CONTROLE METROLÓGICO
A metrologia legal dos instrumentos para medição de emissões veiculares
Qual é a a estrutura do controle metrológico legal dos instrumentos para medição
de emissões veiculares e a evolução da regulamentação técnica metrológica
nessa área
Augusto P. Cunha, Ronaldo N. Azeredo, José A. G. Neto
A poluição e o crescimento de áreas urbanas andam lado a lado desde a
Revolução Industrial. A urbanização gera constante necessidade de transporte de
pessoas e mercadorias, a distâncias cada vez maiores. Mesmo com diversas
opções de transporte (trem, metrô, bicicleta), os automóveis particulares são
preferidos na maioria das grandes cidades no mundo, principalmente naquelas
onde o transporte público é deficiente. Com isso, as emissões veiculares tornamse uma grande fonte de poluição do ar [1].
O Brasil é o país mais populoso da América do Sul, contando com mais de 180
milhões de habitantes. Aproximadamente 30% da população está concentrada nas
regiões metropolitanas das cidades do Rio de Janeiro e de São Paulo, ambas na
região sudeste do país [2].
A região metropolitana do Rio de Janeiro possui a maior densidade demográfica
(1.700 hab/km2), atingindo um nível de urbanização de 96,8%. Nessa região, as
fontes móveis de emissões (principalmente automóveis) respondem por 77% da
quantidade total de poluentes atmosféricos [3]. A qualidade de vida da população
não é afetada apenas quando os engarrafamentos se tornam rotina, mas também
quando as emissões dos automóveis não são controladas. As emissões veiculares
contêm diversos compostos como o monóxido de carbono (CO), óxidos de enxofre
e de nitrogênio (SOx e NOx), hidrocarbonetos (HC) e material particulado (MP),
podendo gerar uma série de problemas de saúde.
Os efeitos negativos desses poluentes sobre a saúde humana podem ser
intensificados quando combinados com determinados hábitos pessoais (como o
tabagismo), doenças respiratórias preexistentes (como a asma) ou até
determinadas condições meteorológicas (como baixa umidade do ar).
Considerando todos esses fatores, diversos países desenvolveram programas
para controlar as emissões veiculares. Alguns são muito conhecidos, como os
Padrões Euro (União Européia) e Tier (EUA), tendo sido adotados por outros
países ou utilizados como referência para o desenvolvimento de seus próprios
programas/padrões.
No Brasil, o Governo Federal estabeleceu em 1988 o Programa de Controle da
Poluição do Ar por Veículos Automotores (Proconve), estabelecendo para os
fabricantes de veículos um cronograma gradual para a implementação de
tecnologias veiculares mais limpas nos veículos novos. O Proconve foi
desenvolvido com base na experiência dos países desenvolvidos e teve boa
aceitação de todos os participantes (fabricantes, importadores, centros de
pesquisa e instituições governamentais). Ele é considerado um dos melhores
programas do mundo para o controle de emissões de fontes móveis [4].
O objetivo principal do Proconve é reduzir a poluição do ar através da fixação de
limites de emissões, proporcionando o desenvolvimento tecnológico dos
fabricantes e determinando que os veículos atendam a esses limites sob
condições de referência padronizadas. Para medir as emissões dos veículos com
motor de ignição por centelha (motor do ciclo Otto) é utilizado um instrumento
chamado medidor de gases de exaustão veicular. Numa breve descrição [5], este
instrumento utiliza a tecnologia de raios infravermelhos não dispersivos (NDIR)
para determinar as concentrações de monóxido de carbono (CO), dióxido de
carbono (CO2) e hidrocarbonetos (HC, na forma de n-hexano).
