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Validaçãoe Incerteza
naMedição Analítica
ANVISA / GGLASMinistério da Saúde
Pierre Morel
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Programação do Curso (Validação e Certificado de Calibração)Programação do Curso (Validação e Certificado de Calibração) Qualidade de um Laboratório
Estrutura dos dados : Precisão e Exatidão; Outliers; Testes de significância; Equação de Horwitz.
Confiabilidade metrológica de um laboratório
Validação :
Definição Planejamento Revalidação Relação custo-benefício Critérios de aceitação Normas Fluxograma Estabilidade Especificidade/Seletividade
Limite de detecção Limite de quantificação Linearidade Precisão Exatidão Robustez
Certificado de calibração :
Definições Objetivos Conteúdo Fluxograma
Exercícios
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Qualidade Qualidade de um Laboratóriode um Laboratório
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GQ + CQGQ + CQ
Q : Qualidade um Laboratório GQ : Garantia da Qualidade CQ : Controle da Qualidade (controle
interno da qualidade laboratorial)
Q Ξ (GQ + CQ)
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Garantia da QualidadeGarantia da Qualidade
Sistema da Qualidade, por exemplo :
ISO 17025;BPL.
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Controle da QualidadeControle da Qualidade
O objetivo é detectar,quantificar e minimizar os desvios que são de 3 tipos :
desvios grosseiros;desvios sistemáticos;desvios aleatórios.
Obs : desvio = erro ou incerteza
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Estrutura dos Dados Estrutura dos Dados de um Laboratóriode um Laboratório
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Precisão e ExatidãoPrecisão e Exatidão
Valorverdadeiro
Média
Média
Média
Média
Preciso e exato
Preciso e inexato
Impreciso e inexato
Impreciso e exato
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Desvio-padrãoDesvio-padrãoA precisão é avaliada pela estimativa do
desvio-padrão :
ou pelo coeficiente de variação ;
21
1( )
1
n
jj
s X X Xn
( )100
s XCV
X
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Uso de replicatasUso de replicatas
O uso de replicatas para cada determinação apresenta duas vantagens :
Os desvios grosseiros podem ser detectados : Pelo desvio-padrão; Se um teste estatístico permitir identificar outliers.
As conseqüências dos desvios aleatórios ficam minimizadas; pois o desvio-padrão da média das replicatas é igual ao desvio-padrão da série dividido por raiz(n) ou ainda : s
n
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A presença de outliers pode acarretar problemas de :
Aumento do desvio-padrão.
deslocamento da média, consequentemente problemas de exatidão;
Antes de qualquer tratamento estatístico (testes de significância e validação por exemplo), tratar os eventuais outliers.
Média
Média
Média
Média
Critérios de rejeiçãoCritérios de rejeiçãode valores discrepantes (Outliers) (1/5)de valores discrepantes (Outliers) (1/5)
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O outlier é um valor que não pertence à distribuição do resto dos dados.
Não se pode eliminar dados de um conjunto somente a partir de análise estatística (incluindo testes de outliers), sem nenhuma explicação ou motivo.
O teste de outliers nós mostra onde olhar. Cuidado ! Um outlier pode mostrar a
freqüência e a magnitude de desvios sérios no método.
Critérios de rejeiçãoCritérios de rejeiçãode valores discrepantes (Outliers) (2/5)de valores discrepantes (Outliers) (2/5)
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Vários tipos de análise :
1) análise visual;
2) teste de Dixon;
3) teste de Grubbs;
4) estatística robusta - uso da mediana – método de Huber;
Critérios de rejeiçãoCritérios de rejeiçãode valores discrepantes (Outliers) (3/5)de valores discrepantes (Outliers) (3/5)
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Teste popular porque o cálculo é simples : Distribuição normal; teste bilateral Ordenar os valores em forma crescente de ‘1” a
“H”; Critérios :
Extremo Extremo inferior superior
– n=3 a 7 e
– n=8 a 12 e
– n >13 e
Se D > valor crítico, temos a presença de um outlier.
2 1
1
z zD
z H z
n Valor crítico de D para P=0,05
3 0,970
4 0,829
5 0,710
6 0,628
7 0,569
8 0,608
9 0,504
10 0,530
11 0,502
12 0,479
13 0,611
14 0,589
Critérios de rejeiçãoCritérios de rejeiçãode de valoresvalores discrepantes (Outliers) (4/5) discrepantes (Outliers) (4/5)
– Teste de Dixon– Teste de Dixon
2 1
1 1
z zQ
z H z
3 1
2 1
z zD
z H z
1
1
z H z HD
z H z
1
2
z H z HD
z H z
2
3
z H z HD
z H z
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Recomendado pela ISO e pela EPA :
distribuição normal; calcular desvio di de
cada ponto em relação à média;
calcular o desvio-padrão s
calcular G=di/s um valor é considerado
como outlier quando G é maior que o valor crítico correspondente na tabela.
Critérios de rejeiçãoCritérios de rejeiçãode de valoresvalores discrepantes (Outliers) (5/5) discrepantes (Outliers) (5/5)
– Teste de Grubbs– Teste de Grubbs
d x xi i
n Gcrit 95 %
3 1,154
4 1,481
5 1,715
6 1,887
7 2,020
8 2,127
9 2,215
10 2,290
11 2,355
12 2,412
14 2,507
16 2,586
18 2,652
20 2,708
50 3,128
x xiGs
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Teste F de Fisher (comparação de variâncias);
Teste T de Student (Comparação de médias) ;
ANOVA : Análise de variâncias.
Testes de significância mais Testes de significância mais utilizadosutilizados
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Equação de HorwitzEquação de Horwitz
Equação empírica a partir de resultados (~ 3.000) de estudos interlaboratoriais (~ 150) :
( / )1 0,5log
(%) 2 g gc
CV
Ref : LC/GC Europe
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Confiabilidade Confiabilidade Metrológica de um Metrológica de um
LaboratórioLaboratório
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Prazo
Custo
Qualidade de um Laboratório
QualidadeCientífica
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• escolha método• escolha eqtos
• recursos humanos
• qual grandeza ?• qual incerteza ?
• manutenção eqtos• rastreabilidade
(calibração/ padrão)
DISPONIBILIZAÇÃORECURSOS
NECESSIDADESDE MEDIÇÃO
VIGILÂNCIADO PROCESSO
• do produtoESPECIFICAÇÕESQualidade
Científica
Processo de
mediçãoanalítica
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3 últimos passos para 3 últimos passos para completar o ciclo completar o ciclo
metrológico...metrológico...
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• escolha método• escolha eqtos
• recursos humanos
• qual grandeza ?• qual incerteza ?
• manutenção eqtos• rastreabilidade
(calibração/ padrão)
DISPONIBILIZAÇÃORECURSOS
NECESSIDADESDE MEDIÇÃO
VIGILÂNCIADO PROCESSO
• do produtoESPECIFICAÇÕESQualidade
Científica
Processo de
mediçãoanalítica
VALIDAÇÃO1
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• Estabilidade• Especificidade• Seletividade• Limite de detecção• Limite de quantificação• Linearidade• Sensibilidade• Faixa de trabalho• Precisão• Exatidão• Robustez
VALIDAÇÃO
Passo 1
Sendo exigido, há tempo, no contexto detodos os sistemas da qualidade
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• escolha método• escolha eqtos
• recursos humanos
• qual grandeza ?• qual incerteza ?
• manutenção eqtos• rastreabilidade
(calibração/ padrão)
DISPONIBILIZAÇÃORECURSOS
NECESSIDADESDE MEDIÇÃO
VIGILÂNCIADO PROCESSO
• do produtoESPECIFICAÇÕESQualidade
Científica
Processo de
mediçãoanalítica
VALIDAÇÃO1
INCERTEZA DA MEDIÇÃO ANALÍTICA2
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•Especificação do mensurando•Identificação das fontes de incerteza•Quantificação dos componentes•Cálculo da incerteza combinada•Cálculo da incerteza expandida•Análise das contribuições
Incerteza daMediçãoAnalítica
Passo 2
Cálculo obrigatório no contexto daISO 17025; a REBLAS começou a dartreinamento e a exigir estes cálculos.
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Referências principais para o Referências principais para o Cálculo de IncertezasCálculo de Incertezas
GUM – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (Guia para a Expressão da Incerteza de Medição).
Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (Eurachem / CITAC).(Será divulgado em breve em português pela REBLAS)
Para esclarecer :www.qualincert.com.br
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• escolha método• escolha eqtos
• recursos humanos
• qual grandeza ?• qual incerteza ?
• manutenção eqtos• rastreabilidade
(calibração/ padrão)
DISPONIBILIZAÇÃORECURSOS
NECESSIDADESDE MEDIÇÃO
VIGILÂNCIADO PROCESSO
• do produtoESPECIFICAÇÕESQualidade
Científica
Processo de
mediçãoanalítica
VALIDAÇÃO1
INCERTEZA DA MEDIÇÃO ANALÍTICA23
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Passo 3 : INCERTEZA vs Passo 3 : INCERTEZA vs TOLERÂNCIATOLERÂNCIA
LIE LSE
OK??Não ? ? Não
2 X Incerteza 2 X Incerteza
Outras situações possíveis :
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• O Cliente • e/ou o Órgão Fiscalizador• e o Laboratório de análisesdefinem a aceitabilidadedo produto ou da situação em funçãoda posição do resultado da análisefrente a : • tolerância• nível de incerteza
Definição daaceitabilidade
Passo 3
Último passo para fechar o ciclo da confiabilidade metrológica : o laboratório fornece um serviço compatível com as necessidades do Cliente.
Após esta etapa, ciclo PDCA de melhorias contínuas consideradas pertinentes.
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• escolha método• escolha eqtos
• recursos humanos
• qual grandeza ?• qual incerteza ?
