Um Breve Resumo Sobre Incerteza de Medição

A palavra "incerteza" pode significar dúvida ou indecisão, mas em nenhuma hipótese, no sentido mais amplo, a incerteza de medição deve ser posto sob suspeita acerca da validade do resultado de uma medição.

Na vida cotidiana, pela facilidade do entendimento da maioria das pessoas, as unidades de medida tradicionais ou costumeiras conhecidas no ramo de comércio, indústria, prestação de serviços, entre outros, são relacionadas a valores numéricos exatos. Por exemplo, o consumo de energia elétrica de 150 kWh registrado em uma fatura mensal.

Analogamente, as pessoas em suas atividades rotineiras ocupam em fazer medidas práticas, sem muita complicação ou implicação teórica, mas ainda comparáveis a um padrão de referência. Por exemplo, medição de massa de um corpo humano com 70,8 kg, utilizando uma balança comum.

Essa forma de execução e entendimento das medidas tornam o tratamento, o controle e a transação em torno dos valores numéricos envolvidos mais adequados e bastante simples, mas ainda uma estimativa imprecisa.

Por mais estranho que possa parecer, os valores ditos "exatos" escondem erros toleráveis, que podem ser obtidos por métodos e instrumentos de medição apropriados, mas quando não controlados trazem sérios prejuízos a toda sociedade. Por isso, a necessidade de que produtos e serviços sejam avaliados de acordo com certos parâmetros de qualidade e confiabilidade, segundo requisitos contidos em normas técnicas, e assegurados suas conformidades por organismos certificadores independentes, como o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia – INMETRO.

Neste sentido, aos olhos rígidos da Metrologia, as medições apuradas são essenciais e nenhum resultado de medição pode ser interpretado como correto sem pelo menos o conhecimento do nível de incerteza associado ao valor medido com base em uma comparação a um padrão de referência conhecido, não importa o quão grande seja a precisão. 

Na determinação da incerteza em um processo de medição, muitas fontes perceptíveis ou não de desvios afetam a variação nos resultados da medição, podendo ter como origem, por exemplo, calibração do instrumento, o meio ambiente (temperatura, pressão, umidade), do operador (habilidade, julgamento), instabilidade do objeto (geometria, contaminação), procedimento de medição inadequado, entre outros fatores.

De acordo com o Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM), as fontes de incertezas associadas a uma medição podem ser avaliadas com base em duas categorias:

• Incerteza padrão do Tipo A: avaliação da incerteza via análise estatística de uma série de observações repetidas;
• Incerteza padrão do Tipo B: avaliação da incerteza por outros meios confiáveis.

Como a incerteza de uma medição é expressa?

Independentemente do método, medições repetidas na mesma amostra geralmente produzirão resultados diferentes (ou não idênticos) se o sistema for suficientemente sensível. Através da análise estatística, a dispersão dos resultados obtidos de tais medições repetidas (imprecisão) pode ser relatada ou descrita aproximadamente por uma distribuição de probabilidade normal (Gaussiana), com intervalo de confiança de cerca de 95 % dos resultados caindo dentro da faixa de ± 2 desvios padrão (± 2σ) do valor médio.

Considerando o exemplo anterior, agora com a utilização de uma balança eletrônica de maior precisão, a mesma pessoa obteve um único resultado de medição de massa de 71,285 kg. Apesar da medição ser mais precisa que a estimativa original, ainda não é possível ter confiança e certificar se essa medição representa o valor real da massa dessa pessoa. Supondo ainda o uso da mesma balança eletrônica, mas através de obtenção de várias outras leituras ou medidas, a massa média da pessoa apresentou um resultado mais aproximado de 71,290 kg e determinação de incerteza padrão de ± 0,004 kg. Isto significa que o valor verdadeiro (ou valor correto) tem 95 % de chance de estar em algum lugar entre 71,286 kg e 71,294 kg.

A maneira de relatar o resultado da medição é: m = (71,290 ± 0,004) kg.

Expressar adequadamente os resultados experimentais e junto estabelecer o conhecimento e o controle suficientes da incerteza de medição permitem que outras pessoas façam julgamentos sobre a qualidade do experimento, o que facilita a realização de comparações com outros resultados ou previsão teórica.

fonte: mitutoyo, Eurachem, UNC 

Crédito: UNC
Erro vs Incerteza

Os termos “erro” e “incerteza” não devem ser confundidos, pois representam conceitos diferentes. 

Erro é a proximidade entre o valor verdadeiro e o resultado de uma medição. Exatidão é uma expressão que caracteriza a falta de erro.

A incerteza caracteriza o intervalo de valores dentro do qual o valor verdadeiro é afirmado estar com algum nível de confiança, levando-se em conta a exatidão e a precisão da medição.