As emissões dos veículos com motor de ignição por compressão (ciclo Diesel) são
medidas com o opacímetro de fluxo parcial [6], que utiliza tecnologia óptica para
determinar a concentração de material particulado em suspensão numa amostra
da fumaça emitida pelo veículo. Dessa forma, deve-se ter uma estrutura do
controle metrológico legal dos instrumentos para medição de emissões veiculares
e a evolução da regulamentação técnica metrológica nessa área, apresentando as
principais etapas do controle metrológico legal. Além disso, será mostrado o
impacto ambiental que o controle das emissões veiculares gerou na qualidade do
ar da região metropolitana do Rio de Janeiro.
Denomina-se controle metrológico legal (CML) o conjunto de atividades de
metrologia legal que visam à garantia metrológica, compreendendo o controle
legal dos instrumentos de medição, a supervisão metrológica e a perícia
metrológica[7]. No Brasil, estão sujeitos à regulamentação e ao controle
metrológico - ação própria de um organismo de metrologia legal - os instrumentos
de medição e medidas materializadas utilizados nas atividades econômicas
(comerciais) e nas medições que interessem à incolumidade das pessoas nas
áreas da saúde, da segurança e do meio ambiente, e os produtos premedidos.
No caso dos medidores de gases e dos opacímetros, a atividade de maior
destaque no CML é o controle legal dos instrumentos de medição. Todo modelo
novo de instrumento regulamentado pela Metrologia Legal deve ser submetido à
apreciação técnica de modelo (ATM) no Inmetro antes de ser colocado no
mercado. Na ATM são realizados os exames e ensaios sistemáticos do
desempenho de um ou vários exemplares de um modelo identificado de um
instrumento de medição, em relação às exigências documentadas, a fim de
determinar se o modelo pode ou não ser aprovado, e cujo resultado está contido
no relatório de apreciação técnica [7].
Os requisitos técnicos utilizados na ATM são documentados por meio de um
Regulamento Técnico Metrológico (RTM), que é específico para cada instrumento.
Os RTM são normalmente desenvolvidos com base nas recomendações da
Organização Mundial da Metrologia Legal (OIML). Quando não há recomendação
da OIML disponível, os requisitos do RTM devem ser baseados em outro
documento de aceitação internacional como, por exemplo, as normas da
Organização Internacional de Normalização (ISO) ou da Comissão Internacional
de Eletrotécnica (IEC).
O processo de ATM consiste da análise da documentação (manuais de instruções,
memorial descritivo, desenhos, etc.), do exame geral dos exemplares (inspeção
visual, correto uso das unidades de medidas, inscrições obrigatórias, etc.) e de
ensaios de desempenho.
Quando o instrumento de medição obtém êxito no processo de ATM, considera-se
que o seu modelo foi aprovado. A comunicação dessa decisão é feita através da
publicação de uma portaria de aprovação de modelo (PAM). A etapa seguinte do
controle legal é a verificação, que é o procedimento que inclui o exame e a
marcação e/ou a emissão de um certificado de verificação e que constata e
confirma que o instrumento de medição satisfaz às exigências regulamentares [7].
Os requisitos a serem atendidos estão determinados no mesmo RTM utilizado na
ATM.
Todo exemplar de instrumento novo deve ser submetido à verificação inicial antes
de ser vendido ao seu usuário final, quando são realizados alguns ensaios básicos
para confirmar que o exemplar mantém as características do modelo que foi
aprovado. A verificação inicial pode ser individual (todas as unidades) ou por
amostragem.
Se o exemplar for aprovado na verificação, ele recebe uma marca de selagem
(para evitar abertura não autorizada, quando for o caso) e uma marca de
verificação. Depois disso ele pode ser comercializado e colocado em uso.
As verificações subsequentes também fazem parte do controle legal dos
instrumentos de medição. Elas podem ser feitas em intervalos de tempo
predeterminados (verificação periódica) ou sob solicitação do detentor do
instrumento (verificação voluntária). O controle legal dos medidores de gases e
dos opacímetros divide-se em duas fases: de 1996 a 2004 e após 2004.
