UMA PESQUISA SOBRE O CONHECIMENTO EM METROLOGIA DOS ALUNOS DE EXATAS

Fabrício Gonçalves Torres; Kazuto Kawakita; Rima Yehia Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. - IPT

E-mail: fabrigt@ipt.br; kawakita@ipt.br; rima@ipt.br

ID Nº 79

Palavras-chave: Metrologia, metrologista, conhecimento metrológico

RESUMO

Medir faz parte da vida cotidiana das pessoas e é fator fundamental para o

desenvolvimento científico, tecnológico e industrial de uma nação. A Metrologia é a ciência que

estuda os aspectos teóricos e práticos das medições e suas aplicações. Portanto, seria natural

supor que houvesse disciplinas relacionadas com esta ciência nos ensinos médio e superior. O

objetivo deste trabalho é apresentar os resultados de uma pesquisa feita acerca do nível de

conhecimento adquirido sobre tópicos relevantes da Metrologia, sob a ótica dos alunos.

A análise foi feita com base nos resultados de uma pesquisa realizada com um grupo de

94 alunos das áreas de exatas, tanto de universidades quanto de cursos técnicos, a partir de

dados obtidos de um questionário aplicado aos alunos. O questionário abordou aspectos

relacionados tanto aos fundamentos da Metrologia quanto das suas aplicações, os quais foram

agrupados em cinco grandes temas:

1. Conhecimento sobre atividades práticas de Metrologia;

2. Conhecimento sobre termos e definições do VIM (Vocabulário Internacional de

Metrologia) e do SI (Sistema Internacional de Unidades);

3. Conhecimento sobre instrumentos de medição;

4. Conhecimento sobre tratamento de dados, Estatística e incertezas;

5. Conhecimento sobre o Inmetro, a Cgcre e acreditação.

Os resultados da pesquisa indicaram a existência de uma discrepância acentuada no

conhecimento sobre o tema da Metrologia entre os alunos das diferentes instituições de

ensino, uma vez que algumas incluem atividades de laboratório em sua grade curricular e

promovem a assimilação dos conceitos por meio da prática metrológica. Por outro lado, outras

aparentemente não abordam essa questão.

1. INTRODUÇÃO

A Metrologia é uma área do conhecimento estratégica para qualquer país que busca

estabelecer uma sociedade justa e uma economia globalizada, pois impacta significativamente

no desenvolvimento econômico, social e tecnológico. Características como credibilidade,

confiabilidade e qualidade das medições fornecem uma base segura e consistente para a

garantia da qualidade dos produtos e serviços, fundamentando os processos de tomada de

decisão. A Metrologia é importante para uma gama enorme de segmentos, tais como a

indústria, o comércio, o transporte, a saúde e a defesa, além de exercer papel fundamental na

proteção dos direitos do consumidor e na preservação do meio ambiente. Estes segmentos

diversos demandam profissionais com conhecimento técnico de Metrologia, para atuar em

áreas cujos conceitos básicos no assunto são necessários. No entanto, no Brasil, poucas

instituições oferecem cursos específicos de Metrologia. O tema, em geral, é tratado apenas em

algumas disciplinas da graduação e do ensino técnico profissionalizante.

No âmbito nacional, segundo o levantamento realizado sobre cursos relacionados à

Metrologia (ALVES, 2017), constata-se que há somente: sete cursos de especialização, dois

cursos de pós-graduação e dez cursos de pós-graduação que possuem linhas de pesquisa em

Metrologia. Dos cursos levantados, 68 % estão concentrados na região sudeste do país,

principalmente, no estado do Rio de Janeiro, em decorrência do Inmetro estar sitiado na

região. Fica evidente, com os números apresentados, que há uma escassez de cursos voltados à

Metrologia, que possam atender a demanda proveniente de toda a nação brasileira.

Adicionalmente, há um agravante com respeito à eficácia no aprendizado de conceitos

metrológicos, por meio dos laboratórios didáticos. Segundo Marineli (2007), há uma série de

dificuldades, por parte do aluno, em assimilar os conteúdos das disciplinas, tais como conceitos

de incerteza, algarismos significativos e outros recursos estatísticos abordados.

