IBP228_08
CONFIABILIDADE METROLÓGICA DOS
PRODUTOS DA INDÚSTRIA DE CERÂMICA
VERMELHA EM PERNAMBUCO.
José Roberto da Costa Campos
1
, Tiago Leite Rolim2.
Copyright 2008, Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis - IBP
Este Trabalho Técnico foi preparado para apresentação na 4º Congresso da Indústria Química do Mercosul e 8º Congresso
Brasileiro de Petroquímica, realizada no período de 18 a 20 de maio de 2008, no Rio de Janeiro. Este Trabalho Técnico foi selecionado
para apresentação pelo Comitê Técnico do evento, seguindo as informações contidas na sinopse submetida pelo(s) autor(es). O conteúdo do
Trabalho Técnico, como apresentado, não foi revisado pelo IBP. Os organizadores não irão traduzir ou corrigir os textos recebidos. O
material conforme, apresentado, não necessariamente reflete as opiniões do Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis, seus
Associados e Representantes. É de conhecimento e aprovação do(s) autor(es) que este Trabalho Técnico seja publicado nos Anais da 4º
Congresso da Indústria Química do Mercosul e 8º Congresso Brasileiro de Petroquímica.
Resumo.
A exigência da qualidade nos produtos industrializados por parte dos consumidores tem sido evidenciada
através das ações executadas pelas empresas como meio de produzirem cada vez mais dentro das especificações, as
quais na maioria das vezes estão amarradas aos critérios ditados em normas técnicas. No contexto atual da fabricação de
produtos, variados métodos e procedimentos de medição constituem ferramentas fundamentais como meio de avaliação
das características dos fabricados. Resultados de medições sem confiabilidade provocam aceite de produtos ruins como
bons e a rejeição de produtos bons classificados como fora dos padrões. Assim, as pessoas envolvidas nos processos
devem ter capacitação adequada dentro da metrologia nos aspectos que abrangem desde a seleção, verificação e
adequada dos meios de medição passando pelo tratamento adequado aos resultados obtidos. Dada à importância da
indústria de cerâmica vermelha em Pernambuco como fornecedoras de produtos para a forte indústria da construção civil,
este trabalho apresenta uma sistemática capaz de indicar a atual situação dos aspectos da confiabilidade metrológica nas
indústrias fabricantes de blocos (tijolo) em Pernambuco.
Palavras-chave: Formação de Profissionais, Metrologia, Cerâmica Vermelha.
Abstract
The requirement of quality in industrialized products from consumers has been highlighted by the actions
executed by the companies as a way of producing even more within the specifications, which most often are tied to the
criteria defined in technical standards. Present Industrial Engineering in the manufacture of products, various methods
and procedures for measuring are key tools as a way of evaluation of the manufactured products characteristics.
Measurements results without reliability cause acceptation of bad products as good ones and rejection of good
products that are classified as outside of the standards. Thus, those involved in the processes must have an adequate
training in Metrology, in the aspects of the selection, verification and appropriate ways of measurement through the
appropriate treatment to the results obtained. Given the importance of the red ceramics industry industry in Pernambuco
as suppliers of products for the strong building industry, this paper presents a systematic able to indicate the current
situation of the metrologic reliability aspects in manufacturing industries of blocks (brick) in industry in Pernambuco .
Keywords: Training Professional, metrology, red ceramic.
1. Introdução.
A indústria da construção civil caracterizada pelos altos índices de desperdícios, custos elevados de produção
e mão-de-obra sem a devida qualificação necessita acompanhar o processo de desenvolvimento das outras indústrias,
______________________________
1
Mestrando, Engenheiro Mecânico - Escola Politécnica de Pernambuco / UPE, Assessor do Diretor.
2
PHD, Engenheiro Mecânico - Eng. Mecânica / UFPE , Vice Chefe Dept.
4º Congresso da Indústria Química do Mercosul e 8º Congresso Brasileiro de Petroquímica
visto que, de acordo com dados da Câmara Brasileira da Indústria da Construção (CBIC), ela participa com 6% do
Produto Interno Bruto Nacional. Estudos realizados focando a gerência de canteiros de obras da indústria da construção
civil mostram que aproximadamente metade de todos os distúrbios encontrados envolve deficiências na qualidade dos
materiais (Andrade, 2002).
