Antonio Fernando Maciel de Mendonça Demanda por Calibração ... · especialmente na Paróquia do...

Antonio Fernando Maciel de Mendona

Demanda por Calibrao de Instrumentos de Medio

de Grandezas Magnticas no Brasil

Dissertao de Mestrado

Dissertao apresentada como requisito parcial para obteno do ttulo de Mestre pelo Programa de Ps-Graduao em Metrologia (rea de concentrao: Metrologia para Qualidade e Inovao) da PUC-Rio.

Orientador: Prof. Elisabeth Costa Monteiro, Dra. Co-Orientador: Prof Carlos Roberto Hall Barbosa, Dr.

Rio de Janeiro

Abril de 2013

DBDPUC-Rio - Certificao Digital N 1113697/CA

Antonio Fernando Maciel de Mendona

Demanda por Calibrao de Instrumentos de Medio

de Grandezas Magnticas no Brasil

Dissertao apresentada como requisito parcial para obteno do ttulo de Mestre pelo Programa de Ps-Graduao em Metrologia (rea de concentrao: Metrologia para Qualidade e Inovao) da PUC-Rio. Aprovada pela Comisso Examinadora abaixo assinada.

Prof. Elisabeth Costa Monteiro Orientadora

Programa de Ps-Graduao em Metrologia (PsMQI) Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)

Prof. Carlos Roberto Hall Barbosa Co-orientador

Programa de Ps-Graduao em Metrologia (PsMQI) Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)

Prof. Maurcio Nogueira Frota Programa de Ps-Graduao em Metrologia (PsMQI)

Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)

Prof. Fabrcio Casarejos Lopes Luiz Programa de Ps-Graduao em Metrologia (PsMQI)

Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro (PUC-Rio)

Prof. Jose Eugenio Leal Coordenador Setorial de Ps-Graduao do Centro Tcnico Cientfico PUC-Rio

Rio de Janeiro, 25 de abril de 2013.


Todos os direitos reservados. proibida a reproduo total ou parcial do trabalho sem autorizao da universidade, do autor e do orientador.

Antonio Fernando Maciel de Mendona Ps-Graduado pela Universidade Federal Fluminense - RJ (UFF) em Engenharia Mecnica de Construes e Montagens Industriais (rea petroqumica), especializao, no Programa PROMINP da Petrobrs, em 2009-2010.Graduado em Engenharia Eltrica-Eletrnica, pelas Faculdades Reunidas Nuno Lisba (FRNL) - RJ, em 1989. Atuou em Engenharia de Controle, Automao Industrial e Controle de Processos, para indstrias de siderurgia, cimento e petrleo.

Ficha Catalogrfica

CDD: 389.1

Mendona, Antonio Fernando Maciel de Demanda por calibrao de instrumentos de

medio de grandezas magnticas no Brasil / Antonio Fernando Maciel de Mendona ; orientador: Elisabeth Costa Monteiro ; co-orientador: Carlos Roberto Hall Barbosa. 2013.

106 f. ; 30 cm Dissertao (mestrado)Pontifcia Universidade

Catlica do Rio de Janeiro, Programa de Ps-Graduao em Metrologia (rea de concentrao: Metrologia para a Qualidade e Inovao), 2013.

Inclui bibliografia 1. Metrologia Teses. 2. Grandezas magnticas. 3.

Rastreabilidade metrolgica. 4. Calibrao. I. Monteiro, Elisabeth Costa. II. Barbosa, Carlos Roberto Hall. III. Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro. Programa de Ps-Graduao em Metrologia (rea de concentrao: Metrologia para a Qualidade e Inovao). IV. Ttulo.


Dedico este trabalho aos meus pais, do cu e no cu,

pelo anseio e estmulo da formao acadmica, incentivando pela pacincia e fortaleza,

cada etapa deste caminho.


Agradecimentos

Deus, por dirigir, iluminar e guiar meus pensamentos e passos, cedendo-me

seus dons de inteligncia, cincia e sabedoria, principalmente, entre outros, a fim

de que a comunho de Amor seja manifestada por atos e fatos;

N. Senhora das Graas, da Paz e Auxiliadora pela materna intercesso no cu e

amorosa presena cotidiana;

Aos orientadores, professora Elisabeth Costa Monteiro e professor Carlos Roberto

Hall Barbosa, por acreditarem no desenvolvimento deste trabalho de dissertao,

incentivando o crescimento do potencial humano;

PUC-Rio, por acreditar e incentivar a pesquisa cientfica como instrumento de

crescimento social e humano;

CAPES ( Coordenao de Aperfeioamento Pessoal de Ensino Superior), pelos

incentivos financeiros concedidos, necessrios, sem os quais este trabalho no

seria possvel de ser realizado;


Aos anjos e todos os Santos do cu, que intercederam em meu favor, durante os

anos de instruo e maturidade na F, em especial a So Joo Bosco, patrono dos

alunos salesianos e santo Antonio de Pdua, inspirador de meu nome.

Igreja Catlica, por ensinar e ministrar a fonte da vida, todos os dias, pelos

sacramentos da confisso e eucaristia, presentes em todas as parquias,

especialmente na Parquia do Sagrado Corao de Jesus, instalada no Campus da

PUC-Rio;

Ao padre Monsenhor Jos Geraldo da Silva Pinto Souza, por ser instrumento

eficaz de Deus, pelas palavras de indicao do caminho a ser seguido, num

momento de minha vida;

Aos meus pais, Antonio Elias e Analia, por apoiarem e sustentarem a educao

escolar ao longo de vrios anos de estudos e pela tolerncia nos momentos

complexos deste difcil caminho;

Ao coordenador do PsMQI, professor Maurcio Nogueira Frota, por propiciar um

ambiente cientfico multidisciplinar e de multinacionalidades, enriquecendo a

cultura dos alunos mestrandos;

Ao pesquisador Eduardo Costa da Silva, por apresentar as idias referentes ao

tema desta dissertao, mesmo que inconscientemente;

Aos professores do PsMQI, pelas instrues e avaliaes dedicadas;

equipe de secretaria do PsMQI, nas pessoas da Mrcia Ribeiro, Paula

Guimares e Jaime Ticona, pela tolerncia e respeito dedicados instituio e aos

alunos mestrandos;

todos os amigos e colegas, conhecidos durante o curso, especialmente queles

que se tornaram amigos, pelo incentivo;


Resumo

Mendona, Antonio Fernando Maciel. Monteiro, Elisabeth Costa (orientadora). Barbosa, Carlos Roberto Hall (co-orientador). Demanda por Calibrao de Instrumentos de Medio de Grandezas Magnticas no Brasil. Rio de Janeiro, 2013. 106p. Dissertao de Mestrado - Programa de Ps-Graduao em Metrologia (rea de concentrao: Metrologia para Qualidade e Inovao), Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro.

A confiabilidade dos resultados das medies garantida por meio da

rastreabilidade s unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI). A cadeia

de rastreabilidade dos padres metrolgicos dos diversos laboratrios de cada pas

implantada, mantida e referenciada aos padres internacionais pelos Institutos

Nacionais de Metrologia (INM). No Brasil, apesar de uma demanda crescente

originria de diversos setores (regulatrio, industrial, servios, etc.), a

rastreabilidade de grandezas magnticas no foi implantada. No presente trabalho

realizado levantamento da demanda nacional por rastreabilidade metrolgica de

grandezas magnticas e caracterizadas as competncias, iniciativas e infraestrutura

nacionais j disponveis. As iniciativas para realizao das unidades SI de

grandezas magnticas j em implantao no INM apresentam a abrangncia

necessria ao atendimento das demandas regulatrias recentemente estabelecidas

no pas, mas no so suficientes para atender s faixas de intensidade e de

frequncia de densidade de fluxo magntico correspondentes s demandas

identificadas nos setores da indstria e de pesquisa e desenvolvimento.