Desde 1996, quando foi iniciado, diversas ações foram tomadas para aperfeiçoá-lo
e estruturá-lo adequadamente, permitindo que ele possa cumprir sua função
primordial, que é fornecer a confiabilidade necessária às medições realizadas com
esses instrumentos. Na primeira fase não havia RTM específico para medidores
de gases ou para opacímetros. Assim, os ensaios de ATM e de verificação eram
baseados diretamente em documentos internacionais [8]. Informações mais
detalhadas sobre esta fase podem ser encontradas no artigo Atuação da
Metrologia Legal no Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores
(Azeredo e Rodrigues). A segunda fase, quando houve a publicação dos RTM,
será detalhada a seguir, separadamente para cada instrumento.
O RTM sobre medidores de gases de exaustão veicular foi publicado em agosto
de 2005. Foi desenvolvido com base na publicação conjunta ISO 3930/OIML R99 Instruments for measuring vehicle exhaust emissions e prevê a realização de 22
ensaios para a ATM [5]. Nessa época dois novos modelos de medidores de gases
foram submetidos à ATM e o Inmetro começou a convocar os fabricantes e
importadores a reapresentarem seus modelos para apreciação sob o RTM recém
publicado. De 10 modelos que haviam sido aprovados na 1ª fase (1996- 2004),
apenas 5 continuavam no mercado.
Devido a uma série de dificuldades, essa nova rodada de apreciações não pôde
ser completada e as atividades foram suspensas até julho de 2008. Para
possibilitar o reinício das apreciações, o Inmetro decidiu transformar a ATM em um
processo de duas etapas [9]. A primeira etapa compreende o exame da
documentação, o exame geral e 7 ensaios de desempenho básicos. Caso o
modelo tenha êxito nessa etapa, ele é considerado aprovado por um período de 2
anos, durante o qual serão realizados os 15 ensaios de desempenho
complementares (2ª etapa). A aprovação definitiva somente é obtida quando todo
o processo é concluído. Caso o modelo tenha sido submetido à ATM
anteriormente em outro país, o Inmetro também decidiu permitir aos fabricantes e
importadores apresentar os relatórios de apreciação emitidos pelas autoridades
metrológicas desse país. Os relatórios poderão ser considerados, dispensando o
modelo de algum ensaio, somente se os ensaios foram feitos conforme definido na
ISO 3930/OIML R99 [9].
A verificação inicial dos medidores de gases é realizada em todas as unidades
produzidas. Ela é feita pelos Órgãos da Rede Brasileira de Metrologia Legal e
Qualidade – Inmetro (RBMLQ-I) na própria fábrica, sendo composta dos seguintes
procedimentos [5]:
− Exame visual;
− Ensaio de estanqueidade;
− Ensaio de determinação do erro nas condições de operação;
− Ensaio de restrição ou baixo fluxo;
− Ensaio de determinação do tempo de resposta;
− Ensaio de determinação do resíduo de HC.
Caso os medidores de gases verificados obtenham êxito em todos os
procedimentos, considera-se que eles foram aprovados. Nesse caso, cada um
deles recebe uma marca de verificação inicial (Fig. 1) e uma marca de selagem, e
pode então ser comercializado.
Fig. 1. Marca de verificação inicial
O padrão utilizado nos ensaios de verificação é um conjunto com três misturas
gasosas com concentrações conhecidas de monóxido de carbono, dióxido de
carbono e propano, em balanço com nitrogênio. Os procedimentos para a
realização das verificações dos medidores de gases estão determinados na norma
do Inmetro NIE-Dimel-079.
A cada seis meses o medidor de gases deve ser submetido a uma verificação
periódica. Além disso, caso sofra manutenção em que seja necessário romper as
marcas de verificação ou de selagem, o medidor de gases deve ser submetido a
uma verificação após reparo. Nos dois tipos de verificação são realizados os
mesmos ensaios da verificação inicial, sendo que os aprovados recebem a marca
de verificação subsequente (Fig. 2).
