 10 Portugal 30

República Checa 21 Eslovênia 1

Dinamarca 29 Espanha 49

Finlândia 6 Suécia 10

França 162 Suíça 22

Alemanha 207 Estados Unidos da América 31

Informação sobre Provedores de Ensaios de Proficiência

Distribuição dos 1070 (62% Química Analítica) PEP na base Eptis em

12/07/09 por País

EPTIS “European Proficiency Testing Information System”

Sistema Europeu de Informações sobre Ensaio de Proficiência

Sediado no BAM “Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung” na Alemanha

Outras Atividades de Apoio ao Setor Produtivo

Mestrado professional em metrologia e qualidade

CECO – curso técnico em metrologia e qualidade

Incubadora de projetos (Ex. LabMass : MRC pureza de produtos de degradação de fármacos)

outros

Obrigado pela atenção!

Valnei Smarçaro da Cunha Dquim/Dimci/Inmetro

E-mail: vscunha@inmetro.gov.br

Tel: (21) 2679-9069