Silva e Luiz (2005) apresentaram um trabalho discorrendo sobre a importância do

reconhecimento das unidades e medidas para a sociedade. O trabalho surgiu da constatação da

enorme carência informativa dos alunos do ensino médio e da observação de placas, cartazes e

outros meios informativos, propagadores de erros em medidas e unidades. Segundo os

autores, a dificuldade dos alunos em informar os valores e as unidades corretas no estudo de

assuntos exigidos pela área científica, tornava-se evidente nas disciplinas de Física, Matemática

e Química.

Vasconcelos e Schultz (2009) realizaram um estudo de caso exploratório sobre o ensino

de Metrologia em uma instituição de ensino tecnológico de Curitiba-PR. Os autores

evidenciaram que há uma prevalência do ensino de Metrologia focado na medição de

dimensões físicas, negligenciando os diversos instrumentos de precisão utilizados na instituição

que medem grandezas como temperatura, tensão elétrica, corrente elétrica, volume, vazão e

velocidade de fluidos, capacitância, entre outras que merecem melhor atenção. Além disso, a

Metrologia não é uma disciplina comum a todos os cursos técnicos, integrando a grade

somente dos cursos de Mecânica Industrial e Qualidade Industrial. Nos demais, a Metrologia é

tratada como parte integrante das práticas de laboratório.

Nos Estados Unidos, Bagley (2000) apresentou um estudo para identificar se existia

demanda por uma educação metrológica formal e abrangente nas instituições de ensino

superior. Adicionalmente, foram investigados o conteúdo e o tipo de treinamento necessário.

Numa etapa inicial, foi elaborada uma lista de competências identificadas por 14 metrologistas

de vários estados, reunidos num evento em Aurora, Colorado. Numa etapa seguinte, foram

entrevistados 30 profissionais de diferentes organizações, públicas e privadas, sobre a

necessidade de treinamento específico para eles e para seus funcionários. O resultado apontou

que 95 % dos respondentes afirmaram que sim, existia a demanda, sendo o tema de maior

interesse “Técnicas de Calibração” e os tópicos que deveriam ser abordados:

1. Métodos de medição e calibração;

2. Análise da incerteza de medida.

É interessante notar que o autor concluiu seu trabalho com uma angústia que também é

muito comum no nosso país: “Apesar do fato da medição permear todos os processos técnicos

no mundo industrial, o público Americano ainda está mais familiarizado com a “Meteorologia”

do que com a Metrologia!”

Ressalta-se que a Metrologia é uma ciência bastante ampla, e que abrange não somente

conceitos ligados à instrumentação, Estatística, unidades físicas e termos metrológicos, mas,

conceitos sobre metrologia legal, avaliação da conformidade, normalização e acreditação são

igualmente relevantes e, portanto, requerem sua inserção nos cursos acadêmicos.

Corrobora-se com esta necessidade o fato de que muitos brasileiros não possuem

conhecimento das atividades do Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade

Industrial (Sinmetro), conforme evidenciado em pesquisa citada por Carvalho Júnior (2017), dos

quais 40 % dos pesquisados sequer têm o hábito de verificar o selo de identificação da

conformidade ao comprar um eletrodoméstico, apesar dos riscos envolvidos na aquisição de

um produto cujo modelo não foi ensaiado e aprovado adequadamente, e nas palavras de

Oliveira (2017) que, apesar da impotância da normalização para o país, ressalta:

Apesar de existir há tantos anos, e mesmo com todas as evidências de seu importante

papel para a competitividade [...], a normalização ainda é uma atividade pouco

conhecida pela maioria das empresas. O processo de elaboração de normas, que é todo

baseado em participação voluntária, tem uma baixa participação em virtude desse

desconhecimento, que é agravado pela ausência do ensino sobre a importância da

normalização.

2. OBJETIVO

É consenso entre a comunidade metrológica do Brasil que os profissionais que

ingressam na área carecem de algum treinamento específico, além da formação acadêmica que

trazem das escolas. Esta necessidade é reforçada pelo fato de não haver cursos específicos para

a formação de metrologistas, tanto de nível médio como superior.

Existem diversas instituições e instrutores que ministram cursos sobre os mais variados

temas da Metrologia. Mas, pouco é divulgado a respeito das reais necessidades para

profissionais com pouca ou nenhuma experiência, e nem sobre a eficácia desses treinamentos.