Elevar os padrões da qualidade do setor da construção civil significa articular os diversos agentes do
processo e comprometê-los com a qualidade de seus processos e produtos parciais. Um desses materiais de uso mais
tradicional é o bloco cerâmico vermelho cujas finalidades principais são vedação e estrutura de edificações. Para ser
considerado de boa qualidade deve atender às recomendações estabelecidas pelas Normas Técnicas denominadas
Componentes Cerâmicos publicadas em 31/08/2005 ABNT.NBR 15270, que são: determinação das características
geométricas, física e mecânica. A importância dos ensaios é ressaltada pelas ocorrências que podem acontecer em
produtos não conforme e ou de resultados de medições que não tenha a confiabilidade metrológica.
2. Justificativa
Sabe-se que a partir dos resultados dos ensaios é possível obter todas as informações para o sistema da
qualidade principalmente aquelas relativas aos defeitos apresentados pelo produto e as suas possíveis causas.
(Mergulhão, 1999). O bloco cerâmico é um dos materiais, controlado pelo INMETRO pela Portaria n o 127 de 29 de junho
de 2005 a qual fixa as condições estabelecidas no Regulamento Técnico a que se refere a portaria deste produto.
Podemos justificar a importância dos aspectos da confiabilidade metrológica pelo fato de até mesmas empresas
reconhecidas como idôneas terem seus produtos reprovados em ensaios do INMETRO.
A melhoria da qualidade dos materiais de construção civil permite assegurar um bom desempenho, durabilidade,
e, principalmente, contribuir para a segurança das edificações razão da existir normas e regulamento técnico para as
empresas fornecedoras destes materiais se prover um controle de qualidade de forma a garantir a eficiência destes
produtos. Por isto a crescente preocupação da formação de recursos humanos que atuam nos laboratórios de ensaios.
3. Objetivos
Este trabalho tem como objetivo propor os procedimentos das tarefas dos ensaios físicos e químicos das
medições das características do produto com a qualidade assegurada. Para exemplificar utilizamos o estudo do produto o
bloco de cerâmica vermelha ou tijolo.
4. Metodologia da Pesquisa
A essência deste trabalho é apresentar uma metodologia para o uso na medição das características de
mensurandos típicos de produtos. Mostrar que é possível obter ganhos significativos da eficiência operacional e
conseqüentemente da produção, quando são realizados os ensaios físico e químico sob o ponto de vista metrológico.
Tais critérios possibilitam a conformidade e obter um ganho de produção, tempo e qualidade.
O trabalho deve conter o estudo da natureza dos produtos fabricados, levantando os fatores que podem alterar
suas características físicas, químicas e sua conformidade com a legislação metrológica. Conceber o processo e apresentar
as etapas da fabricação dos produtos e proceder a um levantamento de dados que propicie informação para aprimorar os
aspectos da confiabilidade do produto. O trabalho deve encaminhar considerações e sugestões para uma possível
avaliação e aperfeiçoamento da fabricação do produto.
4.1. Os Meios para o Desenvolvimento do Trabalho
Proceder ao levantamento e estudo de normas e documentos atuais que relacione ensaios de laboratório,
metrologia, conformidade e fabricação de bloco de cerâmica vermelha, a pesquisa, aplicando por questionário e visitas a
empresas da região tendo como objetivo: conhecer as dificuldades reais enfrentas pelas empresas durante as medições
da fabricação e do produto final, o estudo dos dados levantados e proposições de soluções com base em normas e
documentos de referência.
A técnica e instrumento de pesquisa para o trabalho de campo pela técnica de observação, na modalidade de
observação não-participante pela qual o pesquisador se fez presente, registrando os dados à medida que foram
ocorrendo.
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4.2. Atividades a Desenvolver na Fabricação.
Os procedimentos Metodológicos adotados podem ser descritos ao longo de quatro etapas, como seguem (a)
levantamento do fluxo de processo, (b) ensaios da inspeção do produto acabado, (c) documentação da realização das
inspeções, (c) avaliação das atividades de inspeção da qualidade.
De posse dos dados obtidos na etapa anterior proceder a avaliação com base nas recomendações e parâmetros
constantes na literatura, de forma a estabelecer um paralelo entre a teoria e prática.