• manutenção eqtos• rastreabilidade
(calibração/ padrão)
DISPONIBILIZAÇÃORECURSOS
NECESSIDADESDE MEDIÇÃO
VIGILÂNCIADO PROCESSO
• do produtoESPECIFICAÇÕESQualidade
Científica
Processo de
mediçãoanalítica
VALIDAÇÃO1
INCERTEZA DA MEDIÇÃO ANALÍTICA23
Fechamento
do CicloMetrológic
o
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ValidaçãoValidação
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A Validação de um método é o A Validação de um método é o processo de conseguir uma processo de conseguir uma evidência documentada que o evidência documentada que o método é capaz de medir o que método é capaz de medir o que ele tem como finalidade medir.ele tem como finalidade medir.
Poderemos ter confiança em resultados de uma medição somente se utilizarmos um método de forças e fraquezas conhecidas.
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Planejamento geral de uma Planejamento geral de uma validaçãovalidação
I. Especificar os requisitos da medição.II. Selecionar um método apropriado.III. Avaliar as informações a respeito da validação e selecionar
uma das opções seguintes :1. Verificação de um método previamente validado;2. validação de mudanças pequenas de métodos;3. validação de mudança de um método para outro;4. formalização da validação de um método conhecido;5. validação de um novo método.
IV. Decidir do rigor da validação : estabelecer crtitérios.V. Planejar a validação.VI. Realizar os experimentos;VII. Avaliar as informações obtidas.VIII. Adaptar o método às necessidades.IX. Documentar método e validação.X. Utilizar o método com confiança.
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Validação e RevalidaçãoValidação e Revalidação
I. Mesmo quando métodos normalizados são considerados como validados, o laboratório deve poder comprovar que o método é dominado internamente, através, por exemplo, de verificação da precisão, da exatidão e dos limites de detecção e quantificação.
II. Qualquer fase da validação de um método que serve de entrada para a estimativa da incerteza deste método, deve ser verificada com uma freqüência a ser determinada pelo laboratório (por exemplo, 1 vez por ano).
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Relação (custo X benefício)Relação (custo X benefício)da validação da validação
A validação precisa ser desenvolvida com um rigor adequado :
Rigor demasiado Custo alto
Rigor insuficiente O método não atingirá os requisitos.
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Critério de aceitação Critério de aceitação
Primeiro passo na validação : estabelecer critérios de aceitação para cada um dos parâmetros :
internamente ao laboratório; ou por norma; ou por imposição do Órgão
Fiscalizador ou Credenciador.
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Alguns guias / normas de Validação Alguns guias / normas de Validação (1/2)(1/2)
Norma EscopoICH – International Conference on Harmonisation
Indústria farmacêutica
ANVISA - Guia ANVISA para validação - métodos analíticos
Determinação de fármacos e outras substâncias em produtos farmacêuticos
ANVISA - Guia ANVISA para validação - métodos bioanalíticos
Determinação de fármacos e/ou metabólitos em matrizes biológicas
USDHHS/FDA – Bioanalytical Method validation
Indústria farmacêutica – Matrizes biológicas
INMETRO – DOQ-CGCRE-008 – Orientações sobre Validação de Métodos de Ensaios Químicos
Ensaios Químicos
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Alguns guias / normas de Validação Alguns guias / normas de Validação (2/2)(2/2)
Norma EscopoMETAS- Guide pour la validation des méthodes d´essai chimico-physiques
Métodos físico-químicos
APVMA – Australian Pesticides & Veterinary Medicines Authority
Análise de produtos químicos agrícolas e veterinários.
Directive 2002/657/EC – SANCOEuropean Communities
Análises contaminantes em produtos animais
Eurachem – The fitness for Purpose of Analytical Methods
Análises químicas
Method Validation for Chemical Testing - SINGLAS
Análises químicas
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Exemplo de Critérios de validação em Exemplo de Critérios de validação em normasnormas Ref : APVMA – Australian
Pesticides & Veterinary Medicines Authority
Recomendado :• Precisão :
• Exatidão :
• Linearidade :R > 0,99
Componente medido
Precisão (CV)
≥ 10,0 % ≤ 2 %
1,0 ≤ c ≤ 10 % ≤ 5 %
0,1 ≤ c ≤ 1 % ≤ 10 %
≤ 0,1 % ≤ 20 %
Componente medido
Exatidão
≥ 10,0 % 98-102 %
1,0 ≤ c ≤ 10 % 90-110 %
0,1 ≤ c ≤ 1 % 80-120 %
≤ 0,1 % 75-125 %
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Qual critério de validação adotar ?Qual critério de validação adotar ?
1) Obedecer à norma vigente.
2) Se não houver norma vigente, o melhor critério é a incerteza da medição
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Fluxograma ValidaçãoFluxograma Validação
Método
Estabilidade
Especificidade/Seletividade
Limites dedetecção e
quantificação
Exatidão
Precisão
Faixa detrabalho
Linearidade
Método validado
Estável
Instável
Específico ou seletivo
Atende os requisitos
Atende
Atende
Atende
Não atende
Não atende
os requisitos
Não atendeNão
específico
ou seletivo Não atende
Não atende
RobustezNão atende
Atende
Atende
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ValidaçãoValidação
Estabilidade
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EstabilidadeEstabilidade
Soluções suficientemente estáveis durante o tempo de medição.
Amostras e padrões testados por 48 horas,por exemplo. Estabilidade conforme temperatura e tempo. Quantificação determinada e comparada com soluções
novas. Se há um problema de estabilidade, devem ser pesquisadas
outras condições de estocagem ou aditivos.que melhorem a estabilidade.
Aceitabilidade : por exemplo, desvio de 2 % em relação a solução nova; para impurezas, desvio de 20%.
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ValidaçãoValidação
Seletividade /Especificidade
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Seletividade /Especificidade (1/3)Seletividade /Especificidade (1/3)
Um método específico é um método que produz uma resposta para um único analito.
Um método seletivo é um método que produz uma resposta para um analito particular sem interferências de outros componentes na matriz.
Sendo que há poucos métodos específicos, consideraremos somente a seletividade.
Várias ferramentas são utilizadas para alcançar a seletividade :– reação preliminar;– extração;– diferenças de distribuição, de mobilidade ou permeabilidade;– detecção;– combinação de sensores; respostas baseadas sobre interações
avaliadas matematicamente (quimiometria – seletividade computacional):
– etc... A Seletividade é referente à matriz. Ela representa
a ausência de interferência entre o analito e os componentes da matriz.
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Seletividade /Especificidade (2/3)Seletividade /Especificidade (2/3)Para obter a seletividade, várias possibilidades :
analisar a matriz sem o analito, verificando que nenhum interferente acabe eluindo no tempo de retenção do analito de interesse;
Ou, por comparação :
com método já validado;
Dopando a matriz com possíveis interferentes, demonstrando-se que os resultados não são afetados pela presença de tais componentes
De amostras com matriz e amostras sem matriz;
No caso de comparações, aplicar testes estatísticos : teste F(Snedecor) de homogeneidades de variâncias e o teste t (Student) de comparação de médias. Prepara-se dois grupos de, no mínimo, 10 amostras de teste.
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Seletividade /Especificidade (3/3)Seletividade /Especificidade (3/3)
Freqüentemente, trata-se de uma propriedade qualitativa.
Em cada caso, a recuperação do(s) analito(s) de interesse deve ser determinada e as influências de interferências suspeitas devidamente mencionadas.
Se a seletividade não for assegurada, a linearidade, a exatidão e a precisão estarão comprometidas.
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ValidaçãoValidação
Limite de detecção
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Limite de detecção (1/3)Limite de detecção (1/3)
A menor concentração de analito que produza uma resposta detectável acima do ruído do sistema.
Quando medições são realizadas a níveis muito baixos de analito, é importante conhecer qual é a concentração a mais baixa que pode ser detectada de maneira confiável pelo método.
Requisito particularmente para baixos níveis de analito.
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Limite de detecção (2/3)Limite de detecção (2/3)
O limite de detecção pode ser baseado :
em avaliação visual para métodos não instrumentais; Para métodos instrumentais :
Preparar uma amostra cuja concentração seja de 1 a 5 vezes o limite de detecção;
Medir o sinal desta amostra repetida 10 vezes;Calcular o desvio-padrão s destas 10 medições;Medir o sinal de 10 amostras em branco(sem o
analito), determinando o valor médio chamado de yb;
Teremos :Limite de detecção do sinal : Yld= yb + 3s,.
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Limite de detecção (3/3)Limite de detecção (3/3)A curva (reta) de calibração obedece a :Yam- yb =I.cSendo :
Yam : Sinal observado para a amostra; I : Inclinação da reta.
Conseqüentemente, aplicando para o limite de detecção, substituindo Yam por Yld= yb + 3s :
Yam- yb =I.c yb + 3s - yb =I.c ou ainda : c=LD=3s/I
na relação sinal-ruído para os métodos mostrando o ruído da linha de base. Esta relação é determinada comparando os sinais de amostras com concentração baixa conhecida com aqueles de amostras-branco. A relação sinal-ruído de 3 é considerada como aceitável.
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ValidaçãoValidação
Limite de quantificação
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Limite de quantificação (1/2)Limite de quantificação (1/2)
A menor concentração de analito que possa ser medida com nível aceitável de incerteza (ou com exatidão e precisão aceitáveis).
Requisito particularmente para baixos níveis de analito.
O limite de quantificação pode ser determinado : em avaliação visual para métodos não instrumentais; reduzindo a concentração do analito até que a precisão do
método não seja mais aceitável. na relação sinal-ruído para os métodos mostrando o ruido
da linha de base. Esta relação é determinada comparando os sinais de amostras com concentração baixa conhecida com aqueles de amostras-branco. A relação sinal-ruído de 5 a 10 é considerada como aceitável.
ou o valor do branco + 5 a 10 s
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Limite de quantificação (2/2)Limite de quantificação (2/2)
ou no desvio-padrão da resposta e da inclinação : LD = 10 s/S, sendo que s é o desvio-padrão do branco e S é a inclinação da curva de calibração;
ou estabelecendo uma curva (“s” versus concentração) a partir de :vários níveis de concentração;10 replicatas.