Palavras-chave Metrologia; Grandezas Magnticas; Rastreabilidade Metrolgica; Calibrao.


Abstract

Mendona, Antonio Fernando Maciel. Monteiro, Elisabeth Costa (Advisor). Barbosa, Carlos Roberto Hall (co-Advisor). Brazilian demand for calibration of measuring instruments for magnetic quantities. Rio de Janeiro, 2013. 106p. MSc. Dissertation, Programa de Ps-Graduao em Metrologia (rea de concentrao: Metrologia para Qualidade e Inovao), Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro.

The traceability to the International System of Units (SI) guarantees the

reliability of measurement results. For each country, the metrological traceability

chain to an international measurement standard is supported by the National

Metrological Institute (NMI). Despite a growing demand from various sectors

(regulatory, industrial, services, etc.), the traceability of magnetic quantities has

not been implemented in Brazil. In the present work, the national demand for

metrological traceability of magnetic measurement results is investigated; and the

potential infrastructure and competencies already available are characterized. The

measurement infrastructure presently being built for realization of the SI unit of

magnetic flux density enables compliance to the regulatory requirements recently

established, but it is not sufficient for the range of magnitudes and frequencies of

this quantity that have been identified in other sectors, like Industry and Research

& Development .

Keywords Metrology; Magnetics quantity; Metrological traceability; Calibration.


Sumrio

1 Introduo 16

2 Magnetismo 18 2.1. Princpios do Magnetismo 19

2.2. Grandezas Magnticas 21

2.3. Materiais Magnticos 24

2.4. Magnetmetros 24

2.4.1. Magnetmetro de Bobina de Induo 26

2.4.2. Magnetmetro Fluxgate 27

2.4.3. Magnetmetro de Efeito Hall 29

2.4.4. Magnetmetro SQUID 31

2.4.5. Magnetmetro Magnetoresistivo (MR) 34

2.4.6. Magnetmetro Magnetoresistivo Gigante (GMR) 35

2.4.7. Magnetmetro Magnetoimpedncia Gigante (GMI) 36

3 Confiabilidade Metrolgica de Grandezas Magnticas 38

3.1. Organismos Internacionais 39

3.1.1. BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) 39

3.1.2. OIML (International Organization of Legal Metrology) 47

3.1.3. ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation) 47

3.1.4. WHO (World Health Organization) 50

3.1.5. ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation

Protection) 51

3.1.6. ISO (International Organization for Standardization) 52

3.1.7. IEC (International Electrotechnical Commission) 54

3.2. Organismos Nacionais 56

3.2.1. INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) 56

3.2.2. ANEEL (Agncia Nacional de Energia Eltrica) 64

3.2.3. ANVISA (Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria) 66

3.2.4. ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) 67

3.3. Rastreabilidade de grandeza magntica no mundo 70

3.4. Infraestrutura potencial disponvel para rastreabilidade de grandeza

magntica no Brasil 73


3.4.1. Grandezas Magnticas no INMETRO 74

3.4.2. Grandezas Magnticas em laboratrios com infraestrutura potencial 78

4 Demanda brasileira por calibrao em metrologia de grandezas

magnticas 85 4.1. Demanda do Setor Regulado 85

4.2. Demanda do Setor Industrial e Servios 93

4.3. Demanda do Setor de Pesquisa e Desenvolvimento 95

5 Discusso e Concluso. 98

Referncias Bibliogrficas 100


Lista de figuras

Figura 1- Magnetismo atmico. (a) Momento magntico global nulo. (b) Momento magntico global no nulo (Leite, 2010). 20

Figura 2 Alinhamento de domnios magnticos mediante aplicao de um campo magntico externo (Leite, 2010). 21

Figura 3- Antena em anel com ncleo de ar (Crasto, 2003). 27

Figura 4- Antena solenoidal com ncleo ferromagntico (Crasto, 2003). 27

Figura 5 Variaes do fluxo magntico: (a) Ncleo com alta permeabilidade (b) Ncleo com baixa permeabilidade (Kabata e Vitorello, 2007). 28

Figura 6 Representao de um sensor fluxgate. 29

Figura 7 Ilustrao do Efeito Hall. 30

Figura 8 Juno Josephson (Crasto, 2003). 32

Figura 9 Desenhos esquemticos (adaptado) de tipos de gradimetros comumente utilizados: (a) Axial de 1 Ordem (b) Axial de 2 Ordem (c) Planar de 1 ordem. (Barbosa, 1999). 33

Figura 10- Estrutura da rastreabilidade metrolgica com a disposio dos organismos participantes da cadeia de rastreabilidade metrolgica e disseminao das unidades do SI. 39

Figura 11- Esquema da Organizao Internacional da Metrologia. 43

Figura 12 - Esquema de realizao das comparaes-chave. 46

Figura 13- Esquema bsico de calibrao de campo magntico (Frana, 2011). 76

Figura 14 - Configurao Esquemtica de um padro de campo magntico (Martin, 2011). 79


Lista de tabelas

Tabela 1 - Grandezas magnticas e suas unidades. 23

Tabela 2- Gerao e medio do campo magntico em funo da faixa de intensidades. 78

Tabela 3 - Organizao cronolgica de regulamentao dos limites de exposio a RNI. 92


Lista de quadros

Quadro 1- Comits tcnicos e alguns subcomits da IEC mais diretamente relacionados a grandezas magnticas. 54

Quadro 2 Grandezas magnticas e respectivas faixas de intensidade e frequncia, que compem a Capacidade de Medio e Calibrao (CMC) declarada no KCDB do BIPM por cada um dos pases, apresentados em ordem decrescente de nmero de grandezas que realizam. 72

Quadro 3 Laboratrios Diviso de Metrologia Eltrica - Diele 74

Quadro 4 Faixas de intensidade e frequncia de grandezas magnticas para cuja medio os laboratrios exemplificados apresentam infraestrutura desenvolvida ou em desenvolvimento. 84

Quadro 5 - Quadro de exemplos de demandas por rastreabilidade de grandezas magnticas para diferentes faixas de frequncia, associadas aos setores regulatrio, industrial e de P&D no Brasil. 97


Abreviaturas e siglas

ASTM American Society for Testing Materials BIPM Bureau Internacional de Pesos e Medidas CBAC Comit Brasileiro de Avaliao da Conformidade CBM Comit Brasileiro de Metrologia CC Comit Consultivo Cgcre Coordenao Geral de Acreditao CGPM Conferncia Geral de Pesos e Medidas CIPM Comit Internacional de Pesos e Medidas CMC Calibration and Measurement Capabilities CONMETRO Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial COOMET Cooperation in Metrology among the Central European Countries CPEM Conference on Precision Electromagnetic Measurements Dimci Diretoria de Metrologia Cientfica e Industrial DSH/ON Diviso do Servio da Hora do Observatrio Nacional EA European co-operation for Accreditation EUROMET European Metrology Collaboration FPNQ Fundao para o Prmio Nacional da Qualidade IAAC Inter American Accreditation Cooperation IAEA International Atomic Energy Agency IEC International Electrotechnical Commission ILAC International Laboratory Accreditation Cooperation INM Institut National de Mtrologie Inmetro Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial IRD Instituto de Radioproteo e Dosimetria IRMM Institute for Reference Materials and Measurements ISO International Organization for Standardization JCRB Joint Committee of the Regional Metrology Organizations and the BIPM LGC Laboratory of the Government Chemist LNE Laboratoire National Dessais LNHB Laboratoire National Henri Becquerel MRA Mutual Recognition Arrangement NIST National Institute of Standards and Technology NMI National Metrology Institute PTB Physikalish-Technische Bundesanstalt OIML Organizao Internacional de Metrologia Legal NPL National Physical Laboratory SBM Sociedade Brasileira de Metrologia SENAI Servio Nacional de Aprendizagem Industrial RMO Regional Metrology Organization SIM Sistema Interamericano de Metrologia SINMETRO Sistema Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial SI Sistema Internacional de Unidades VIM Vocabulrio Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia


Deus, Nosso Criador e Senhor,

grande e poderoso, e Sua sabedoria sem medida.(Sl 147,5)

Ele envia suas ordens Terra, e sua palavra corre velozmente.(Sl 147,15) Deus ...tudo dispe com medida, nmero e peso.(Sb 11,20)

(Ordena) Tenham balanas, pesos e medidas exatas.(Lv 19,36) Observem todos os Meus (Deus) estatutos e normas, praticando-os.(Lv 19,37)

Sagrada Escritura, Bblia Catlica


1 Introduo

O progresso do magnetismo aconteceu aps Oersted descobrir (1820) que

um campo magntico pode ser gerado por uma corrente eltrica (Martins,1986).

William Sturgeon (1783-1850) utilizou com sucesso este conhecimento para

produzir o primeiro eletrom em 1823 (Serway e Jewett, 2009; Bassalo, 2007).

Embora muitos cientistas famosos (Gauss, Maxwell e Faraday) abordassem

o fenmeno do magnetismo do lado terico e de forma brilhante, foram

principalmente os fsicos do sculo XX que deram uma descrio adequada dos

materiais magnticos e lanaram as bases das tecnologias exploradoras deste

fenmeno natural. Curie e Weiss conseguiram esclarecer o fenmeno da

magnetizao espontnea e sua dependncia com a temperatura. A existncia de

domnios magnticos foi postulado por Weiss para explicar como um material

pode ser magnetizado e, no entanto, tem uma magnetizao lquida igual a zero.

As propriedades das paredes de tais domnios magnticos foram estudados

detalhadamente por Bloch, Landau e Nel (Bassalo, 2007).

Os materiais magnticos podem ser considerados como sendo

indispensveis na tecnologia moderna. So componentes de muitos dispositivos

eletromecnicos e eletrnicos. So tambm utilizados como componentes em uma

grande variedade de equipamentos industriais, mdicos e de tecnologia da

informao. As principais aplicaes envolvem a converso mecnica em energia

eltrica e vice-versa.

O tema da medio de grandezas magnticas se tornou de suma importncia

nos dias atuais, uma vez que materiais magnticos so amplamente aplicveis

tecnologicamente em aparelhos celulares e partculas nanomagnticas, por

exemplo. Porm, este tema de natureza altamente interdisciplinar, combinando

reas dos cristais, qumica, metalurgia e fsica do estado slido, eletrnica e

telecomunicaes.

A Metrologia busca garantir a confiana do cliente, atribuindo qualidade ao

produto, atender s necessidades da sociedade em que est inserida, reduzir o


17

consumo e o desperdcio de matria-prima (pela calibrao dos equipamentos),

reduzir a possibilidade de rejeio do produto e das empresas fornecedoras e

aumentar a produtividade.

A calibrao, que estabelece a relao entre os valores e as incertezas de

medio fornecidos por padres e as indicaes correspondentes com as

incertezas associadas, informa sobre a adequao das propriedades metrolgicas

do instrumento, validando os resultados obtidos, sendo fundamental, portanto,

qualidade de um processo produtivo.

A confiabilidade dos resultados das medies garantida por meio da

rastreabilidade s unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI). A cadeia

de rastreabilidade dos padres metrolgicos dos diversos laboratrios de cada pas

deve ser implantada, mantida e referenciada aos padres internacionais pelos

Institutos Nacionais de Metrologia (INM).

No Brasil, apesar de uma demanda crescente originria de diversos setores,

a rastreabilidade de grandezas magnticas no foi implantada at o presente

momento.

Nesta dissertao realizado um levantamento da demanda nacional por

rastreabilidade metrolgica de grandezas magnticas e caracterizadas as

competncias, iniciativas e infraestrutura nacionais j disponveis.

Assim, o captulo 2 visa conceituar as principais grandezas magnticas em

estudo, sendo tratadas questes relativas a algumas caractersticas bsicas do

magnetismo. Mostram-se tambm os diversos tipos de equipamentos para

medio dessas grandezas, os chamados magnetmetros. No captulo 3

apresentada a estrutura de rastreabilidade metrolgica, juntamente com os

organismos que garantem esta confiabilidade para as grandezas magnticas,

particularmente. No captulo 4, so apresentados os resultados da avaliao da

demanda nacional por rastreabilidade de grandezas magnticas, finalizada no

captulo 5, com a comparao da demanda identificada e a caracterizao da

infraestrutura potencial j existente no pas.


2 Magnetismo

Em fsica e demais cincias naturais, magnetismo a denominao

associada ao fenmeno ou conjunto de fenmenos naturais relacionados atrao

ou repulso observada entre determinados materiais - particularmente intensas aos

nossos sentidos nos materiais ditos ms ou em materiais ditos (ferro)magnticos -

e ainda, em perspectiva moderna, entre tais materiais e condutores de correntes

eltricas - especificamente entre tais materiais e portadores de cargas eltricas em

movimento - ou ainda a uma das parcelas da interao total (Fora de Lorentz)

que estabelecem entre si os portadores de carga eltrica quando em movimento -

explicitamente a parcela que mostra-se nula na ausncia de movimento de um dos

dois, ou de ambos, no referencial adotado. (Halliday, Resnick e Krane, 2009).

O nome magnetismo resultou do nome de Magnsia, cidade da sia Menor

(Turquia), onde existe um minrio chamado "magnetita" (pedra-m ou pedra

magntica) que possui a propriedade de atrair objetos ferrosos distncia (sem

contato fsico). Tal propriedade muito utilizada em bssolas, j que as agulhas

magnticas se orientam no sentido do eixo terrestre Norte-Sul magntico, prximo

do eixo terrestre Norte-Sul geogrfico.

Civilizaes antigas conheciam a magnetita, mineral que atrai o ferro. As

observaes de fenmenos magnticos naturais so relatadas com frequncia entre

as realizadas pelos gregos. No sculo VI a.C., Tales de Mileto, em uma de suas

viagens ao continente (na poca provncia da Grcia), constatou que pequenas

pedras tinham a capacidade de atrair tanto objetos de ferro quanto a de atrarem-

se. No sculo VI os chineses j dominavam a tecnologia para a fabricao de

ms. Em 1269, Pierre de Maricourt descreveu com detalhes a maioria das

experincias tpicas associadas ao fenmeno, sendo as nomenclaturas "polo norte"

e "polo sul" associadas aos polos de um m e a lei dos "opostos se atraem, iguais

se repelem" diretamente associada aos mesmos. Tambm observou que em um

m, mesmo quando oriundo de fratura de outro, encontram-se presentes sempre

dois polos opostos. At o incio do sculo XVII tais fenmenos no haviam sido


19

estudados de forma sistemtica, o que foi feito pela primeira vez por William

Gilbert, autor de De Magnete (1600; Sobre os ms), que enunciou suas

propriedades fundamentais e descobriu o campo magntico terrestre utilizando

bssolas rudimentares.