O artigo tem como objetivo apresentar um panorama sobre a educação e a formação

acadêmica de estudantes de nível técnico e superior das áreas de exatas, com ênfase para as

disciplinas que abordam conceitos da Metrologia, tais como Física experimental, técnicas de

medição, instrumentação e tratamento estatístico de dados, com a finalidade de proporcionar

uma base para o exercício da comprovação e validação dos conceitos teóricos, para o

desenvolvimento das habilidades práticas e, inclusive, uma maior compreensão dos processos

de descobertas científicas.

A partir dos dados coletados, pretende-se avaliar os conhecimentos assimilados por

esses alunos frente às necessidades básicas para exercer atividades que envolvem

competências em Metrologia, e identificar os acertos e as deficiências relacionadas tanto com

respeito ao conteúdo planejado das disciplinas investigadas, quanto com os fundamentos que,

de fato, são assimilados pelos alunos.

3. MÉTODOS E MATERIAIS

Os dados, que subsidiam este estudo, foram obtidos a partir de 94 respostas de

estudantes para um questionário com 40 perguntas, no qual eles auto avaliaram seu

conhecimento sobre cinco blocos de temas, considerados relevantes para os profissionais que

atuam na Metrologia.

Cada bloco continha oito questões, agrupadas sob os títulos listados a seguir.

6. Conhecimento sobre atividades práticas de Metrologia;

7. Conhecimento sobre termos e definições do VIM (Vocabulário Internacional de

Metrologia) e do SI (Sistema Internacional de Unidades);

8. Conhecimento sobre instrumentos de medição;

9. Conhecimento sobre tratamento de dados, Estatística e incertezas;

10. Conhecimento sobre o Inmetro, a Cgcre e acreditação.

O público alvo da pesquisa foram estudantes de cursos das áreas de exatas,

matriculados em instituições de ensino do estado de São Paulo, nos cursos de Engenharia,

tecnologia e técnico profissionalizante. Tendo como pressuposto que, em um futuro breve,

estes alunos estarão ingressando no mercado de trabalho.

Para a obtenção dos dados, foram contatados diversos professores de instituições de

ensino. Eles receberam uma solicitação por e-mail, para que aplicassem o questionário aos seus

alunos, em meio físico (papel) ou eletrônico, por um link de acesso (formulário online). Os

alunos tinham total liberdade para decidir se respondiam ou não.

Para cada questão, os estudantes deveriam atribuir uma nota de 0 a 10, sendo 0 (zero)

referente a não possuir nenhum conhecimento sobre o assunto e 10 para ter um conhecimento

pleno sobre o tópico em questão.

A estimativa do tempo total de preenchimento do questionário ficou em torno de 20

minutos.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

As respostas obtidas são de alunos ingressantes em diversos cursos e instituições de ensino, as

quais estão representadas na Tabela 1, a seguir.

Instituição de Ensino Cidade / UF Curso

ETEC - Escola Técnica Estadual São Paulo / SP Técnico em Automação

Técnico em Eletrônica

FAAP - Fundação Armando Alvares Penteado

São Paulo / SP Engenharia Elétrica

FASB - Faculdade São Bernardo São Bernardo do Campo / SP

Engenharia Química

FATEC - Faculdade de Tecnologia São Paulo / SP Tecnologia em Construção de Edifícios

Tecnologia em Controle de Obras

IFSP - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo

São Paulo / SP Técnico em Eletrônica

Física

Mestrado em Automação Industrial

Nota 10 São Paulo / SP Sistemas de Informação

SENAC - Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial

Embu das Artes / SP

Tecnologia em Redes de Computadores

São Paulo / SP Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas

Bacharelado em Sistemas de Informação

Bacharelado em Ciência da Computação

Tecnologia em Jogos Digitais

Tecnologia em Sistemas para Internet

Gestão da Tecnologia da Informação

Engenharia da Computação

Engenharia de Produção

Engenharia Ambiental e Sanitária

SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial

São Paulo / SP Técnico em Eletrônica

Técnico em Mecatrônica

Técnico em Mecânica de Precisão

UFABC - Universidade Federal do ABC Santo André / SP Bacharel em Ciência e Tecnologia

UNICEP - Centro Universitário Central Paulista

São Carlos / SP Engenharia de Produção

UNIFESP - Universidade Federal de São Paulo

São Paulo / SP Bacharelado em Ciências Ambientais

Tabela 1. Relação de instituições de ensino e cursos abrangidos na pesquisa.