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ValidaçãoValidação
Linearidade
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Linearidade (1/4)Linearidade (1/4) A resposta do analito é linearmente proporcional á concentração. no mínimo, 5 níveis de concentração para permitir detectar alguma faixa não linear; por exemplo, de 50 a 150 % da concentração-alvo; ou de 0,05 a 2,5 % em caso de concentrações baixas; em replicata (no mínimo, duplicata ou triplicata).Aceitabilidade : visual; coeficiente de correlação > 0,999 ou coeficiente de determinação R2 > 0,998 intercepto com o eixo y; inclinação da reta (sensibilidade); curva [(y/x)=f(x)] ou [(y/x)=f(Logx)] para identificar a linearidade, especialmente na faixa de trabalho : obtem-se uma linha horizontal.
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Linearidade (2/4)Linearidade (2/4)
2
1
ny f xi i
i
A reta é ajustada pelo método de regressão linear dos mínimos quadrados. O método dos mínimos quadrados consiste em minimizar a soma dos quadrados dos resíduos ou desvios verticais (em relação a y), ou seja minimizar :
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Linearidade (3/4)Linearidade (3/4)
1
2
1
N
i ii
N
ii
y a bx
x x y yInclinação b
x x
Intercepto a y b x
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Linearidade 4/4)Linearidade 4/4)
22 2
22 2
:
1( )
1( )
1( )( )
xy
xx yy
xx i i i
yy i i i
xy i i i i i i
SCoeficientedecorrelação r
S S
com
S x x x xN
S y y y yN
S x y x y x x y yN
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ValidaçãoValidação
Faixa de trabalho
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Faixa de trabalhoFaixa de trabalho
Intervalo de concentração com exatidão, linearidade e precisão aceitáveis.
Intervalo obtido a partir dos ensaios de :Linearidade, para obter a linearidade;exatidão para obter a exatidão;de precisão para obter a precisão;
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ValidaçãoValidação
Precisão
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PrecisãoPrecisão
A precisão pode ser contemplada a dois níveis:
Repetitividade
Reprodutibilidade
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VIM – Repetitividade VIM – Repetitividade (1/2)(1/2)
Grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições de medição.
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VIM – Repetitividade VIM – Repetitividade (2/2)(2/2)
As condições de repetitividade incluem :
mesmo procedimento de medição; mesmo observador; mesmo instrumento de medição, utilizado nas
mesmas condições; mesmo local; repetição em curto período de tempo.
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VIM – Reprodutibilidade VIM – Reprodutibilidade (1/2)(1/2)
Grau de concordância entre os resultados de medições de um mesmo mensurando, efetuadas sob condições variadas de medição.
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VIM – Reprodutibilidade VIM – Reprodutibilidade (2/2)(2/2)
As condições alteradas podem incluir :
princípio de medição; método de medição; observador; instrumento de medição; padrão de referência; local; condições de utilização; tempo.
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Precisão (1/2)Precisão (1/2)
A precisão é avaliada pela estimativa do desvio-padrão :
ou pelo coeficiente de variação ;
No mínimo 10 determinações em cada concentração (por exemplo 3 concentrações, de 80 a 120 % da concentração-alvo).
21
1( )
1
n
jj
s X X Xn
( )100
s XCV
X
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Precisão (2/2)Precisão (2/2)
Unidade Desvio-padrão (%)
100 % 1,3
10 % 2,8
1 % 2,7
0,1 % 3,7
100 ppm 5,3
10 ppm 7,3
1 ppm 11
100 ppb 15
10 ppb 21
1 ppb 30
A precisão depende da matriz, da concentração de analitoe da técnica analítica Dados do manual AOAC (“Peer verified Methods Program”).
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ValidaçãoValidação
Exatidão
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Exatoe preciso
Preciso,porém inexato
Exato,porém
impreciso
Inexato eimpreciso
Exatidão vs PrecisãoExatidão vs Precisão
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VIM – Exatidão de VIM – Exatidão de mediçãomedição
Grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro do mensurando.
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Exatoe preciso
Preciso,porém inexato
Exato,porém
impreciso
Inexato eimpreciso
Errosistemático
X
Erroaleatório
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VIM – Erro sistemáticoVIM – Erro sistemático
Média que resultaria de um infinito número de medições do mesmo mensurando, efetuadas sob condições de repetitividade, menos o valor verdadeiro do mensurando.
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VIM – Erro aleatórioVIM – Erro aleatório
Resultado de uma medição menos a média que resultaria de um infinito número de medições do mesmo mensurando efetuadas sob condições de repetitividade.
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Valorverdadeiro
Erro vs Erro vs IncertezaIncerteza
ERRO
Erro aleatório » INCERTEZA
INCERTEZA
Erro sistemático » ERRO
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Correção
INCERTEZA
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VIM - CorreçãoVIM - Correção
Valor adicionado algebricamente ao resultado não corrigido de uma medição para compensar um erro sistemático.
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ExatidãoExatidão 4 maneiras de determiná-la :
– Analisando uma amostra de concentração conhecida (padrão) e comparando o resultado ao valor verdadeiro;
– comparando os resultados da análise pelo novo método ao resultado por um método de exatidão conhecida;
– adicionando uma quantidade conhecida de analito-padrão a uma amostra. Analisa-se a amostra com padrão e sem padrão e a diferença é comparada com a quantidade de padrão adicionada.
dopando uma matriz branco com analito e calculando a taxa de recuperação das quantidades conhecidas de dopante.
Amostras em replicatas (10); Mínimo de 3 níveis (de 50 a 150 % ou de 80 a 120 %) da
concentração-alvo; ou, para impurezas.
exp100
Concentraçãomédia erimentalExatidão
Concentraçãoteórica
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Exatidão – Taxa de recuperação (1/3)Exatidão – Taxa de recuperação (1/3)
Amostra Resultado R1
Medição 1
Amostra+ Dopante
Resultado R2
Medição 2
(R2 – R1) Quantidademedida
de dopante R3
Se R4 é a quantidade adicionada de dopante, (R4 –R3) = Erro
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Exatidão – Taxa de recuperação (2/3)Exatidão – Taxa de recuperação (2/3)
Re (%) 100
:
d
d
x xTaxa de cuperação
donde
x médiados resultadosdeamostrasdopadas
x médiados resultadosdeamostrasnãodopadas
d quantidadededopante
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Exatidão – Taxa de recuperação (3/3)Exatidão – Taxa de recuperação (3/3)
Unidade Recuperação média (%)
100 % 98-102
10 % 98-102
1 % 97-103
0,1 % 95-105
100 ppm 90-107
10 ppm 80-110
1 ppm 80-110
100 ppb 80-110
10 ppb 60-115
1 ppb 40-120
A exatidão depende da matriz, do processamento da amostra e daconcentração de analito. Dados do manual AOAC (“Peer verified Methods Program”).
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ValidaçãoValidação
Robustez
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RobustezRobustez Capacidade de um método permanecer inalterado frente a
pequenas alterações nos parâmetros, por exemplo : – Temperatura;– Tempo de extração;– pH;– volume de injeção;– diferentes colunas;– Velocidade do fluxo;– Composição da matriz;– etc...).
É uma indicação da confiabilidade do método durante seu uso normal.
Estes parâmetros podem ser testados : um por um; ou simultaneamente via planejamento de experimentos (DOE).
Aceitabilidade : se os efeitos das alterações não tornaram inaceitável o método, estas alterações serão incorporadas ao método.
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Certificado de Certificado de CalibraçãoCalibração
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VIM - CalibraçãoVIM - Calibração
Conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões.
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VIM - AjusteVIM - Ajuste
Operação destinada a fazer com que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com o seu uso.
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Exato
e preciso
Preciso,
porém inexato
Exato,
porém
impreciso
Inexato e
impreciso
Erro
sistemático
X
Erro
aleatório
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Valor
verdadeiro
Erro vs IncertezaErro vs Incerteza
ERRO
Erro aleatório » INCERTEZA
INCERTEZA
Erro sistemático » ERRO
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Principais objetivos da Principais objetivos da calibraçãocalibração
1. Assegurar que as leituras de um instrumento são consistentes com outras medições;
2. Determinar a exatidão das leituras dos instrumentos;
3. Estabelecer a confiabilidade do instrumento.
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Certificado de Certificado de CalibraçãoCalibração
Contém informações com o propósito de garantir a
rastreabilidade das medidas.
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Certificado de CalibraçãoCertificado de Calibração Deve:
estabelecer a identidade e credibilidade do Laboratório de Calibração;
identificar de maneira única o instrumento e o seu proprietário;
identificar as medições realizadas;
apresentar uma declaração não ambígua dos resultados, incluindo uma declaração da incerteza.
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Certificado de Certificado de CalibraçãoCalibração
Informa sobre:
o erro;
a incerteza.
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Certificado de Calibração: Certificado de Calibração: Informações Necessárias 1/3Informações Necessárias 1/3
INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS POR QUÊ?
1. Título: “Certificado de Calibração” Para estabelecer o que o documento pretende ser.
2. Nome e Endereço do Laboratório de Calibração
Para conhecer quem contatar para outras informações.
3. Identificação única do certificado, isto é, um número de relatório
Para poder ser rastreado todo o trabalho relacionado a calibração e o uso do
instrumento.
4. Cada página deve ser numerada e o total de páginas informado.
Para saber se a informação está completa.
5. Nome e endereço do Cliente Para rastreabilidade
6. Identificação não ambígua do instrumento, incluindo marca, modelo, número de série e número de versão do software.
Para saber ser o relatório está correto e o instrumento está
completo.
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Certificado de Calibração: Certificado de Calibração: Informações Necessárias 2/3Informações Necessárias 2/3INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS
POR QUÊ?
7. Data da calibração ( e data de recebimento quando isso for crítico)
Para saber até que ponto os resultados são atuais.