Fig. 2. Marca de verificação subsequente
O RTM para opacímetros começou a ser desenvolvido em outubro de 2007. Uma
vez que não há Recomendação Internacional da OIML sobre o instrumento,
definiu-se que a base seria a norma ISO 11614:1999 - Reciprocating internal
combustion compression-ignition engines, que é uma referência internacional. O
RTM sobre opacímetros foi publicado em fevereiro de 2008 e a ATM tem apenas
uma etapa, concedendo uma aprovação definitiva aos modelos que atendam ao
exigido no RTM [6]. É realizado o exame da documentação, o exame geral e dois
ensaios de desempenho.
Dentre os 9 modelos que haviam sido aprovados na 1ª fase (1996-2004), apenas
4 continuavam no mercado e já foram devidamente apreciados com base no novo
RTM.
Todo opacímetro novo deve ser aprovado na verificação inicial para que possa ser
comercializado. Ela é feita pelos Órgãos da Rede Brasileira de Metrologia Legal e
Qualidade – Inmetro (RBMLQ-I) na própria fábrica, sendo composta do exame
geral e do ensaio de medição estática [6]. Os opacímetros aprovados recebem
uma marca de verificação inicial (Fig. 1) e uma marca de selagem, e podem então
ser comercializados.
O padrão para o ensaio de medição estática é um conjunto com três filtros de
densidade neutra com opacidade conhecida e com valores próximos a 25%, 50%
e 75%. Os procedimentos para execução das verificações estão determinados na
norma do Inmetro NIE-Dimel-080.
Uma vez por ano os opacímetros devem ser submetidos à verificação periódica.
Também estão sujeitos à verificação após reparo, nas mesmas condições dos
medidores de gases. Nos dois tipos de verificação são realizados apenas o ensaio
de medição estática, onde os instrumentos aprovados recebem a marca de
verificação subsequente (Fig. 2).
Resultados
A situação atual relativa à quantidade de modelos aprovados é a seguinte:
− Medidores de gases: 10 modelos, através de 6 PAM;
− Opacímetros: 11 modelos, através de 9 PAM.
Todas as aprovações foram realizadas de acordo com os regulamentos técnicos
metrológicos específicos de cada instrumento.
No caso dos medidores de gases, as aprovações são provisórias (válidas por 2
anos), onde, durante este período, serão realizados os ensaios complementares
de desempenho para poderem receber a aprovação de modelo definitiva.
O serviço de verificação é descentralizado, sendo realizado em todo Brasil pelos
órgãos da RBMLQ-I. A Fig. 3 mostra a quantidade de verificações de medidores
de gases e de opacímetros realizadas pelo Instituto de Pesos e Medidas do
Estado de São Paulo (IPEM-SP) nos últimos anos [11]. Quase todos os
fabricantes desses instrumentos encontram-se em São Paulo.
Fig. 3. Verificações de medidores de gases e opacímetros realizadas pelo
IPEM-SP (* até maio/09)
Vale destacar que as verificações de opacímetros começaram a ser realizadas
pela RBMLQ-I em 2008. O Proconve prevê que todos os estados do país
implantem Programas de Inspeção e Manutenção (I/M) dos veículos em
circulação. O primeiro estado a implementá-lo foi o Rio de Janeiro (1997),
inicialmente apenas na região metropolitana da capital (RMRJ) e, posteriormente,
ampliando-o para quase todo o estado, totalizando 44 postos de vistoria assim
distribuídos: 19 na Região Metropolitana, 21 no interior do estado e quatro
volantes (Fig. 4).
Fig. 4. Áreas de abrangência do Programa I/M no RJ
A Fig. 5 mostra a concentração média de material particulado total em suspensão
em 4 diferentes áreas da Região Metropolitana do Rio de Janeiro [3].
Fig. 5. Níveis anuais de material particulado total na RMRJ
A Fig. 6 exibe a evolução da concentração média de material particulado inalável
em suspensão em 4 diferentes áreas da RMRJ [3].