Observa-se no Gráfico 1, que a pesquisa abrangeu, em sua maioria, alunos de curso

superior, sendo 81,9 % da graduação e 1,1 % da pós-graduação.

Gráfico 1. Distribuição por nível dos cursos abrangidos na pesquisa.

Os Gráficos 2 a 6 apresentam a distribuição relativa das respostas dentro da

classificação de 0 a 10, agrupadas em cada bloco dos temas selecionados.

Gráfico 2. Distribuição relativa das respostas acerca do conhecimento sobre atividades práticas de Metrologia.

O Gráfico 2 mostra que aproximadamente 44 % dos alunos que participaram da

pesquisa julgam possuir um bom conhecimento sobre práticas em Metrologia em

contraposição aos 20 % dos estudantes que alegam não possuir nenhum conhecimento sobre o

assunto. Entretanto, 32% dos alunos afirmaram não ter nenhuma disciplina específica sobre

Metrologia em seu curso.

Gráfico 3. Distribuição relativa das respostas acerca do conhecimento sobre termos e definições do VIM e do SI.

O Gráfico 3 chama atenção ao mostrar que aproximadamente 31 % dos alunos que

participaram da pesquisa alegam não possuir nenhum conhecimento sobre termos e definições

do VIM e do SI. Outros 20 % desconhecem totalmente o SI e não sabem a diferença entre “erro

de medida” e “incerteza de medida”. Apenas 24 % dos estudantes julgam possuir pleno

conhecimento sobre esses termos.

Gráfico 4. Distribuição relativa das respostas acerca do conhecimento sobre instrumentos de medição.

O Gráfico 4 é o que apresentou uma maior frequência de respostas com nível

intermediário e satisfatório de conhecimento e que não apareceu de forma similar nos demais

blocos dos alunos. Além disso, 57 % atribuíram uma nota igual ou superior a 7 para a sua

capacidade de analisar criticamente as especificações técnicas de um instrumento de medição.

A razão dessa distribuição pode estar relacionada ao fato de que a maioria dos alunos possui

noções sobre instrumentos de medição que utilizam nos laboratórios didáticos ou vivenciam no

dia-a-dia como o relógio, o termômetro, o velocímetro do carro ou a balança da padaria.

Gráfico 5. Distribuição relativa das respostas acerca do conhecimento sobre tratamento de dados, Estatística e incertezas.

O resultado do Gráfico 5 surpreende positivamente ao revelar que aproximadamente 60

% dos alunos julgam possuir conhecimentos de nível igual ou maior do que 5 no assunto

relacionado ao tratamento de dados, Estatística e incertezas.

Gráfico 6. Distribuição relativa das respostas acerca do conhecimento sobre o Inmetro, a Cgcre e acreditação.

O bloco de perguntas relacionadas ao Inmetro e seu organismo de acreditação (Cgcre) é

o que apresentou o maior índice de absoluto desconhecimento sobre o assunto.

Provavelmente, por se tratar de um tema afeto aos laboratórios de calibração e ensaio

acreditados, aproximadamente 43 % dos alunos simplesmente não conhecem o assunto.

O gráfico 7, a seguir, apresenta, em valores absolutos, a média das pontuações obtidas,

para cada um dos cinco blocos de temas.

Gráfico 7. Média das pontuações obtidas para cada um dos cinco blocos de temas da pesquisa.

5. CONCLUSÕES

A partir dos resultados obtidos, observa-se que:

1. A média de pontuação mais elevada na pesquisa (6,6) está relacionada com o

conhecimento sobre as atividades práticas de Metrologia, seguida dos temas

associados a instrumentos de medição e tratamento de dados, Estatística e

incertezas;

2. Por sua vez, a pior pontuação (3,8) ficou para o bloco de perguntas relacionadas ao

conhecimento sobre o Inmetro e as políticas nacionais de Metrologia e da

qualidade;

3. O tema relacionado aos termos e definições aplicados à Metrologia não apresentou

um índice ruim. Não obstante, há que se considerar que o julgamento dos alunos

sobre o seu próprio conhecimento no assunto pode estar equivocado, uma vez que,

60 % dos alunos afirmaram nunca ter consultado o VIM.