8. Identificação do método de calibração usado ou descrição não ambígua de qualquer método não padronizado usado, e/ou modificações a partir de método padronizado.
Como os resultados foram obtidos? Como estas e outras informações se
relacionam às medições que eu realizo. Esta e a próxima categoria de
informação são informações importantes do relatório: ler com
cuidado!
9. Condições nas quais a calibração foi realizada, por exemplo, temperatura ambiental, condições operacionais e opções de instrumentos.
Para assegurar que você pode reproduzir as condições da calibração
e assegurar que os resultados são aplicáveis a sua situação.
10. Resultados de medições e correlatos.
Estes formam o coração do relatório, o investimento pago por estas
informações.
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Certificado de Calibração: Certificado de Calibração: Informações Necessárias 3/3Informações Necessárias 3/3
INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS
POR QUÊ?
11. Um enunciado da incerteza estimada dos resultados da calibração.
Para capacitar você a calcular a incerteza das suas medidas.
12. Assinatura(s) e nome da pessoa(s) responsável(ies) pelo conteúdo do relatório.
Para indicar que o relatório foi realizado de acordo com o sistema da
qualidade do laboratório.
13. Declaração que o certificado não pode ser produzido na íntegra, sem aprovação por escrito do laboratório.
Para assegurar que todas as informações relevantes estão sempre
disponíveis para o usuário do certificado, e que os dados do
certificado não podem ser corrompidos.
14. Identificação da acreditação do Laboratório em NBR ISO 17025 na calibração.
Para assegurar que o laboratório é competente para prover todas as
informações acima.
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Resumindo:Resumindo:
Título
Nome e Endereço do Laboratório de Calibração
No. do Certificado
No. de Páginas
Identificação do Equipamento
Método
Condições nas quais a calibração foi realizada
Datasdorelatórioe dacalibração
Resultados de medições
Incerteza estimada
Assinatura do responsável
Declaração que o certificado não pode ser reproduzido
Identificação da Acreditação do Laboratório para Calibração
Nome e Endereço do Cliente
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Fluxograma de Auditoria do Fluxograma de Auditoria do Certificado de Calibração 1/3Certificado de Calibração 1/3
Existe POP para a calibração do equipamento?
Neste POP constam os critérios de aceitabilidadeda calibração do equipamento quanto ao erropermissível?
Sim
Não
Sim
Redigir
Não Determinar
Neste POP constam os critérios de aceitabilidadeda calibração do equipamento quanto à incerteza permissível?
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Fluxograma de Auditoria do Fluxograma de Auditoria do Certificado de Calibração 2/3Certificado de Calibração 2/3
Neste POP constam os critérios de aceitabilidade calibração do equipamentoquanto à incerteza permissível?
Sim
Não
Esta incerteza é um componente importante da incerteza final?
SimNão
Determinar
Existe certificado de calibração? NãoProvidenciar calibraçãoe/ou certificado
A data está compatível com o requisito do POP?
Sim
Não Calibrar
O certificado contém todas as informações necessárias?
SimProvidenciar outra cópia
Não
Sim
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Fluxograma de Auditoria do Fluxograma de Auditoria do Certificado de Calibração 3/3Certificado de Calibração 3/3
Não
O erro está dentro do permissível? Não Ajustar
A incerteza está dentro do permissível?
Sim
Não Recalibrar
Sim
OK
O certificado contém todas as informações necessárias?
Sim
Providenciar outra cópia
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Incerteza de Incerteza de MediçãoMedição
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Programação do Curso Programação do Curso (Incertezas)(Incertezas) Por quê calcular a incerteza ?
Contexto atual Referências deste curso Desmistificação do Cálculo de
Incertezas Vocabulário Internacional de
Metrologia
Bases de um Cálculo de Incertezas
Roteiro de um Cálculo de Incertezas
Especificação do mensurando Exemplo
Identificação das fontes de Incerteza : Diagrama de Ishikawa
Exemplo Exercício
Quantificação dos componentes Exemplo Exercício
Cálculo da Incerteza combinada Exemplo Exercício
Cálculo da Incerteza expandida Exemplo
Análise das contribuições Exemplo
Apresentação dos resultados
Exercício
Incertezas em Microbiologia
Como calcular Incertezas
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Por quê calcular a Por quê calcular a incerteza ?incerteza ?
Os resultados analíticos não são perfeitos.
“INCERTEZA DE MEDIÇÃO”
Adaptar o Custo analítico à Necessidade.
Possibilitar a tomada de decisão (aceitabilidade por um Cliente ou um Órgão Fiscalizador).
Assegurar a comparabilidade de resultados.
Conhecer melhor o processo analítico.
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Rastreabilidade segundo o VIMRastreabilidade segundo o VIM
Propriedade do resultado de uma medição ou do valor de um padrão estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente nacionais ou internacionais, através de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.
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VIM – Incerteza de mediçãoVIM – Incerteza de medição
Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um mensurando.
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rastreabilidade rastreabilidade ≡≡ comparabilidadecomparabilidade
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Contexto atual da incerteza de medição :Contexto atual da incerteza de medição :Documentos de baseDocumentos de base
Documento Origem Data
Recomendação INC-1 BIPM 1981
GUM – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement
Guia para a Expressão da Incerteza de Medição
BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML
ABNT/Inmetro
19931995
08/2003
Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Measurements Results
NIST 1994
Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement
Eurachem/CITAC 19952000
NBR ISO/IEC 17025 ISO / IECABNT
19992001
EA 4/16 – EA Guidelines on the expression of uncertainty in quantitative testing
European co-operation for Accreditation
12/2003
APLAC-TC005- Interpretation and guidance on the estimation of uncertainty of measurement in testing
Asia Pacific Laboratory
Accreditation Cooperation
03/2004
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?
?
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Referências principais deste Referências principais deste cursocurso
GUM – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (Guia para a Expressão da Incerteza de Medição).
Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (Eurachem / CITAC).
VIM – Vocabulário Internacional de Metrologia.
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Desmistificação do Cálculo de Desmistificação do Cálculo de IncertezasIncertezas
Só se aprende a desenvolver cálculo de incertezas de medição, calculando incerteza de medição.
Não hesite ! Começa a calcular !
Não é necessário conseguir um cálculo perfeito na primeira vez. Aprimora-se depois...
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VIM - MensurandoVIM - Mensurando
Objeto da medição. Grandeza específica submetida à
medição.
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Correção
INCERTEZA
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Valorverdadeiro
Erro vs IncertezaErro vs Incerteza
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Bases do Cálculo de IncertezasBases do Cálculo de Incertezas
A média dos valores medidos representa o valor mais provável;
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O quê é necessário e suficiente O quê é necessário e suficiente para representar o resultado ?para representar o resultado ?
Imaginemos duas medições analíticas realizadas em triplicata :
DesvioPadrãotriplicat
a
0,25
0,5
Média
4,75
5,0 5,25
5,0
4,5 5,0 5,5 5,0
Precisão
Desvios-padrão experimentais diversos
(Incertezas relativas)
Linearidade
Variação
Recup.
vidraria
Sol. padrã
o
94,0 % 2,5 % 2,0 % 0,8 % 0,3 %
90,0 % 9,5 % 8,0 % 1,2 % 0,7 %
É necessário apresentar a incerteza
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Bases do Cálculo de IncertezasBases do Cálculo de Incertezas
A média dos valores medidos representa o valor mais provável;
Os resultados em condições de repetitividade apresentam uma distribuição normal.
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Distribuição normalDistribuição normal
Slide 029
2
221( )
2
x
f x e
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Distribuição normalDistribuição normal
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Bases do Cálculo de IncertezasBases do Cálculo de Incertezas A média dos valores medidos representa o valor
mais provável; Os resultados em condições de repetitividade
apresentam uma distribuição normal; A propagação das incertezas é realizada
considerando distribuições normais e seus respectivos desvios-padrão.
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Propagação Propagação comocomo distribuições distribuições normaisnormais
s1
s2
s3
s
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Roteiro do Cálculo de Roteiro do Cálculo de IncertezasIncertezas
1. Especificar o mensurando;2. Identificar as fontes de incerteza;3. Quantificar os componentes de
incerteza;4. Calcular a incerteza combinada;5. Calcular a incerteza expandida;6. Analisar as contribuições de
incerteza.
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Passo 1 : Especifiar o Passo 1 : Especifiar o MensurandoMensurandoDeclarar o que está sendo medido :
passando por todas as fases intermediárias do processo analítico;
Mostrando : a equação ou equações sucessivas; As unidades utilizadas nestas equações, o que acaba
constituindo uma forma de validar estas equações.
Definição do mensurando Diagrama de blocos Equação(ões)
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Exemplo :
Determinação de ácido fólico em farinha de trigo
?
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
1 – Diagrama de blocos
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Preparo de
soluções
diversas
Ácido
fosfórico
NaOH
KOH
Tampão
fosfato
Bicarbonato
De sódio
TCA
Preparo de
soluçoes
ácido fólico
Pesagem de # 100 mg
ácido fólico
Retirada de alíquota
de 1mL e dissolução
em 25 mL de água
Retirada de alíquota de 6mL e dissolução
em 25 mL de
solução NaOHSolução-mãe
Padrão a
100 mg/100 mL
Dissoluções sucessivas em água
1:25, 1:10, 1:10Solução padrão
para farinhas
Dissolução em 100 mL de solução de
bicarbonato
Dissoluções sucessivas em água
1:25, 3:25Solução padrão
para mix
UV/Vis
Concentração
Solução-mãe
ácido fólico
Pesagem # 5g
de amostra
Diluição em 15 mL de solução
De TCA e 35 mL de água
Extração
Farinha de trigo
HPLC
Concentração
em ácido fólico
na amostra
Pesagem # 5g
de amostra
Diluição em 15 mL de solução
de NaOH, 20 mL de dolução de ácido fosfórico
e 15 mL de solução tampão
fosfato
Extração
Farinha de milho
Pesagem # 1g
de amostra
Diluição em 100 mL de solução
de bicarbonato
Extração
Mix
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Obs – Será calculada a incerteza absoluta centrada na concentração de 150 µg/100 g amostra.