4.3. Instrumento de Coleta de Dados
O instrumento de pesquisa utilizará um questionário concebido para rápido preenchimento o qual deverá ser
respondido por pessoa capacitada e designada pela direção da empresas. O questionário abordará as seguintes
variáveis: (i) Identificação (ii) Atividades ensaios exercidas na empresa (iii) Sistema e Instrumentos de medição (a) Os
equipamentos de inspeção, medição, ensaios e padrões (b) Motivos de não dispor de instrumentos acreditados (c)
Metodologia utilizada para cálculo de incerteza do resultado de medições (d) Programação de calibração dos
instrumentos de medição (e) Critérios de aquisição de instrumento de medição (f) Arquivo da documentação do
manuseio, conservação e inspeções e ensaios (iv) Controle da Matéria-Prima e da fabricação Ensaios de argila na
mistura, moagem, laminação, secagem, queima (v) Atividades de controle do produto (a) Amostra, instrumentos e
sistema de medição (b) Variações de tolerâncias adotadas. (c) Parâmetros exigidos por normas e regulamentações
técnicas (vi) Pessoal técnico especializado (vii) Dificuldades vivenciadas.
5 Normalização Metrológica
O controle dos equipamentos de inspeção, medição e ensaios utilizados nos laboratórios são necessários para
garantir que os produtos produzidos estejam de acordo com as especificações. Neste sentido, exige-se que esses
instrumentos sejam operados por pessoal qualificado e calibrados periodicamente para garantia da rastreabilidade junto a
padrões nacionais ou internacionais .
A garantia da qualidade da medição e conseqüente confiabilidade dos resultados da sistematização dos
aspectos relacionados ao gerenciamento da qualidade dos diversos meios de medição e controle, e das suas fontes de
erros e do suporte na escolha do meio de controle e medição adequado durante o planejamento das inspeções em todas
as fases do ciclo de vida dos produtos.
A empresa “deve determinar as medições a serem feitas e a exatidão requerida, e selecionar os equipamentos
apropriados de inspeção, medição e ensaios com exatidão e precisão necessárias”. Em linhas gerais um laboratório
deverá possuir as características conforme apresentado na figura 1.
Figura 1. Aspectos a serem considerados para um laboratório de calibração e ensaios;
Entre as informações técnicas que devem ser apresentadas no certificado destacam-se como mais relevantes:
identificação do método usado, especificação das condições ambientais, calibração dos sistemas de medições, a
rastreabilidade a padrões nacionais ou internacionais dos padrões utilizados e a expressão dos resultados das medições
com a incerteza com a probabilidade 95% de confiabilidade (Beckert, 2000).
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6 Normas para O Produto
O documento “Política para implementação da estimativa de incerteza de medição em laboratórios de ensaio,
NIT-DICLA-033 aprovadas em março 2003” estabelece a política da CGCRE/INMETRO para que os laboratórios de
ensaio implementem a estimativa de incerteza de medição para os ensaios credenciados de acordo com os requisitos da
NBR ISO/IEC 17025: 2001. Este documento informa no plano de ação dos métodos de ensaio que requeiram a
identificação de todos os componentes da incerteza e um cálculo detalhado da incerteza da medição de acordo com
métodos publicados que sejam consistentes com aqueles constantes no “Guia para Expressão de Incerteza de Medição”
publicado pelo BIPM, IEC, IFCC, ISO”. IUPAC, IUPAP e OIML.
A qualidade da alvenaria na construção depende do material usado, assim como todo trabalho utilizando
(tijolos) blocos cerâmicos vermelho, deve estar conforme os padrões mínimos exigidos para estes produtos. As
características dos blocos produzidos no Brasil são (i) a conformidade de suas características geométricas, físicas e
mecânicas (ii) não devem apresentar defeitos, como trinca, quebra, superfície irregulares deformações e não uniformidade
na cor como é estabelecido na norma técnica ABNT NBR 15270 para os ensaios dos blocos cerâmicos de vedação e no
Regulamento Técnico a que se refere a Portaria INMETRO n o 127 de 29/06/2005.
7 Os Ensaios.
7.1 As Características Massa Seca e Índice de Absorção de Água.
Nesse ensaio, as amostras são consideradas não conformes quando apresentam percentual de absorção de
água superior a 25% (vinte e cinco por cento), indicando que a parede construída com esses tijolos pode sofrer aumento
de carga quando exposta à chuva, acarretando em problemas estruturais à construção (... Bloco cerâmico. Inmetro. 2007).