No final do sculo XVIII, Charles-Augustin de Coulomb elaborou, para a

magnetosttica, leis semelhantes s que regiam os movimentos de atrao e

repulso entre cargas eltricas em repouso. Assim, postulou que uma fora

magntica era diretamente proporcional a grandezas que denominou unidades de

magnetizao, ou intensidades de polo magntico, e inversamente proporcional ao

quadrado da distncia que separa os objetos imantados.

No sculo XIX, em decorrncia dos experimentos realizados pelo

dinamarqus Hans Christian rsted e pelo britnico Michael Faraday, e das

expresses matemticas do britnico James Clerk Maxwell, unificaram-se as leis

da eletricidade e do magnetismo, sendo o fenmeno unificado chamado de

eletromagnetismo. O eletromagnetismo encerra em si todos os fenmenos

eltricos, todos os magnticos, e mais os fenmenos associados interrelao

explcita ou implcita entre os dois primeiros. O magnetismo passou a ser

considerado tambm como uma manifestao das cargas eltricas em movimento

(Halliday, Resnick e Krane, 2009).

2.1. Princpios do Magnetismo

Todas as substncias slidas, lquidas ou gasosas apresentam alguma

caracterstica magntica, em todas as temperaturas. O magnetismo uma

propriedade bsica de todos os materiais (Sinnecker, 2000).

As propriedades magnticas dos materiais tm sua origem no movimento

dos eltrons, nos tomos. Do ponto de vista clssico, so de dois tipos os

movimentos, associados ao eltron, que podem explicar a origem dos momentos

magnticos: o momento angular orbital do eltron e o momento angular do spin

do eltron nos ons e tomos que compem o material (Araujo, 2009).

Sabe-se que no mximo dois eltrons podem ocupar o mesmo nvel

energtico de um tomo isolado. Esses dois eltrons tm spins opostos e, como

cada eltron, quando girando em torno de si mesmo, equivalente a uma carga se


20

movendo, cada eltron atua como um magneto extremamente pequeno, com os

correspondentes polos norte e sul. Em geral, o nmero de eltrons que tm um

certo spin igual ao nmero de eltrons que tm o spin oposto e o efeito global

uma estrutura magneticamente insensvel. Entretanto, em um elemento com

subnveis internos no totalmente preenchidos, o nmero de eltrons com spin em

um sentido diferente do nmero de eltrons com spin contrrio. Dessa forma

esses elementos tm um momento magntico global no nulo (Figura 1)

(Leite, 2010).

Figura 1- Magnetismo atmico. (a) Momento magntico global nulo. (b) Momento magntico

global no nulo (Leite, 2010).

Um material magntico subdividido em domnios magnticos com

diferentes orientaes de magnetizao. Dentro de um domnio os momentos

magnticos apresentam um alinhamento unidirecional. Em um material magntico

desmagnetizado os domnios esto orientados ao acaso, de forma que seus efeitos

se cancelam. Quando um campo magntico externo aplicado ao material, os

domnios tendem a se alinhar com o campo, magnetizando o material, uma vez

que o vetor soma dos momentos magnticos individuais no mais nulo. Este

alinhamento dos domnios magnticos pode permanecer ou no aps a retirada do

campo externo (Figura 2).


21

Figura 2 Alinhamento de domnios magnticos mediante aplicao de um campo magntico

externo (Leite, 2010).

2.2. Grandezas Magnticas

Os momentos magnticos de um material tendem a se alinhar quando o

material colocado sob a influncia de um campo magntico (H) externo,

situao em que o material dito magnetizado. A intensidade magntica de um

material magnetizado, chamada de magnetizao (M), depende da densidade do

momento distribudo pelo volume e definida pela razo entre a soma de todos os

momentos magnticos elementares (m) e o volume total que eles ocupam (V)

(Araujo, 2009).

(2.1)

A magnetizao uma propriedade do material que pode surgir de fontes

magnticas internas ou ser induzida por um campo magntico externo. Assim

como o campo magntico externo, a magnetizao uma grandeza vetorial

(Crasto, 2003).

O fluxo magntico () definido como a quantidade de linhas de campo que

atingem perpendicularmente uma dada superfcie. As linhas de campo

representam geometricamente um campo magntico e so linhas envoltrias

imaginrias fechadas que nunca se cruzam.

A induo magntica ou densidade de fluxo magntico, indicada por B,

uma grandeza vetorial determinada pela relao entre o fluxo magntico () e a


22

rea de uma dada superfcie perpendicular direo do fluxo magntico (A). A

direo da densidade de fluxo magntico sempre tangente s linhas de campo

magntico em qualquer ponto e o sentido sempre o mesmo das linhas de campo.

Assim:

(2.2)

O nmero de linhas de campo magntico que atravessam

perpendicularmente uma dada superfcie proporcional ao mdulo da densidade

de fluxo magntico na regio considerada. Assim, onde as linhas de campo esto

muito prximas uma das outras, o valor da densidade de fluxo magntico alto.

A equao (2.3) descreve a relao entre campo magntico, densidade de

fluxo magntico e magnetizao do material.

(2.3)

onde0 a permeabilidade magntica do vcuo, constante universal de valor

4 x 10-7H/m.

A resposta de um material a um campo aplicado pode ser representada por

suas permeabilidade e susceptibilidade magnticas. A permeabilidade magntica

() de um material expressa intrinsecamente sua capacidade de se mostrar mais ou

menos suscetvel passagem de fluxo magntico e definida por:

(2.4)

A relao entre a permeabilidade magntica () de um dado material e a

permeabilidade do vcuo (0) chamada de permeabilidade relativa e definida

por:

(2.5)

A susceptibilidade magntica (), por sua vez, expressa a resposta do

material ao campo aplicado e definida pela razo entre magnetizao e campo

aplicado.


23

(2.6)

A tabela 1 apresenta as grandezas magnticas mais importantes e suas

unidades.

Tabela 1 - Grandezas magnticas e suas unidades.

Grandeza Unidade Converso Nome Smbolo SI CGS

Fluxo Magntico weber (Wb) maxwell

(Mx) 1 Mx = 10-8 Wb

Densidade de Fluxo Magntico B

tesla (T)

gauss (G) 1 G = 10

-4 T

Campo Magntico H ampere por metro (A/m) oersted

(Oe) 1 Oe =

1/4 x 103 A/m

Magnetizao M ampere por metro (A/m) e.m.u.cm-3 1 e.m.u. cm

-3= 1000 A/m

Permeabilidade Magntica

henry por metro (H/m) adimensional -

Susceptibilidade Magntica adimensional adimensional -


24

2.3. Materiais Magnticos

Os materiais magnticos podem ser classificados pela forma como

respondem a um campo magntico aplicado. A resposta do material a este campo

pode ser representada por sua susceptibilidade magntica e permeabilidade

relativa, podendo os materiais serem classificados em diamagnticos,

paramagnticos, ferromagnticos, ferrimagnticos e antiferromagnticos.

Os materiais diamagnticos so os que apresentam valores reduzidos e

negativos de susceptibilidade magntica, entre -10-6 e -10-5, e permeabilidade

relativa um pouco abaixo de 1 (r< 1) como o mercrio, ouro, prata e cobre.

J os materiais paramagnticos so os que apresentam valores reduzidos e

positivos de susceptibilidade magntica, entre 10-5 e 10-3, e permeabilidade

relativa um pouco acima de 1 (r> 1) como a platina, potssio, sdio, alumnio,

cromo e mangans (Buschow e Boer, 2004).