2 - Definição do mensurando
Concentração de ácido fólico em µg / 100 g de amostra
de farinho de trigo
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
3.1 - Equação 1 (Equação geral): A equação de base da técnica HPLC é representada por :
/ /a
mg mLamostra mg mLp
Aácido fólico Solução padrãoHPLC
A
onde :
/mg mLamostraácido fólico : concentração final em mg de
ácido fólico por mL de amostra injetada de farinha.
a
p
A
A
: Relação entre as áreas de picos, sendo Aa a área
do pico de amostra e Ap a área do pico de padrão.
/mg mLSolução padrãoHPLC : Concentração da
solução padrão de ácido fólico para injeção no HPLC em mg/mL
3 – Equações
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Neste caso particular, é mais adequado trabalhar com a equação seguinte que será a nossa equação 1 :
5
/100 //
110a
g g amostra mg mLp g amostra mL
Aácido fólico Solução padrãoHPLC
A amostra
onde :
/100g g amostraácido fólico : concentração final em µg de
ácido fólico por 100 g de amostra de farinha de trigo
/g amostra mLamostra : concentração em g de farinha de
trigo por mL de amostra injetada de farinha de trigo
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Roteiro do Cálculo de Roteiro do Cálculo de IncertezasIncertezas
1. Especificar o mensurando;2. Identificar as fontes de incerteza;3. Quantificar os componentes de
incerteza;4. Calcular a incerteza combinada;5. Calcular a incerteza expandida;6. Analisar as contribuições de
incerteza.
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Passo 2 : Identificar as fontes de Passo 2 : Identificar as fontes de incertezaincerteza Elaborar simultaneamente o diagrama de
ISHIKAWA e a lista extensa de fontes de incerteza, sem se preocupar por enquanto, com a sua quantificação.
O diagrama de ISHIKAWA inicia-se com os termos da equação quando existe, e/ou com os componentes mais importantes de incerteza (dados da validação e/ou dados principais de equipamentos), montando assim as ramificações principais.
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de
incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
[ácido fólico]
µg/100g de
amostra
Solução padrão HPLC
Variação da Recuperação
(Aa/Ap)
Concentração amostra injetada em g/mL
Exemplo:Determinação de ácido
fólico em farinha de trigo
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Passo 2 : Identificar as fontes de incerteza Passo 2 : Identificar as fontes de incerteza (continuação)(continuação)
COMPONENTES DE INCERTEZA (Lista não exaustiva)
Origem Componente Exemplo
EQUAÇÕES Termos das equações
Parâmetros que não aparecem explicitamente
Amostragem
Preparação da amostra
Materiais de referência Pureza
Incerteza
EQUIPAMENTOS Calibração Incerteza
Erro (incluir na incerteza criteriosamente)
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Passo 2 : Identificar as fontes de incerteza Passo 2 : Identificar as fontes de incerteza (continuação)(continuação)
COMPONENTES DE INCERTEZA (Lista não exaustiva)
Origem Componente Exemplo
EQUIPAMENTOS Dados do fabricante de instrumento
Resolução
“Exatidão” / “Precisão”
Linearidade
Compensações de temperatura, altitude,...
Vidraria Repetitividade
Características
Calibração
Variação com temperatura
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Passo 2 : Identificar as fontes de incerteza Passo 2 : Identificar as fontes de incerteza (continuação)(continuação)COMPONENTES DE INCERTEZA (Lista não exaustiva)
Origem Componente Exemplo
VALIDAÇÃO INTRALABORATORIAL
Repetitividade
Reprodutibilidade
Robustez
Exatidão / recuperação (incluir na incerteza criteriosamente)
Variação da recuperação
Curva de calibração
VALIDAÇÃO INTERLABORATORIAL
Reprodutibilidade
Exatidão (incluir na incerteza criteriosamente)
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Passo 2 : Identificar as fontes de incertezaPasso 2 : Identificar as fontes de incerteza(continuação)(continuação)
Diagrama de Ishikawa :– Evoluir em direção às extremidades das
ramificações a partir dos efeitos principais.– Para cada ramificação, acrescentar fatores
contributivos até os efeitos se tornarem desprezíveis.
Lista das fontes de incerteza, registrando considerações e hipóteses.
Lista das fontes de incerteza; Diagrama de ISHIKAWA.
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Exemplo :
Determinação de ácido fólico em farinha de trigo
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de
incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Concentração soluções diversas (TCA,NaOH, bicarbonato) : São desprezadas as incertezas correspondendo à influência da concentração destas soluções sobre o resultado final da determinação de ácido fólico.
Concentração da solução padrão HPLC ( Solução padrãoHPLC )
Concentração da solução mãe ( Soluçãomãe padrão :
As incertezas sobre o preparo da solução mãe não são consideradas, já que esta solução-mãe é “padronizada” por UV/Vis antes do ser diluída para preparar a solução padrão injetada no HPLC. Conseqüentemente, á única incerteza incidindo sobre a concentração da solução mãe é referente à medição em UV/Vis :
UV / Vis :
o São desprezadas as influências da tensão e do
comprimento de onda. o As incertezas sobre absorbâncias são
transformadas diretamente em incertezas sobre concentrações de ácido fólico.
o São consideradas as incertezas referentes às características seguintes :
repetitividade ( UV repeu ):constando do certificado de
calibração;
processo de linearidade ( UV prolinu ): constando do
certificado de calibração. Obs - Incerteza sobre a Linearidade do UV/Vis
( UV linu ) :
Os dados constando do certificado de calibração evidenciam que a incerteza sobre a linearidade é desprezível.
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de
incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
[ácido fólico]
µg/100g de
amostra
Solução-padrão HPLC
Solução mãe
UV/Vis
repe
linearidade
Variação da Recuperação
(Aa/Ap)
Concentração amostra injetada em g/mL
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de
incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
vidraria utilizada para a diluição da solução mãe no preparo da solução padrão HPLC : São realizadas diluições sucessivas 1:25, 1:10 e 1:10 a partir de: volume de 1 mL pelo pipetador EQ-CQmn 214,
tendo uma incerteza correspondente 1vu com os
componentes devidos a temperatura ( 1v tempu ),
repetitividade ( 1v repeu ),exatidão 1v exatu e resolução
( 1v resolu ).
Obs 1 – São escolhidos os dados de repetitividade do próprio laboratório por serem mais significativos que os dados constando do “certificado de conformidade”. Obs 2 – As diluições 1:25, 1:10 e 1:10, embora realizadas com o mesmo volume de 1 mL e o mesmo pipetador, são consideradas como operações sucessivas e independentes. Conseqüentemente, a incerteza referente a esta pipetagem é, de fato, computada 3 vezes.
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de
incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Obs 3 – Para estas 3 pipetagens sucessivas e iguais, é desprezada a eventual correlação que poderia existir por se tratar do mesmo pipetador.
volume de 25 mL pelo balão de 25 mL, tendo uma
incerteza correspondente 25vu com os
componentes devidos a temperatura ( 25v tempu ),
repetitividade ( 25v repeu ) e características da vidraria
( 25v caractu ).
volume de 10 mL pelo balão de 10 mL, tendo uma
incerteza correspondente 10vu com os
componentes devidos a temperatura ( 10v tempu ),
repetitividade ( 10v repeu ) e características da vidraria
( 10v caractu ).
Obs 1 – As diluições 1:10 e 1:10, embora realizadas com o mesmo volume de 10 mL e o mesmo balão, são consideradas como operações sucessivas e independentes. Conseqüentemente, a incerteza referente a este balão de 10 mL é, de fato, computada 2 vezes. Obs 2 – Para estas 2 diluições 1:10 sucessivas e iguais, é desprezada a eventual correlação que poderia existir por se tratar do mesmo balão.
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Especificar o
mensurando
Identificar as
fontes de
incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
[ácido fólico]
µg/100g de
amostra
Solução padrão HPLC
Solução mãe
UV/Vis
repe
linearidade
v1
v25
v10
Variação da Recuperação
(Aa/Ap)
Concentração amostra injetada em g/mL
resolexat
repetemp
caracttemp
repe
caracttemp
repe
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Roteiro do Cálculo de Roteiro do Cálculo de IncertezasIncertezas
1. Especificar o mensurando;2. Identificar as fontes de incerteza;3. Quantificar os componentes de
incerteza;4. Calcular a incerteza combinada;5. Calcular a incerteza expandida;6. Analisar as contribuições de
incerteza.
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Passo 3 : Quantificar os componentes de Passo 3 : Quantificar os componentes de incertezaincerteza
Tipos de componentes de incertezaTipos de componentes de incerteza ::
Os componentes de incerteza são de 2 tipos:
Tipo A : São aqueles que são avaliados através de uma série de medições repetidas, utilizando métodos estatísticos.
Tipo B : São aqueles que são avaliados através de outros meios que não a análise estatística de séries de observações.
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Passo 3 : Quantificar os componentes Passo 3 : Quantificar os componentes de incerteza (continuação)de incerteza (continuação)
RoteiroRoteiro ::
Estabelecer simultaneamente :
A tabela de componentes de incerteza:
O registro dos cálculos para cada componente, com respectivas considerações e hipóteses.