De forma geral, os resultados mostraram que os alunos reconhecem suas dificuldades e

limitações sobre os temas abordados na pesquisa. Outro aspecto que chama a atenção é a

forma como eles se auto avaliaram. Para 33 questões, mais de 50 % das respostas se concentra

nos extremos 0 (zero) e 10. Considerando todas as 40 questões, a concentração fica entre 39 %

e 71 %, ou seja, os alunos foram bastante enfáticos ao afirmarem que não sabem nada (nota 0)

ou que têm pleno conhecimento (nota 10) sobre o assunto.

Há indicativos de que existe uma discrepância acentuada no conhecimento sobre o

tema da Metrologia entre os alunos das diferentes instituições de ensino, uma vez que algumas

incluem atividades de laboratório em sua grade curricular e promovem a assimilação dos

conceitos por meio da prática metrológica. Outras aparentemente não abordam essa questão.

Embora a Metrologia possa parecer uma ciência de domínio exclusivo da comunidade

científica e metrológica, muitos dos seus conceitos fazem parte do conteúdo básico de física

para o Ensino Médio, que por sua vez tem como objetivo desenvolver a formação de jovens,

independente de sua escolaridade futura. Saber o conceito de medir e expressar-se

corretamente, utilizando a linguagem física adequada e elementos de sua representação

simbólica, são consideradas habilidades necessárias para compreender enunciados que

envolvam códigos, símbolos de unidades e a nomenclatura de grandezas físicas, como por

exemplo aqueles presentes em embalagens, manuais de equipamentos, tarifas de consumo ou

interpretar e criticar notícias científicas veiculadas nas várias mídias.

Não obstante, um aspecto importante revelado pela pesquisa é que uma grande parte

dos alunos dos cursos superior e técnico das áreas de exatas concluirá sua graduação sem

terem assimilado conhecimentos básicos de Metrologia. A carência desse conhecimento

tecnológico poderá dificultar o seu ingresso no mercado de trabalho, especialmente nos

setores e funções em que os fundamentos metrológicos e as habilidades na utilização de

instrumentos ou sistemas de medição são importantes para a garantia da qualidade dos

produtos e serviços e o controle e a segurança dos processos.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a todos os professores que se dispuseram a contribuir com a divulgação

e aplicação da pesquisa e, em particular, a Srta. Luciana Omia Mishima, pelo contato com as

instituições de ensino.

REFERÊNCIAS

ALVES, L. S. O Ensino de Metrologia no Brasil, 2017. Metrologia Vol. 1 Fundamentos

(Portuguese Edition), Brasport, Brasil.

BAGLEY, J. L. Metrology Education in the New Millennium, 12 p., 2000. Virginia Beach, USA.

ftp://ftp.fasor.com/pub/iso25/17025comparisons/ed_Paper.doc.

CARVALHO JÚNIOR, P. R. C. Avaliação da Conformidade, 2017. Metrologia Vol. 1 Fundamentos

(Portuguese Edition), Brasport, Brasil.

MARINELI, F. Uma Interpretação para as Dificuldades Enfrentadas pelos Estudantes num

Laboratório Didático de Física, 2007. Dissertação (Mestrado), USP, Instituto de Física, São

Paulo, Brasil.

OLIVEIRA, M. C. Normalização Nacional e Internacional, 2017. Metrologia Vol. 1 Fundamentos

(Portuguese Edition), Brasport, Brasil.

SILVA, J. A.; LUIZ, A. M. A relevância da metrologia no ensino médio, 4 p., 2005. XVI Simpósio

Nacional de Ensino de Física. Rio de Janeiro, Brasil.

http://www.cienciamao.usp.br/dados/snef/_arelevanciadametrologian.trabalho.pdf

VASCONCELOS, A. M.; SCHULTZ, L.R. K. Ensino de metrologia em instituições de educação

tecnológica – Estudo de Caso. 9 p., 2009. V Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação.

Minas Gerais, Brasil. http://www.abcm.org.br/anais/cobef/2009/busca/artigos/091001023.pdf