Os materiais ferromagnticos, ferrimagnticos e antiferromagnticos, por

sua vez, apresentam alta susceptibilidade magntica e permeabilidade relativa

muito maior que 1 (r>> 1). Ferro, nquel, ao e cobalto e ligas destes materiais

so exemplos de materiais ferromagnticos.

2.4. Magnetmetros

A intensidade de campo magntico e outras grandezas magnticas podem

ser medidas usando diferentes tcnicas. Cada tcnica possui propriedades nicas

que a torna mais adequada a determinadas aplicaes. Estas aplicaes podem

variar desde a deteco da presena ou variao de campo magntico at a

medio precisa das propriedades vetoriais e escalares dos campos (Crasto, 2003).

Os magnetmetros existentes exploram vrios conceitos fsicos, a maioria

sendo baseada na conexo entre os fenmenos eltricos e magnticos. Em geral,

um magnetmetro baseado em um tipo de sensor, que converte o campo

magntico em um sinal eltrico (Arajo, 2009). Existem vrios tipos de

magnetmetros que so bem diferentes entre si nos aspectos de construo e

custo. A escolha de um magnetmetro para uma determinada aplicao depende

da resoluo desejada, tamanho fsico e preo.


25

Os magnetmetros podem ser classificados em escalares, que medem apenas

o mdulo do campo magntico, e vetoriais, que conseguem medir separadamente

cada um das componentes do campo. Os transdutores magnticos do tipo Bobina,

Fluxgate, SQUID, Efeito Hall, Magnetoresistivo e Magnetoimpedncia Gigante

so magnetmetros vetoriais, enquanto os dispositivos baseados em

Bombeamento ptico e Precesso Nuclear so classificados como escalares.

A bobina de induo e o fluxgate so os mais utilizados entre os sensores

vetoriais. Eles so robustos, seguros e relativamente de menor custo quando

comparados a outros instrumentos de medio para campos magnticos de baixa

intensidade (< 10-3 T).

Os magnetmetros que utilizam dispositivos supercondutores de

interferncia quntica (Superconducting Quantum Interference Device SQUID)

so os de maior sensibilidade entre todos os instrumentos de medio de campo

magntico. Estes sensores operam em temperaturas prximas do zero absoluto e

necessitam de um sistema de controle trmico especial, o que torna os

magnetmetros SQUIDs menos robustos, menos confiveis e de maior custo

(Crasto, 2003).

Os dispositivos de efeito Hall so os mais antigos e comuns para medio

vetorial de campos magnticos extremamente altos, maiores que 1 T (Crasto,

2003), mas atualmente existem modelos que tambm permitem a medio de

campos com magnitudes menores, na faixa de 10-5 T.

O magnetmetro de precesso nuclear (nuclear precession magnetometer)

o instrumento mais popular para medio escalar de intensidade de campo

magntico. Sua principal aplicao est na explorao geolgica e mapeamento

areo de campo magntico. Este tipo de magnetmetro no pode ser utilizado em

medies com rpida variao de campo, pois possui baixa taxa de amostragem,

da ordem de 1 a 3 amostras por segundo (Crasto, 2003).

O magnetmetro de bombeamento tico (optically pumped magnetometer)

opera com alta taxa de amostragem e possui maior sensibilidade que o

magnetmetro de precesso nuclear. No entanto de custo mais elevado, menos

robusto e tem menor confiabilidade (Crasto, 2003).

A seguir so detalhados os princpios de funcionamento destes dispositivos

e suas aplicaes.


26

2.4.1. Magnetmetro de Bobina de Induo

A bobina de induo um dos mais simples dispositivos detectores de

campo magntico existentes e o seu funcionamento est baseado na lei de Induo

de Faraday que prev a induo de uma fora eletromotriz () nos terminais de

uma bobina, se houver variao temporal do fluxo magntico () que a atravessa.

(3.1)

As duas configuraes mais comuns de bobina de induo para medio de

intensidade de campo magntico so antena em anel com ncleo de ar e antena em

haste. O princpio de operao o mesmo para ambas as configuraes.

2.4.1.1. Antena em Anel com Ncleo de Ar

A antena em anel com ncleo de ar consiste em um anel, circular ou

retangular, contendo uma ou mais voltas de fio sem um ncleo magntico

(Figura 3). O dimetro do anel normalmente muito maior que as dimenses da

seo reta do enrolamento. A sensibilidade de uma antena de anel circular com

enrolamento interno de dimetro d, espessura de enrolamento t, nmero de voltas

n e seo reta retangular aproximadamente (Crasto, 2003):

(3.2)

Este tipo de instrumento utilizado na medio de campos magnticos com

frequncias na faixa de 100Hz at alguns megahertz. Um ponto negativo o

tamanho que o dispositivo dever ter para aplicaes em que seja necessria alta

sensibilidade em baixas frequncias (Crasto, 2003).


27

Figura 3- Antena em anel com ncleo de ar (Crasto, 2003).

2.4.1.2. Antena em Haste

A antena em haste menor que uma antena em anel com ncleo de ar de

mesma sensibilidade, e pode ser projetada para operar em baixas frequncias. No

entanto, sua resposta intensidade de campo magntico pode ser no linear, alm

do ncleo adicionar rudo ao sinal.

A Figura 4 uma configurao tpica de antena em haste e consiste

basicamente em um solenoide com um ncleo magntico. O ncleo pode

apresentar seo reta circular ou retangular e de material de alta permeabilidade

magntica relativa. O enrolamento pode ser montado diretamente sobre o ncleo

ou em uma frma, pela qual o ncleo posteriormente inserido. Um isolante pode

ser posto entre as camadas do enrolamento para reduzir a capacitncia distribuda

(Crasto, 2003).

Figura 4- Antena solenoidal com ncleo ferromagntico (Crasto, 2003).

2.4.2. Magnetmetro Fluxgate

Magnetmetros de ncleo saturado ou fluxgates so amplamente usados em

medies de campo magntico de baixa intensidade, principalmente em


28

aplicaes associadas a observaes geomagnticas, pesquisas espaciais,

prospeco mineral, sistemas de navegao de avies e msseis e deteco de

veculos e submarinos, por causa do baixo consumo de energia, baixo nvel de

rudo, ampla faixa dinmica e grande sensibilidade (Kabata et al., 2004).

Em termos de sensibilidade para campos de baixa frequncia, os fluxgates e

o GMI perdem apenas para os magnetmetros SQUIDs mas, diferentemente

desses, no necessitam de baixas temperaturas para operar. So resistentes,

confiveis, fisicamente pequenos e capazes de medir campos estticos ou

alternados com frequncias de at alguns kilohertz, com resoluo de 10-10 T a 10-

4 T. Sua origem data do final da dcada de 1930, tendo sido largamente usado

durante o perodo da 2 Guerra Mundial na deteco de submarinos (Silva, 2010).

O princpio geral de funcionamento deste magnetmetro uma aplicao

imediata da Lei de Induo de Faraday, assim como a dos magnetmetros do tipo

bobina de induo. No entanto, as variaes no fluxo magntico so provocadas

por meio de alteraes na permeabilidade magntica do seu ncleo

ferromagntico.

Os magnetmetros fluxgates consistem em um ncleo de material magntico

envolvido por uma bobina e tm seu funcionamento baseado nas propriedades de

saturao de ligas magnticas moles, que possibilitam o chaveamento do fluxo

magntico, devido variao da permeabilidade magntica do material usado

como ncleo. Se o ncleo tiver alta permeabilidade, o campo externo ser

''canalizado'' para dentro dele e o fluxo que atravessa a espira ser muito grande

(Figura 5a). Se a permeabilidade do meio diminuir repentinamente, o campo

deixar de se concentrar dentro da espira e o fluxo devido ao campo externo

diminuir (Figura 5b). Nesse instante, a variao do fluxo provoca

uma tenso induzida proporcional ao campo externo que se quer medir (Kabata e

Vitorello, 2007).