Fig. 6. Níveis anuais de material particulado inalável na RMRJ
Nas duas figuras pode-se observar diminuição nos níveis de poluição a partir de
1997, ano em que foi iniciado o Programa I/M na RMRJ. Como conclusão, podese dizer que, atualmente a metrologia legal permeia todos os níveis e setores de
atividades de uma nação desenvolvida, cada vez mais expandindo sua atuação
para áreas além das relações comerciais. Os cuidados com saúde da população,
com sua segurança e com a proteção ao meio ambiente passam a ser atividades
fundamentais nesse novo contexto. Os benefícios proporcionados à economia e à
sociedade dependem fortemente de um controle metrológico legal bem
estruturado e, principalmente, integrado à dinâmica das empresas e do próprio
mercado.
A redução de entraves e a otimização dos processos são fundamentais para que o
controle metrológico legal não seja apenas uma mera etapa burocrática no longo
caminho que uma empresa precisa percorrer para lançar um novo modelo de
instrumento de medição.
As ações tomadas ao longo dos anos no controle metrológico legal dos medidores
de gases e dos opacímetros visaram sempre melhorar o processo e gerar
alternativas aos entraves que eventualmente surgiram. Além disso, todo esse
trabalho foi desenvolvido buscando atingir um resultado que, apesar de indireto, é
de suma importância: a efetiva redução dos níveis de poluição do ar.
Com um crescimento médio da frota de cerca de 5.500 veículos por mês, a cidade
do Rio de Janeiro atingiu em 2007 a marca de dois milhões de automóveis
cadastrados no Registro Nacional de Veículos Automotores (Renavam) [10]. O
número é a metade do total do estado e representa aproximadamente um veículo
para cada três habitantes. Mesmo com o crescente número de veículos, foi
evidenciado que o programa de I/M contribui grandemente nas quedas dos índices
de poluição do ar proveniente das emissões veiculares.
O controle metrológico legal dos medidores de gases e opacímetros é a forma
pela qual o Inmetro pretende contribuir para a conservação e melhoria do meio
ambiente, proporcionando meios confiáveis para o efetivo controle da poluição do
ar.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a todos que colaboraram ao longo dos anos no desenvolvimento
das atividades citadas no presente artigo.
Referências
[1] LIMA - Laboratório Interdisciplinar do Meio Ambiente da Universidade Federal do Rio de Janeiro
(UFRJ), Avaliação do Programa de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso no Rio de Janeiro.
Disponível em: http://www.lima.coppe.ufrj.br.
[2] IBGE, Levantamentos sobre a população brasileira. Disponível em: http://www.ibge.gov.br.
[3] FEEMA, Relatório anual 2007. Disponível em: http://www.feema.rj.gov.br.
[4] IBAMA, Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (Proconve).
Disponível em: http://www.ibama.gov.br.
[5] INMETRO, Portaria Inmetro nº 155/2005 – Regulamento Técnico Metrológico sobre Medidores
de Gases de exaustão veicular. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br.
[6] INMETRO, Portaria Inmetro nº 060/2008 – Regulamento Técnico Metrológico sobre
Opacímetros de fluxo parcial. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br.
[7] INMETRO. Portaria Inmetro nº 163/2005 – Vocabulário Internacional de Termos de Metrologia
Legal. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br.
[8] AZEREDO, R. Nunes; RODRIGUES, R. A. C.; Atuação da metrologia legal no controle da
poluição do ar por veículos automotores. Anais do III Congresso Brasileiro de Metrologia, Recife,
Pernambuco, 2003.
[9] INMETRO, Portaria Inmetro nº 327/2008 – Altera o RTM aprovado pela Portaria Inmetro nº
155/2005. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br.
[10] ANFAVEA, Relatório Anual Anfavea. Disponível em: http://www.anfavea.com.br.
[11] IPEM-SP, Desempenho – Dados consolidados de instrumentos de medição. Disponível em:
http://www.ipem.sp.gov.br
Augusto P. Cunha, Ronaldo N. Azeredo, José A. G. Neto são servidores do
Inmetro - [email protected], [email protected],
[email protected]