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Passo 3 : Quantificar os componentes Passo 3 : Quantificar os componentes de incerteza (continuação)de incerteza (continuação)
Incerteza Tipo A :Incerteza Tipo A :
1
1 n
jj
q qn
21
1( )
1
n
jj
s q q qn
Repetitividade com no mínimo, 10 medições : Média aritmética :
Desvio-padrão experimental :
Incerteza Tipo A = Incerteza padrão associada à média =Desvio-padrão experimental da média :
( )( )
s qs q
n
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Passo 3 : Quantificar os componentes de Passo 3 : Quantificar os componentes de incerteza (continuação)incerteza (continuação)
Principais distribuiçõesPrincipais distribuições Incerteza Tipo BIncerteza Tipo B
u=sDesvio-padrão s
x±c c/95 % de confiançau=c/2
x±c c/99 % de confiançau=c/3
2a
2a
x±a sem especificar
x±a (valores próximos
dist e nível confiança
u=a/(3)1/2
u=a/(6)1/2
de x mais prováveis)
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Passo 3 : Quantificar os Passo 3 : Quantificar os componentes de incerteza componentes de incerteza
(continuação)(continuação)Tabela de componentesTabela de componentes
x Fontede
Incerteza
Valorx
Δx Distribuição
Fator
SímboloIncertez
a
U(x)
U(x)/x
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Exemplo :
Determinação de ácido fólico em farinha de trigo
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
x Fonte de Incerteza
Valor x Δx Distribuição Fator Símbolo Incerteza
Valor ux ux/x
[Solução mãe padrão]
Repetitividade UV/Vis
100 mg /100mL
0,0018 mg/ 100mL
Normal (k=1)
1 UV repeu
0,0018 mg/ 100mL
0,000018
[Solução mãe padrão]
Incerteza do processo de Linearidade UV/Vis
100 mg /100mL
0,0031 mg/ 100mL
Normal (k=1)
1 UV linu
0,0031 mg/ 100mL
0,000031
V1 Temperatura 1 mL 0,00147 mL
retangular 1 3 1v tempu 0,000849 mL
0,000849
V1 Repetitividade 1 mL 0,00120mL
Normal (k=1)
1 1v repeu
0,00120mL 0,00120
V1 Exatidão 1 mL 0,008 mL retangular 1 3 1v exatu 0,00462 mL 0,00462
V1 Resolução 1 mL 0,01 mL retangular 1
2 3 1v resolu
0,00289 mL 0,00289
V25 Temperatura 25 mL 0,0368 mL
retangular 1 3 25v tempu 0,0212 mL 0,000850
V25 Repetitividade 25 mL 0,0017 mL
Normal (k=1)
1 25v repeu
0,0017 mL 0,000068
V25 Características 25 mL 0,0336 mL
retangular 1 3 25v caractu 0,0194 mL 0,000776
Grandeza de
Entrada
Fonte
Valor da Grandez
a
Dist.
FatorMult.
Símb.Incerteza
u(x)
u(x)/x
Valor Δxantes do
fator
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
UV/Vis Conforme já mencionado, as duas fontes de incerteza consideradas são referentes a repetitividade e linearidade. Os dados constam do certificado de calibração e ajuste e são expressos em absorbância; estes dados devem ser transformados em concentrações de ácido fólico.
Repetitividade ( UV repeu ) com filtro de Hólmio:
Interpretamos a partir do certificado que, para os 3 comprimentos de onda de trabalho (256,283 e 365), a incerteza referente a repetitividade é igual a 0,000577 (abs). Utilizando a lei de Lambert-Beer, precisamos transformar esta absorvância em concentração e, para isso, corrigir com a absortividade molar de cada comprimento de onda, calculando em seguida a média aritmética; Conseqüentemente, calculamos os componentes de incerteza em mg/100 mL correspondendo a cada um dos 3 comprimentos de onda, seguindo o método analítico MA-CQ-042. Teremos então :
o Para λ=256nm :
40,000577 10009,95 10 /100
580mg mL
o Para λ=283nm :
40,000577 100010,03 10 /100
575mg mL
o Para λ=365nm :
40,000577 100028,01 10 /100
206mg mL
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Em seguida, calculamos a incerteza combinada dos 3
componentes acima, dividindo por 3 , por ser uma incerteza referente a uma média de 3 fatores :
2 2 24 4 49,95 10 10,03 10 28,01 10
3UV repeu
410 99,00 100,60 784,560,0018 /100
3UV repeu mg mL
Embora não hajam informações a respeito do cálculo das incertezas constando do certificado, a distribuição pode ser considerada como normal.
Incerteza devida ao processo de Linearidade ( UV prolinu ) :
Refaremos o mesmo cálculo que o realizado acima para a repetitividade, pegando como valor de incerteza de absorbância 0,001 que foi a incerteza máxima observada no ensaio de linearidade constando do certificado de calibração e ajuste :
o Para λ=256nm : 30,001 10001,72 10 /100
580mg mL
o Para λ=283nm : 30,001 10001,74 10 /100
575mg mL
o Para λ=365nm : 30,001 10004,85 10 /100
206mg mL
2 2 23 3 31,72 10 1,74 10 4,85 10
3UV prolinu
310 2,96 3,03 23,520,0031 /100
3UV repeu mg mL
Embora não hajam informações a respeito do cálculo das incertezas constando do certificado, a distribuição pode ser considerada como normal.
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Componente devido a temperatura de V1( 1v tempu ) :
A incerteza é devido a diferença de expansão do líquido entre a temperatura da calibração da vidraria e a temperatura de trabalho. Neste caso :
temperatura de calibração : 19 °C temperatura de trabalho : 22 ± 4 °C diferença máxima de temperatura = 7 °C
O coeficiente α de dilatação para água é aproximadamente igual a 2,1X10-4.
Teremos então 41 1 1 2,1 10 7 0,00147v tempu v t mL
Componente devido a repetitividade de V1( 1v repeu ) :
Desvio padrão obtido no laboratório=σ=0,0038g Sendo que a repetitividade foi realizada a uma temperatura aproximada de 23 °C, a densidade aproximada era de 0,9976
Temos então : 0,0038
0,003810,9976
mL
A incerteza corresponde ao desvio padrão da média :
1
0,003810,00120
10v repeu mL
Componente devido a exatidão de V1( 1v exatu ) :
Não sendo mencionada, no certificado de conformidade, a incerteza do processo de medição do laboratório de calibração, foi adotada como incerteza referente a exatidão do instrumento a especificação do fabricante constando deste certificado de conformidade e do manual do próprio equipamento. Componente devido a resolução de V1( 1v resolu ) ;
Dado oriundo do manual do fabricante : 0,01 mL
Sendo um display digital, o fator á igual a 1
2 3
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Roteiro do Cálculo de Roteiro do Cálculo de IncertezasIncertezas
1. Especificar o mensurando;2. Identificar as fontes de incerteza;3. Quantificar os componentes de
incerteza;4. Calcular a incerteza combinada;5. Calcular a incerteza expandida;6. Analisar as contribuições de
incerteza.
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onde :y = f(x1, x2, ...,xn)
: coeficente de sensibilidade : descreve
como o valor de y varia com as mudanças nos parâmetros x1, x2, etc...r(xixj) : coeficiente de correlação (entre -1 e +1)
Passo 4 : Calcular a incerteza Passo 4 : Calcular a incerteza combinadacombinada
Equação geral com incertezas Equação geral com incertezas correlacionadascorrelacionadas
21
2
1 1 1 1( ) ( ) 2 ( ) ( ) ( , )
n n n
c i i j i j i ji i ji
yu y u x c c u x u x r x x
x
ii
yc
x
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onde :y = f(x1, x2, ...,xn)
: coeficiente de sensibilidade : descreve como o valor de y varia com as
mudanças nos parâmetros x1, x2, etc...
Passo 4 : Calcular a incerteza combinada Passo 4 : Calcular a incerteza combinada (continuação)(continuação)
Equação geralEquação geral com incertezas não com incertezas não correlacionadas correlacionadas
22
1( ) ( )
n
c ii i
yu y u x
x
ii
yc
x
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Passo 4 : Calcular a incerteza combinada Passo 4 : Calcular a incerteza combinada (continuação)(continuação)
Cálculos Cálculos
Com ou sem equação disponível, há 3 maneiras básicasde calcular a incerteza :
Método por cálculo de derivadas;
Método por combinação de incertezas absolutas erelativas;
Método por simulação.
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ou :
Passo 4 : Calcular a incerteza combinada Passo 4 : Calcular a incerteza combinada (continuação)(continuação)
Método por cálculo de derivadasMétodo por cálculo de derivadas
21
2
1 1 1 1( ) ( ) 2 ( ) ( ) ( , )
n n n
c i i j i j i ji i ji
yu y u x c c u x u x r x x
x
22
1( ) ( )
n
c ii i
yu y u x
x
Este método apresenta, em alguns casos, uma grande dificuldade.
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1. Para os modelos que incluem apenas uma soma ou diferença de grandezas, por exemplo y=x1+x2+...:
,ou seja, uma soma quadrática de desvios-padrão absolutos.
Passo 4 : Calcular a incerteza combinada Passo 4 : Calcular a incerteza combinada (continuação) (continuação) Método por combinação de Método por combinação de
incertezas absolutas e relativasincertezas absolutas e relativas
2 2 21 2( ) ...c x x xnu y u u u
Freqüentemente, pode-se aplicar estas duas regras :
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2. Para os modelos que incluem apenas um produto ou um quociente de grandezas,
por exemplo :
,ou seja, uma soma quadrática de desvios-padrão relativos.
Passo 4 : Calcular a incerteza combinadaPasso 4 : Calcular a incerteza combinadaMétodo por combinação de incertezas Método por combinação de incertezas absolutas e relativas (continuação)absolutas e relativas (continuação)
2 2 21 2
1 2
( ) ...x x xnc
u u uu y y
x x xn
1 2
3 ... n
x xy
x x
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3. É mais conveniente decompor o modelo matemático original em expressões, consistindo unicamente de operações cobertas por uma das regras acima.
Por exemplo, deve ser
decomposto em dois elementos :
e
Passo 4 : Calcular a incerteza Passo 4 : Calcular a incerteza combinadacombinada
Método por combinação de incertezas Método por combinação de incertezas absolutas e relativas (continuação)absolutas e relativas (continuação)
1 2
3 4
( )
( )
x xy
x x
1 2( )x x3 4( )x x
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Passo 4 : Calcular a incerteza Passo 4 : Calcular a incerteza combinadacombinada
Método por combinação de incertezas Método por combinação de incertezas absolutas e relativas (continuação)absolutas e relativas (continuação)
Este método é freqüentemente o mais conveniente para incertezas de medições com muitas grandezas de entrada como é o caso na área química.