Figura 5 Variaes do fluxo magntico: (a) Ncleo com alta permeabilidade (b) Ncleo com

baixa permeabilidade (Kabata e Vitorello, 2007).

http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0102-261X2007000200005&script=sci_arttext#fig01#fig01http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0102-261X2007000200005&script=sci_arttext#fig01#fig01DBDPUC-Rio - Certificao Digital N 1113697/CA

29

O controle da permeabilidade do material possvel por meio de um campo

magntico adicional, denominado campo magntico de excitao, gerado a partir

de um enrolamento chamado enrolamento de excitao (enrolamento primrio).

Quando no h corrente passando no primrio, a permeabilidade do ncleo a

prpria permeabilidade do material, que pode atingir valores altssimos para

materiais ferromagnticos. Se uma corrente suficientemente alta aplicada no

enrolamento primrio, de forma a gerar um campo magntico H maior que o

campo magntico de saturao do material HS, ento a permeabilidade do ncleo

decresce para valores prximos ao da permeabilidade do vcuo, como se o ncleo

tivesse desaparecido do interior da bobina.

Envolvendo todo o conjunto (bobina de excitao e ncleo), existe um

enrolamento denominado bobina detectora (enrolamento secundrio). Ela

responsvel pela deteco da variao do fluxo magntico. Cada vez que o ncleo

passa da condio de saturado para no saturado, ou vice-versa, as linhas de

campo magntico que cortam as espiras da bobina detectora induzem pulsos de

tenso com amplitude proporcional magnitude do campo externo e com fase

indicando a direo do campo. Desta forma, dois pulsos so gerados a cada ciclo,

e so amostrados com um sinal de frequncia duas vezes maior que a frequncia

de excitao (Kabata e Vitorello, 2007).

A Figura 6 apresenta a configurao esquemtica de um sensor fluxgate.

Figura 6 Representao de um sensor fluxgate.

2.4.3. Magnetmetro de Efeito Hall

O magnetmetro de efeito Hall baseado no fenmeno descoberto em 1879

por Edwin H. Hall, enquanto trabalhava na sua tese de doutorado em Fsica na

Johns Hopkins University em Baltimore, Estados Unidos. Aplicando um campo


30

magntico perpendicular direo da corrente eltrica em um condutor eltrico,

E. H. Hall verificou que aparecia uma diferena de potencial eltrico nas laterais

do condutor (Araujo, 2009).

O efeito Hall est relacionado com a fora de Lorentz, que define a

interao de uma carga q em movimento em um campo magntico B. Quando um

condutor exposto a uma induo magntica transversal, os eltrons em

movimento so repelidos para uma das bordas. A concentrao de eltrons nessa

borda causa um campo eltrico, que por sua vez forma uma fora eletrosttica

contrria fora resultante do campo magntico, a chamada fora de Lorentz. O

campo eltrico transversal ao condutor causa uma diferena de potencial entre as

bordas do condutor, conhecida como tenso Hall (Silva, 2010). A Figura 7 ilustra

o efeito Hall.

Figura 7 Ilustrao do Efeito Hall.

A diferena de potencial V induzida ao longo da largura do condutor, a

chamada tenso Hall, dada por

(3.4)

onde t a espessura do material, I a corrente de excitao que flui sobre o

dispositivo, B a densidade de fluxo magntico ortogonal superfcie do

dispositivo e RH o coeficiente Hall, o qual constante para um dado material a

uma temperatura fixa, sendo expresso em m3/oC. O coeficiente Hall est

diretamente relacionado com a mobilidade dos eltrons no material () e a

condutividade (), sendo definido pela equao:


31

(3.5)

Os materiais mais usados na fabricao de dispositivos de efeito Hall so

materiais semicondutores, como arsenieto de glio (GaAs), antimonieto de ndio

(InSb), e arsenieto de ndio (InAs). Este ltimo o material favorito para

fabricao de dispositivos de efeito Hall, devido ao baixo coeficiente de

sensibilidade de temperatura (< 0,1%/C), baixa resistncia e boa sensibilidade

relativa.

A corrente de controle tpica para dispositivos de efeito Hall 100 mA, mas

alguns dispositivos podem operar com correntes inferiores a 1 mA. A faixa de

sensibilidade de 10 mV/T a 1,4 V/T e a faixa de linearidade de 0,25% a 2% da

faixa de campo estimado. As impedncias de entrada e de sada so tipicamente

na faixa entre 1 a 3 . O elemento sensor normalmente tem dimenses da

ordem de 10 mm2 com 0,5 mm de espessura (Crasto, 2003).

2.4.4. Magnetmetro SQUID

Magnetmetros que tm como elemento sensor o SQUID (Superconducting

Quantum Interference Device) transformam variaes extremamente pequenas de

campo magntico em uma tenso eltrica e so os de maior sensibilidade dentre

todos os instrumentos de medio de campo magntico, com sensibilidades da

ordem de10-15T, operando na faixa de frequncias de 0 kHz a 2 kHz. O princpio

de operao do SQUID baseado em propriedades de supercondutividade, no

efeito Josephson e na quantizao do fluxo magntico (conservao do fluxo

magntico) em um circuito supercondutor fechado.

Experimentalmente, o efeito Josephson caracterizado por uma corrente

crtica, abaixo da qual uma barreira de potencial, ou juno, supercondutora. No

estado supercondutor o circuito apresenta resistncia nula e, consequentemente,

mesmo quando aplicada uma corrente eltrica, a tenso verificada em seus

terminais nula. Para um valor de corrente superior ao valor da corrente crtica, a

barreira de potencial transita para o estado normal, e consequentemente passa a

detectar uma tenso no nula. demonstrado que, no SQUID, a corrente crtica

funo do fluxo magntico aplicado. A medio da variao da corrente crtica


32

permite determinar a variao do fluxo que atravessa o dispositivo (Sampaio,

Garcia e Cernicchiaro, 2000).

A Figura 8 ilustra a estrutura geral de uma juno Josephson, que consiste

em um supercondutor como o nibio separado por uma fina camada isolante.

Figura 8 Juno Josephson (Crasto, 2003).

Um SQUID consiste em um anel supercondutor interrompido por uma ou

duas junes Josephson. No primeiro caso, ele denominado SQUID RF e no

segundo caso, SQUID DC. O SQUID RF utiliza basicamente correntes alternadas

com frequncias na faixa RF (radio frequency), enquanto que o SQUID DC utiliza

apenas correntes contnuas.

Os SQUIDs RF tiveram bastante sucesso nos primeiros magnetmetros

comerciais, devido a sua relativa facilidade de fabricao, pois apresentam uma

nica juno. No entanto, devido boa relao sinal-rudo e eletrnica mais

simples, a maior parte dos SQUIDs comercializados so DC.

Os magnetmetros SQUID, pelo fato de seus elementos sensores serem

constitudos de materiais supercondutores, necessitam que estes elementos, para

operarem, estejam imersos em um lquido criognico dentro de um recipiente

termicamente isolado (dewar), uma vez que demandam temperaturas de operao

muito baixas. Os sistemas SQUID que demandam temperaturas de operao

extremamente baixas (em torno de 4,2 K) exigem resfriamento por hlio lquido

enquanto que os sistemas SQUID que demandam temperaturas de operao mais


33

elevadas (em torno de 77 K dependendo do material utilizado na confeco dos

anis supercondutores) possibilitam o resfriamento por nitrognio lquido.