Os corpos de prova devem ser recebidos, identificados, limpos, ter as rebarbas retiradas e colocados em
ambiente protegido que preserve suas características originais. Este método de ensaio requer a aparelhagem necessária
para a execução do ensaio é composta de balança com resolução de até 5 g, e estufa com temperatura ajustável a (105 ±
5) oC. (NBR 15270).
Para medida da massa seca após o preparo dos corpos de provas, devem ser seguidas as seguintes atividades:
submeter os corpos de prova à secagem em estufa a (105± 5) oC, determinar a massa individual, em intervalos de 1 h até
que duas pesagens consecutivas de cada um delas difira em no máximo 0,25% pesando-os imediatamente após a
remoção da estufa e medir a massa seca (ms) dos corpos de prova após a estabilização das pesagens, nas condições
estabelecidas, expressando-as em gramas.
Para medida da massa úmida (mu), após a determinação da massa seca os corpos de provas, devem ser
colocados em um recipiente de dimensões apropriadas, preenchido com água à temperatura ambiente, em volume
suficiente para mantê-los totalmente imersos.
Para a medida do índice de absorção d’água (AA) de cada corpo-de-prova é determinado pela expressão (1):
(1)
Onde mu e.ms representam a massa úmida e a massa seca de cada corpo-de-prova, respectivamente, expressas
em gramas.(NBR 15270).
Como principais fontes de incerteza a ser considera no cálculo do resultado da medição devem ser
considerados: (i) influência da temperatura ambiente, (ii) incertezas herdadas da balança utilizada para medir a massa o
erro médio das indicações e incerteza da calibração da balança.
7.2 A características da Resistência a Compressão.
Esse ensaio verifica a capacidade de carga que os blocos cerâmicos suportam quando submetidos a forças
exercidas perpendicularmente sobre suas faces opostas e determina se as amostras oferecem resistência mecânica
adequada, simulando a pressão exercida pelo peso da construção sobre os blocos. O não atendimento aos parâmetros
normativos mínimos indica que a parede poderá apresentar problemas estruturais como rachaduras e, conseqüentemente,
oferecerá riscos de desabamento à construção.
No caso de blocos cerâmicos com largura (L) inferior a 90mm, a resistência mínima à compressão exigida é de
2,5MPa. Independentemente da classificação todas as amostras de blocos cerâmicos têm de atender ao requisito de
Parâmetro Mínimo: Resistência à Compressão > 1,0 MPa, ( ... Bloco cerâmico. Inmetro. 2007).
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Todos os corpos de prova devem ser ensaiados de modo que a carga aplicada na direção do esforço que o
bloco deve suportar durante o seu emprego, sempre perpendicular ao comprimento e na face destinada ao assentamento.
Os corpos-de-prova devem ser previamente preparados de forma a se obter um corpo-de-prova com duas faces de
trabalho devidamente regularizadas e tanto quanto possíveis paralelas. O corpo de prova deve ser colocado na prensa de
modo que o seu centro de gravidade esteja no eixo de carga dos pratos da prensa; proceder ao ensaio de compressão,
regulando os comandos da prensa, de forma que a tensão aplicada, calculada em relação à área bruta se eleve
progressivamente à razão de (0,05 ± 0,01) MPa/s.
Para a medida da resistência de cada corpo-de-prova é determinado pela expressão (2):
(2)
Onde F representam a carga expressa em Newton e A média das áreas bruta de cada corpo-de-prova,
respectivamente, expressas em metros quadrados (NBR 15270).
Como principais fontes de incerteza a ser considera no cálculo do resultado da medição devem ser considerados
certificados do fabricante da máquina de ensaio e incertezas correlacionadas da área de base do bloco.
7.3 As Características Geométricas.
Os blocos não conforme quando menores e deformados trazendo como conseqüência que se use uma
quantidade maior de peças, mão de obra e massa para fazer uma mesma parede. O folder do Programa Setorial da
Qualidade Cerâmica Vermelha – Bloco Cerâmico faz as seguintes comparações entre um bloco cerâmico na norma e o
bloco cerâmico fora da norma para construir um metro quadrado de parede: para os blocos cerâmicos conforme se fará
com 25 blocos e serão necessários 28 blocos quando se usa bloco fora de norma e ainda as deformações da geometria
nos bloco fora da norma traz a conseqüência de necessitar de um acréscimo de 12% a mais de argamassa, também é
informado mais mão de obra com um acréscimo de 12% de homem/hora de pedreiro. (... PSQ Folder).