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Exemplo :
Determinação de ácido fólico em farinha de trigo
Incerteza combinada
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Y = a X b X 1/c
uY/y=[(ua/a)2 + (ub/b)2+ (uc/c)2
Voltamos à equação 1 (equação geral) :
5
/100 //
110a
g g amostra mg mLp g amostra mL
Aácido fólico Solução padrãoHPLC
A amostra
de onde tiramos, após ter acrescentado a incerteza sobre a variação da recuperação :
/100 / /
2 22 2/
/100 / /
g g amostra mg mL g amostra mLa pácido fólico Solução padrãoHPLC amostraA A T rec
a p recg g amostra mg mL g amostra mL
u u uu u
ácido fólico A A Solução padrãoHPLC amostra T
II - 5 – Cálculo da incerteza combinada
X 1/T
+ (uT/T)2]1/2
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
5.1 - Incerteza sobre /mg mLSolução padrãoHPLC
( /mg mL
Solução padrãoHPLCu ) :
a partir da equação 3 :
1 1 1
25 10 10
1
100
v v vSolução padrãoHPLC Soluçãomãe padrão
v v v
Teremos :
25 101
2 2 22
1 25 10
3 2Soluçãomãe padrão v vvsolução padrãoHPLCu u uuu
Solução padrãoHPLC Soluçãomãe padrão v v v
5.1.1 – Cálculo de Soluçãomãe padrãou :
2 2 2 20,0018 0,0031UV repe UV linSoluçãomãe padrãou u u
410 324 961 0,0036 /100Soluçãomãe padrãou mg mL
5.1.2 – Cálculo de 1vu :
1 1 1 1
2 2 2 21
v temp v exat v resol v repevu u u u u
2 2 2 2
1 0,00085 0,00462 0,00289 0,00120vu
5
1 10 7225 213444 83521 14400 0,00564vu mL
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
5.1.3 – Cálculo de 25vu :
25 25 25
2 2 2 2 2 225 0,0212 0,0017 0,0194
v temp v repe v caractvu u u u
4
25 10 44944 289 37636 0,0288vu mL
5.1.4 – Cálculo de 10vu :
10 10 10
2 2 2 2 2 210 0,00849 0,0054 0,0231
v temp v repe v caractvu u u u
5
10 10 720801 291600 5336100 0,02520vu mL
5.1.5 – Cálculo de Solução padrãoHPLC :
1 1 1/ /100
25 10 10
1
100mg mL mg mL
v v vSolução padrãoHPLC Soluçãomãe padrão
v v v
/
1 1 1 1100 0,0004 /
100 25 10 10mg mLSolução padrãoHPLC mg mL
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
incerteza
combinada
Calcular a incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Voltamos a :
25 101
2 2 22
1 25 10
3 2Soluçãomãe padrão v vvsolução padrãoHPLCu u uuu
Solução padrãoHPLC Soluçãomãe padrão v v v
2 2 2 2
0,0036 0,00564 0,0288 0,02523 2
0,0004 100 1 25 10solução padrãoHPLCu
90,0004 1,296 10 0,0000954 0,00000133 0,0000127solução padrãoHPLCu
0,0004 0,0001094 0,0004 0,01046 0,00000418 /solução padrãoHPLCu mg mL
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Passo 4 : Calcular a incerteza combinada Passo 4 : Calcular a incerteza combinada (continuação)(continuação)
Método por simulação (Método de Kragten)Método por simulação (Método de Kragten)
Este método é muito cômodo mas apresenta limitações: y equacionável y = f(xi) linear ou u(xi) pequeno em relação a xi
VERIFICAR O RESULTADOVERIFICAR O RESULTADO
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Roteiro do Cálculo de Roteiro do Cálculo de IncertezasIncertezas
1. Especificar o mensurando;2. Identificar as fontes de incerteza;3. Quantificar os componentes de
incerteza;4. Calcular a incerteza combinada;5. Calcular a incerteza expandida;6. Analisar as contribuições de
incerteza.
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Passo 5 : Calcular a incerteza Passo 5 : Calcular a incerteza expandidaexpandidaEsta fase corresponde, conforme equação abaixo, em multiplicar
a incerteza padrão combinada pelo fator de abrangência k escolhidoa fim de obter uma incerteza expandida. A incerteza expandida forneceum intervalo que abrange uma grande fração da distribuição de valoresque podem razoavelmente ser atribuídos ao mensurando.
U = k uc
onde : U : Incerteza expandida uc : incerteza combinada k : Fator de abrangência
Intervalos de confiança :
95,45 % : 2 σ : k=2
99,73 % : 3 σ : k=3
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Passo 5 : Calcular a incerteza expandida Passo 5 : Calcular a incerteza expandida (continuação)(continuação)
Grau de liberdade efetivo Grau de liberdade efetivo
Ao adotar o nível de confiança de 95,45 % (≈ 95%), k será igual a 2 para quase todos os fins. Porém, quando o número de graus de liberdade for pequeno, este valor de k deverá ser calculado, devido ao valor k=2, nestes casos, ser insuficiente. Isto acontece na prática quando a contribuição dos componentes de tipo A é significativa em relação à incerteza combinada.
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Passo 5 : Calcular a incerteza expandida Passo 5 : Calcular a incerteza expandida Grau de liberdade efetivo (continuação)Grau de liberdade efetivo (continuação)
Calcula-se o grau de liberdade efetivo que é o número de graus de liberdade associado à incerteza padrão combinada, utilizando a equação de Welch-Satterthwaite :
4
4
1
cef
ni
i i
u
u
onde : νef : número de graus de liberdade efetivoνi : número de graus de liberdade associado a cada incerteza
Tipo A : v = (n-1) (n: número de medições) Tipo B : v → ∞6
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Passo 5 : Calcular a incerteza expandida Passo 5 : Calcular a incerteza expandida (continuação)(continuação)
Determinação do fator de abrangência :Determinação do fator de abrangência :Tabela de Student para 95,45 % de confiançaTabela de Student para 95,45 % de confiança
Slide 087
νef t95(u) νef t95(u) νef t95(u)
1 13,97 10 2,28 35 2,07
2 4,53 12 2,23 40 2,06
3 3,31 14 2,20 45 2,06
4 2,87 16 2,17 50 2,05
5 2,65 18 2,15 60 2,04
6 2,52 20 2,13 80 2,03
7 2,43 25 2,11 100 2,02
8 2,37 30 2,09 > 100 2,00
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Passo 5 : Calcular a incerteza expandida Passo 5 : Calcular a incerteza expandida (continuação)(continuação)
Expressão da incerteza expandidaExpressão da incerteza expandida
No máximo com 2 dígitos significativos.
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Exemplo :
Determinação de ácido fólico em farinha de trigo
Incerteza expandida
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
Incerteza combinada
Calcular a
incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
/100150 0,0769 11,5 /100
g g amostraácido fólicou g g amostra
Sendo que as análises são realizadas em triplicatas, podemos aplicar o fator redutor nesta incerteza para obter a incerteza combinada definitiva :
/100
11,56,64 /100
3g g amostracombinada ácido fólicou g g amostra
Sendo que os números de medições dos ensaios de repetitividade, variação da exatidão e linearidade foram pequenos, não podemos aplicar k=2. temos que utilizar a equação de Welch-Satterthwaite aplicada às incertezas relativas conforme exemplo do item G.4.1 do GUM, para determinar o grau de liberdade efetivo :
4
4
1
c
eff
xin
i
i i
uy
ux
, ou seja, paro o nosso caso :
II - 6 – Cálculo da incerteza expandida 6 – Cálculo da incerteza expandida
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
Incerteza combinada
Calcular a
incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
/100
/
4
/100
4 4 4
g g amostra
recg amostra mL
ácido fólico
g g amostraeff
Solução padrãoHPLC amostra ácido fóT rec
rec
TSolução padrãoHPLC amostra
u
ácido fólico
u u uuSolução padrãoHPLC amostra T
4 4
lico repe HPLC lin
ácido fólico ácido fólico
u
ácido fólico ácido fólico
4
4 4
4 4 4
0,0769
0,0349 0,0349 0,058
4 4 5
eff
Solução padrãoHPLC amostrau u
Solução padrãoHPLC amostra
Para simplificarmos os cálculos, consideramos que :
Solução padrãoHPLC
/g amostra mL
amostra
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
Incerteza combinada
Calcular a
incerteza
expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
5 5
7 7 7 7
3,50 10 3,50 10
0 0 3,71 10 3,71 10 22,63 10 30,05 10eff
11,6eff
A tabela de Student para 95,45 % de confiança, para um grau de liberdade efetivo de 11, indica um fator k= 2,25 Conseqüentemente :
/1002,25 6,64 15 /100
g g amostraácido fólicoU g g amostra
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Passo 6 : Análise das contribuiçõesPasso 6 : Análise das contribuições
Se julgar pertinente, por exemplo em caso de incerteza combinada (e consequentemente expandida) significativa, realizar uma análise de contribuições de incerteza (comparação entre os componentes); esta, se necessário, pode ser baseada em gráficos retratando estas contribuições, por exemplo :
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Exemplo :
Determinação de ácido fólico em farinha de trigo
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
Incerteza combinada
Calcular a
Incerteza expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Segue a tabela e o gráfico mostrando os principais componentes sob a forma de incerteza relativa. Obs – Para facilitar a comparação dos componentes, foram consideradas :
o a incerteza combinada e não a expandida; o esta incerteza combinada antes do redutor devido ao fato de
trabalhar em triplicata;
Componente Incerteza relativa
Incerteza combinada 0,077 Solução padrão HPLC 0,010 Concentração amostra 0,0023 Variação recuperação 0,035 Repetitividade 0,035 Linearidade 0,058
7 – Análise das contribuições
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Especificar o
mensurando
Identificar as fontes
de incerteza
Quantificar os
Componentes
de incerteza
Calcular a
Incerteza combinada
Calcular a
Incerteza expandida
Analisar as
contribuições
de incerteza
Incertezas relativas [Ácido Fólico]na farinha de trigo
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
1
Linearidade
Repetitividade
Variação recuperação
Concentração amostra
Solução padrão HPLC
Incerteza combinada
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Apresentação dos resultadosApresentação dos resultados
Acrescentar a observação de que a incerteza expandida relatada é baseada em uma incerteza padrão combinada multiplicada por um fator de abrangência correspondendo a um nível de confiança de 95 % (ou 99 %).