Outro ponto relacionado com a sua operao que, devido a sua elevada

sensibilidade, a aplicao do SQUID para medio de campos magnticos exige a

reduo do rudo magntico presente no ambiente onde as medidas so realizadas.

Para eliminar a influncia de fontes magnticas distantes (rudo) utilizam-se

transformadores de fluxo (gradimetros) que, acoplados ao SQUID, so capazes

de discriminar fontes distantes, que geram campos magnticos de alta intensidade

e baixa frequncia espacial, em favor das fontes prximas ao sensor (sinal

magntico de interesse), que geram campos de baixa intensidade e com espectro

amplo de frequncias. Dessa forma, os gradimetros utilizados so filtros

espaciais passa-alta (Barbosa, 1999). A Figura 9 apresenta os tipos mais comuns

de gradimetros.

Figura 9 Desenhos esquemticos (adaptado) de tipos de gradimetros comumente utilizados: (a)

Axial de 1 Ordem (b) Axial de 2 Ordem (c) Planar de 1 ordem. (Barbosa, 1999).

Os gradimetros consistem basicamente em um certo nmero de bobinas

conectadas em srie e separadas por uma distncia conhecida como linha de base.

O nmero de voltas de cada bobina, o sentido do enrolamento e a linha de base

so definidos para obter a filtragem das baixas frequncias espaciais. Os

gradimetros mais utilizados nos sistemas SQUID a baixas temperaturas so os

axiais (Figura 9a/b), confeccionados com fio supercondutor em torno de um

mandril cilndrico, enquanto que para os sistemas SQUID de alta temperatura,

construdos base de filmes finos, utiliza-se o gradimetro planar de 1 ordem

(Figura 9c).

Uma das principais aplicaes do magnetmetro SQUID a pesquisa

biomdica, em virtude de possuir sensibilidade suficientemente alta para medir os


34

campos magnticos extremamente fracos gerados pelo corpo humano, na faixa de

10-9 T a 10-15 T. Outras reas de aplicao incluem o paleomagnetismo (medio

do magnetismo remanescente de rochas) e teluricomagnetismo (medio do

magnetismo da terra) (Crasto, 2003).

2.4.5. Magnetmetro Magnetoresistivo (MR)

Magnetmetros magnetoresistivos so dispositivos que utilizam sensores

magnticos cujo funcionamento baseado no efeito da magnetoresistncia (MR),

que consiste na mudana da resistncia eltrica de um material em funo de um

campo magntico externo aplicado.

O efeito magnetoresistivo foi primeiramente observado por William

Thomsom (Lord Kelvin) em 1856, que realizou experimentos com barras de ferro

e nquel, nas quais aplicou um campo magntico e observou o aumento no valor

da resistncia eltrica do material. O efeito de magnetoresistncia descoberto por

W. Thomson conhecido como magnetoresistncia anisotrpica (Anisotropic

Magnetoresistance - AMR) (Santos, 2011).

Em geral, os dispositivos baseados em materiais magnticos que apresentam

o efeito de magnetoresistncia so do tipo multicamada, construdos a partir da

sobreposio alternada de filmes finos de diferentes materiais (ferromagnticos e

isolantes), com diferentes configuraes a fim de maximizar o efeito (SANTOS,

2011). Os materiais usados na fabricao de elementos magnetoresistivos so

ligas metlicas de Ni-Fe-Co, Ni-Fe-Mo e permalloy (famlia de ligas metlicas

com cerca de 80% de nquel e 20% de ferro). O permalloy apresenta alto efeito

magnetoresistivo sendo o material favorito para este tipo de dispositivo

(Montovani, 2009).

Sensores magnetoresistivos so sensores de ordem zero, diferindo dos

sensores indutivos e de efeito Hall que so sensores de primeira ordem

(Montovani, 2009), sendo capazes de medir campos magnticos na faixa entre

10-3 e 104 A/m.

Os magnetmetros magnetoresistivos so utilizados em medies

relacionadas com a medio direta de campo magntico, tais como gravaes de

sinais de udio, leitura de cartes magnticos e etiquetas magnticas, e em


35

medies relacionadas com a medio de grandezas por meio de variao do

campo magntico, tais como deslocamento angular e linear, chaves de

proximidade e medies de posio (Montovani, 2009).

2.4.6. Magnetmetro Magnetoresistivo Gigante (GMR)

O fenmeno da Magnetoresistncia Gigante (Giant Magnetoresistance -

GMR) consiste em mudanas bruscas na resistncia de um material em funo da

variao do campo magntico (Silva, 2010).

A GMR foi descoberta entre os anos de 1988 e 1989 pelo francs Albert

Fert e pelo alemo Peter Grunberg, em trabalhos simultneos e independentes, a

partir de multicamadas de filmes finos de ferro e cromo alternados. O grupo de

Fert obteve valores de variaes da resistncia eltrica de 80% para baixa

temperatura e de 20% para temperatura ambiente, enquanto que o grupo de

Grunberg obteve variaes de 10% temperatura ambiente. Devido aos altos

valores de variao de resistncia obtidos, nomearam o efeito de

magnetoresistncia gigante (Santos, 2011).

Uma estrutura simplificada de um dispositivo que apresenta o efeito GMR

pode ser construda a partir de trs camadas de filmes sobrepostas: uma camada de

material ferromagntico, uma de material no-magntico (isolante) e uma de

material ferromagntico com configurao de magnetizao antiparalela

primeira camada. A mudana na resistncia do dispositivo ocorre com a aplicao

de um campo magntico capaz de alinhar os momentos magnticos das camadas

de material ferromagntico (Santos, 2011). Quando as magnetizaes das camadas

ferromagnticas so paralelas entre si, e com mesmo sentido, os eltrons com

configurao de spin paralela magnetizao do material conseguem se

locomover mais facilmente e passar pela estrutura sem dificuldade (a resistncia

eltrica pequena). Por outro lado, eltrons com configurao de spin antiparalela

magnetizao do material sero espalhados, aumentando a resistncia eltrica

deste dispositivo. Este efeito maximizado quando as camadas so extremamente

finas pois, para certas espessuras das camadas e de suas separaes, as

magnetizaes das camadas ferromagnticas naturalmente se alinham em direes


36

opostas sem a necessidade de campo magntico externo (acoplamento

antiferromagntico).

Atualmente existem diversos grupos de pesquisa nessa rea devido a seu

grande potencial tecnolgico. Hoje existem dispositivos GMR operando em

temperatura ambiente, capazes de apresentar variaes de sua resistncia em

funo do campo magntico superiores a 10%/Oe (Silva, 2010). Os

magnetmetros GMR, em relao aos de efeito Hall, apresentam maior nvel de

sinal de sada, maior sensibilidade e maior estabilidade com a temperatura. Em

relao aos AMR, os GMR apresentam menores dimenses fsicas, maior nvel de

sinal, menor consumo de energia e menor custo, alm de poderem operar em uma

faixa maior de intensidades de campo.

2.4.7. Magnetmetro Magnetoimpedncia Gigante (GMI)

Magnetmetros GMI so dispositivos que utilizam sensores magnticos

baseados no efeito da Magnetoimpedncia Gigante (Giant Magnetoimpedance

GMI), que se caracteriza pela grande variao da impedncia (mdulo e fase) de

uma amostra de material ferromagntico amorfo quando submetida a um campo

magntico externo. Apesar de sua recente descoberta (dcada de 1990), este

fenmeno tem sido objeto de intensos estudos, tanto do ponto de vista de sua

fsica bsica quanto do ponto de vista das enormes perspectivas de aplicaes

tecnolgicas.