Para as características geométricas o método de ensaio determina os valores das dimensões efetivos das faces,
espessura dos septos e paredes externas do bloco, desvio em relação ao esquadro, planeza das faces, área bruta. O
método requer a aparelhagem necessária para a execução do ensaio é o paquímetro com sensibilidade mínima 0,05 mm,
régua metálica com sensibilidade mínima de 0,5 mm, esquadro metálico de 90 ± 0,5o e de balança com resolução de até 10
g. Os corpos de prova devem ser recebidos, identificados, limpos, ter as rebarbas retiradas e colocados em ambiente
protegido que preserve suas características originais, (NBR 15270). A figura 2 mostra os locais para medições das faces,
espessura das paredes e septos e os desvios em relação ao esquadro.
Figura 2. Locais para medições: faces, paredes, septos e esquadro (NBR 15270)
Para as dimensionais das características geométricas são determinado pela expressão (3):
L = Lo + Lo.[t –to].k
(3)
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Onde Lo representam a média do comprimento original, [t-to]. A diferença de temperaturas entre ambiente e a
temperatura padrão e k coeficiente de expansão térmica..
Como principais fontes de incerteza a ser considera no cálculo do resultado da medição deve ser considerado
incerteza declarada na calibração dos paquímetros com sensibilidade 0,05 mm, régua metálica com sensibilidade de 0,5
mm esquadro metálico de 90 = + - 0,5o e de termômetro com sensibilidade de 0,5oC. Efeitos da temperatura sobre o
mensurando. [NBR 15270].
8 Considerações.
Os blocos cerâmicos vermelha também chamados tijolo fazem parte do Programa Setorial da Qualidade (PSQ) é
um compromisso do setor de insumos da construção para o fornecimento de um produto garantido seguindo as regras
do Ministério das Cidades. O real conhecimento da situação vigente e a proposta de caminhos para melhorar o
desempenho do setor quanto ao eventual desperdício existente torna-se uma necessidade no contexto atual da
competição entre as empresas e de crescentes exigências por parte dos consumidores.
Para os produtos que não apresentam a qualidade necessária se recomenda que as empresas investir nos
seguintes requisitos: ter pessoal qualificado para realizar a calibração e ensaio; fazer uso de métodos apropriados de
calibração e ensaio, executando os mesmos em condições ambientais que não afetam o resultado; utilizar padrões
adequados e com rastreabilidade das medidas evidenciada; fornecer resultados corretos da calibração e ensaio, e o
resultado das medições como a incerteza declarada.
A finalidade deste trabalho é alertar as empresas para a necessidade capacitação de pessoal qualificado na
condução do laboratório e do processo de fabricação dos produtos. Não se pretende questionar a utilização de serviços
não qualificados, mas incentivar a melhoria contínua seja nas empresas como nos laboratórios de calibração e ensaios.
9. Referências
....2007., Bloco Cerâmico (Tijolo) INMETRO. Disponível em: http:// www.inmetro.org.br/ consumidor/ produto/ tijolo.asp
> Acesso em 10 de setembro de 2007.
ABNT,. NBR ISO/IEC 17025., Requisitas gerais para competência de laboratórios de ensaio e calibração.
ABNT. NBR 15270. Componentes Cerâmicos. 31/08/2005 .
ANDRADE, L. A. S.,“Uma Proposta Metodológica Para a Inspeção da Qualidade em Bloco Cerâmicos Para Alvenaria em
Canteiro de Obras, UFSC, Florianópolis. 2002.
BECKERT, S. F., et al, Competência Técnica Requisito Básico Para Quem Controla Os Meios de Medição Calibrados Por
Laboratórios Terceirizados, Congresso de Metrologia, Recife. 2003.
INMETRO, Portaria INMETRO n o 127,. Regulamento Técnico a que se refere à Portaria. 29 de junho de 2005.
INMETRO NIT-DICLA-033., Política Para Implementação da Estimativa de Incerteza de Medição em Laboratório de
Ensaio. 2003.
MERGULHÃO R. A. C.,Análise da Inspeção da Qualidade de Bloco de Vedação Comum nas do Segmento de Cerâmica
Vermelha de Santa Rita/Pb. UFPB, 1997.
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