R q U
Exemplo :
[x] = 1,2152 ± 0,12 g/mL [x] = 1,22 ± 0,12 g/mL
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CÁLCULO de INCERTEZAS da CÁLCULO de INCERTEZAS da
DETERMINAÇÃO de ÁCIDO DETERMINAÇÃO de ÁCIDO FÓLICO emFÓLICO em
FARINHA de TRIGOFARINHA de TRIGO
?
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CÁLCULO de INCERTEZAS da CÁLCULO de INCERTEZAS da
DETERMINAÇÃO de FERRO emDETERMINAÇÃO de FERRO emFARINHA de TRIGOFARINHA de TRIGO
?
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Abordagem da Abordagem da estimativa de estimativa de incerteza de incerteza de
medição analíticamedição analítica
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Quimiometria :Três abordagens Quimiometria :Três abordagens para a Estimativa da Incerteza de para a Estimativa da Incerteza de
Medição AnalíticaMedição Analítica Bottom –up : Abordagem GUM :
Propagação das Incertezas
Top-Down : Abordagem realizada principalmente a partir da validação.
Aproveitar o que há de melhor nas duas abordagens acima : propagação das incertezas, substituindo por ou inserindo dados da validação
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U
Soluções Equipamento 1 Equipamento 2
Bc Padrão Linearidade Repê A B
A
B
B
A
B
B
A
B
B
Quimiometria :Exemplo de abordagem para a Quimiometria :Exemplo de abordagem para a Estimativa da Incerteza de Medição AnalíticaEstimativa da Incerteza de Medição Analítica
Equipamento
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Equação de base :
ou seja,
representa a incerteza combinada sobre o equipamento
HPLC
Exemplo : HPLC (1/4)Exemplo : HPLC (1/4)
/ /
: cos
ag mLamostra g mL
p
a
p
Aanalito Solução padrãoHPLC
A
Arelaçãodeáreas de pi
A
a
p
A
A
u
/ /
2
2
/ /
a
pg mL amostra g mL
Aanalito Solução padrãoHPLCA
g mLamostra g mLa
p
uu u
analito Solução padrãoHPLCA
A
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: Duas abordagens possíveis: Duas abordagens possíveis
1 ) Bottom-up
Varias fontes de incerteza, por exemplo :
temperatura da coluna; composição fase móvel; vazão fase móvel; volume do loop de injeção; etc...
a
p
A
A
u
2 )Top-down
As fontes de incerteza refletem sobre os parâmetros de validação seguintes :
repetitividade linearidade
a
p
uA
A
Exemplo : HPLC (2/4)Exemplo : HPLC (2/4)
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A equação de base se transforma em :
ou seja, a equação de incertezas torna-se :
Exemplo : HPLC (3/4)Exemplo : HPLC (3/4)
/ /
/ /
, , 1 1
ag mLamostra g mL
p
arepHPLC linHPLCg mLamostra g mL
p
repHPLC linHPLC
Aanalito Solução padrãoHPLC
A
Aanalito Solução padrãoHPLC f f
A
onde nesta equação f e f
/ /
/
2
2
/ /
/ /
a
pg mL amostra g mL
g mL amostra
Aanalito Solução padrãoHPLCA
g mLamostra g mLa
p
analito repHPLC
g mLamostra g mLamostra
uu u
analito Solução padrãoHPLCA
A
u u
analito analito
/
2 2 2
/ /
g mLSolução padrãoHPLC
linHPLC
g mLamostra g mL
uu
analito Solução padrãoHPLC
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Poderão ser contempladas outras fontes de incerteza tais como :
desvio-padrão da recuperação; influência de alguns fatores
identificada no ensaio de robustez da validação;
utilização de brancos; etc...
Exemplo : HPLC (4/4)Exemplo : HPLC (4/4)
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Apresentação
CÁLCULO de INCERTEZAS CÁLCULO de INCERTEZAS nasnas
GRANDEZAS de GRANDEZAS de INFLUÊNCIAINFLUÊNCIA
ememENSAIOS BIOLÓGICOSENSAIOS BIOLÓGICOS
?
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Estimativa de Estimativa de incerteza de incerteza de
medição analíticamedição analíticaem Microbiologiaem Microbiologia
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ISO 19036 (“Microbiology of food and animal ISO 19036 (“Microbiology of food and animal feeding stuffs – Guidelines for the estimation of feeding stuffs – Guidelines for the estimation of
measurement uncertainty for quantitative measurement uncertainty for quantitative determinations”) (1/5)determinations”) (1/5)
O analito é um organismo vivo. Diferentes espécies, gêneros.e cepas. “As análises microbiológicas não permitem uma estimativa
metrologicamente rigorosa e valida estatisticamente de incerteza de medição”.
Abordagem top-down baseada no desvio-padrão da reprodutibilidade do resultado final da medição.
Melhor opção : reprodutibilidade intralaboratorial. Obs – Contempladas somente amostras acima de 10
colônias por placa
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ISO 19036 (“Microbiology of food and animal ISO 19036 (“Microbiology of food and animal feeding stuffs – Guidelines for the estimation of feeding stuffs – Guidelines for the estimation of
measurement uncertainty for quantitative measurement uncertainty for quantitative determinations”) (2/5)determinations”) (2/5)
Amostra
Amostragem
Matriz
Equipamento,Meio de cultura,
e reagentes
Sub-amostragem,Diluição Erros
Resultado
Incertezasresiduais
Operador,Tempo
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ISO 19036 (“Microbiology of food and animal ISO 19036 (“Microbiology of food and animal feeding stuffs – Guidelines for the estimation of feeding stuffs – Guidelines for the estimation of
measurement uncertainty for quantitative measurement uncertainty for quantitative determinations”) (2/5)determinations”) (2/5)
Amostra
Amostragem
Matriz
Equipamento,Meio de cultura,
e reagentes
Sub-amostragem,Diluição Erros
Resultado
Incertezasresiduais
Operador,Tempo
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ISO 19036 (“Microbiology of food and animal ISO 19036 (“Microbiology of food and animal feeding stuffs – Guidelines for the estimation of feeding stuffs – Guidelines for the estimation of
measurement uncertainty for quantitative measurement uncertainty for quantitative determinations”) (3/5)determinations”) (3/5)
Planejamento experimental, conforme segue, para : cada método; cada microorganismo; cada matriz ou grupo consistente de matrizes.
Pelo menos dez amostras da mesma matriz; matrizes selecionadas representativas do tipo de matrizes
analisadas pelo laboratório; vários dias; não é necessário estimar o desvio-padrão da
reprodutibilidade para cada nível de contaminação; porém, tentar contemplar a faixa de rotina;
Amostras naturais, quando possível.
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ISO 19036 (“Microbiology of food and animal ISO 19036 (“Microbiology of food and animal feeding stuffs – Guidelines for the estimation of feeding stuffs – Guidelines for the estimation of
measurement uncertainty for quantitative measurement uncertainty for quantitative determinations”) (4/5)determinations”) (4/5)
Amostra
Suspensão inicial
Primeiro grupoCondição A
Segundo grupoCondição B
Suspensão inicial
Condições diferentes (analistas, reagentes, equipamentos, tempo, etc..)
Análise Análise
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ISO 19036 (“Microbiology of food and animal ISO 19036 (“Microbiology of food and animal feeding stuffs – Guidelines for the estimation of feeding stuffs – Guidelines for the estimation of
measurement uncertainty for quantitative measurement uncertainty for quantitative determinations”) (5/5)determinations”) (5/5)
2
1
12
nA B
Ri
y ys
n
sR : Desvio-padrão da reprodutibilidade; n : Número de experimentos; yA e yB : Dados para o grupo A e o grupo B, transformados
em logarítmos decimais;
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Como cálcular Incertezas Como cálcular Incertezas
calculando incertezas;
analizando todos os dados disponíveis e indo a procura de mais dados se necessário, junto ao fabricante de equipamentos, fazendo novos ensaios de validação, etc...
respeitando o roteiro, sem esquecer os diagramas de blocos e de ISHIKAWA e a tabela de componentes;
procurando equacionar;
sendo muito atento à coerência de unidades;
sendo rigoroso, não idealista.
aprimorando, aprimorando, aprimorando...
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ReferênciasReferências
1. Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry – 4th edition – James N.Miller & Jane C.Miller.
2. Data Analysis for Chemistry – Brynn Hibbert & Justin Gooding.
3. Estatística aplicada ao laboratório – Freddy Cienfuegos4. Metrologia & Incerteza de medição – Alexandre Mendes e
Pedro Paulo Rosario5. Quantitative Chemical Analysis – 6th edition - Daniel
C.Harris6. Normas/Guias citados no slide “Alguns guias / normas de
Validação 7. GUM – Guide to the Expression of Uncertainty in
Measurement (Guia para a Expressão da Incerteza de Medição).
8. Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement (Eurachem / CITAC).
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Quando não está em nosso poder seguir o que é verdadeiro, deveríamos seguir o que é mais provável. René Descartes
Matemático e filósofo francês
1596-1650
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Muito Obrigado !!Muito Obrigado !!
Pierre Morelwww.qualincert.com.br
[email protected]/Fax : 019 38469490