Magnetmetros GMI j vm sendo desenvolvidos para diversas aplicaes,

dentre as quais se destacam: detectores de presena, controle de processos

industriais, pesquisa espacial e aplicaes aeroespaciais, sistemas de navegao,

memrias de alta densidade e HDs, controle de trfego, deteco de fissuras em

materiais e aplicaes biolgicas e biomdicas (Silva, 2010).

A grande vantagem deste tipo de transdutor magntico em comparao a

outras alternativas o seu baixo custo para produo em escala, boa sensibilidade

e grande faixa de frequncias de operao (Silva, 2010).

Os resultados obtidos at o momento (Cavalcanti et al., 2008; Louzada et

al., 2008 ; Silva et al., 2010 ; Costa Silva et al., 2011; Silva et al., 2011; Silva et

al., 2013) permitem vislumbrar a possibilidade futura de utilizao destes


37

dispositivos, devido elevada sensibilidade, na deteco de campos

biomagnticos, cujas densidades de fluxo magntico esto situadas na faixa entre

10-9 T e 10-15 T.


3 Confiabilidade Metrolgica de Grandezas Magnticas

A Conveno do Metro, tratado internacional assinado em 20 de maio de

1875, estabeleceu um marco na busca de harmonizao e uniformidade das

medies em nvel mundial. A partir desta data, muitos organismos surgiram com

o objetivo de atuar em metrologia ou em reas relacionadas (Pizzolato, 2006). Nos

ltimos 60 anos, o nmero de organismos que atuam no processo de fornecer

confiana s medies se tornou pelo menos trs vezes maior do que existia h

200 anos, incluindo os institutos nacionais de metrologia e os organismos

internacionais envolvidos com sistematizao e formalizao, avaliao da

conformidade e metrologia. Nesta busca internacional pela confiabilidade dos

resultados das medies, a rastreabilidade metrolgica ocupa a posio

fundamental do processo (Pizzolato, 2006).

A cadeia de rastreabilidade tem como pice a definio das unidades do

Sistema Internacional de Unidades (SI), realizadas pelo BIPM (Bureau

International des Poids et Mesures), laboratrio internacional de metrologia,

possuidor da mais elevada exatido de medio (Figura 10). A estrutura piramidal

da cadeia de rastreabilidade metrolgica se estende desde as definies das

unidades SI, passando pelos padres nacionais, implantados e mantidos pelos

institutos nacionais de metrologia (INM), havendo em seguida os padres de

referncia de laboratrios de calibrao e ensaios, at os padres de trabalho para,

assim, chegar s medies realizadas por usurios finais. Desta forma, para

assegurar que as medies realizadas em um pas tenham rastreabilidade ao

Sistema Internacional de Unidades (SI) mantido pelo BIPM, necessrio que o

INM de cada pas implante e mantenha a cadeia de rastreabilidade dos padres

para cada uma das unidades de medida.


39

Figura 10- Estrutura da rastreabilidade metrolgica com a disposio dos organismos participantes

da cadeia de rastreabilidade metrolgica e disseminao das unidades do SI.

Nas sees 3.1 e 3.2 so apresentados, respectivamente, os organismos

nacionais e internacionais que estruturam os requisitos e a infraestrutura para

garantia da confiabilidade metrolgica, em particular para grandezas magnticas.

No item 3.3 apresentado o conjunto de pases que possuem infraestrutura para

rastreabilidade de grandezas magnticas e no item 3.4 esto indicadas as

iniciativas nacionais para desenvolvimento de infraestrutura com potencial para

compor a rede de rastreabilidade a grandezas magnticas no pas.

3.1. Organismos Internacionais

Considerando o foco do presente trabalho, voltado s grandezas magnticas,

no mbito internacional, os organismos mais relevantes para a garantia da

confiabilidade metrolgica so apresentados a seguir.

3.1.1. BIPM (Bureau International des Poids et Mesures)

No mbito mundial, a metrologia cientfica coordenada pelo

Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), situado prximo a Paris,

Frana, no Pavilho de Breteuil, Svres. O rgo foi criado em 1877 pela

Conveno do Metro (1875), como uma organizao intergovernamental sob a

autoridade da Conferncia Geral de Pesos e Medidas (CGPM) e a superviso do

Comit Internacional de Pesos e Medidas (CIPM). O BIPM atua na busca de

padres de medio internacionais cada vez mais precisos e na demonstrao da

equivalncia entre os padres de medio nacionais. O BIPM coordena a base


40

para um sistema nico e coerente de medidas em todo o mundo, rastrevel ao

sistema internacional de unidades (SI). Esta tarefa assume vrias formas, desde a

divulgao direta de unidades at a realizao de comparaes internacionais de

padres nacionais de medio (BIPM, 2013).

A Conveno do Metro, assinada em 1875 por representantes de 17 naes e

ligeiramente modificada em 1921, continua a ser a base do acordo internacional

sobre as unidades de medida. Alm de fundar o BIPM, a Conveno estabeleceu a

forma de gesto das atividades do BIPM, em uma estrutura organizacional

permanente formada por Estados-Membros, para agir em comum acordo em todas

as questes relativas s unidades de medida.

Conferncia Geral de Pesos e Medidas (CGPM)

A Conferncia Geral de Pesos e Medidas (CGPM; em ingls: General

Conference on Weights and Measures; em francs: Confrence Gnrale des

Poids et Mesures) constituda por representantes dos governos dos observadores

e

Estados-Membros associados CGPM, havendo atualmente, aps a recente

adeso da Repblica da Colmbia em 06 de fevereiro de 2013, 55 Estados-

Membros e 37 Estados-Associados CGPM, dentre os quais incluem-se todos os

principais pases industrializados.

A CGPM possui a atribuio fundamental de supervisionar o SI,

desenvolver, dinamizar e difundir a padronizao das unidades, com a

colaborao de todos os pases membros, inclusive do Brasil. Rene-se a cada

quatro anos. Esta conferncia geral recebe os relatrios do Comit Internacional

de Pesos e Medidas (CIPM), examina e discute os acordos para assegurar a

melhoria e propagao do Sistema Internacional de Medidas (SI); endossa

resultados de novas determinaes metrolgicas fundamentais e vrias resolues

de carter cientfico internacional; e delibera sobre decises concernentes

organizao e desenvolvimento do BIPM, assim como o oramento para o

prximo perodo de quatro anos. Esta conferncia ocorre em Paris, sendo a 24

reunio a ltima realizada, em 21 de outubro de 2011, antecedida pelas resolues

adotadas na 23 reunio da CGPM (2007) e na 22reunio da CGPM (2003).


41

Comit Internacional de Pesos e Medidas (CIPM)

O Comit Internacional de Pesos e Medidas (CIPM; em ingls International

Committee for Weightsand Measures, em francs Comit International des Poids

et Mesures) o rgo que recomenda e, em grande parte, orienta o rumo das

pesquisas em metrologia, em nvel mundial, em conformidade com o Sistema SI.

Rene-se anualmente e zela pela Conveno do Metro e pelo desempenho do

BIPM, sendo composto por dezoito representantes de Estados-Membros da

Conveno do Metro.

A funo principal da CIPM promover a uniformidade mundial das

unidades de medida por ao direta ou submetendo propostas Conferncia

Geral de Pesos e Medidas (CGPM). Outras atribuies do CIPM consistem em:

discutir o trabalho do BIPM sob a autoridade delegada pela CGPM;

publicar um relatrio anual sobre a posio financeira e administrativa do

BIPM para os governos dos Estados-Membros da Conveno do Metro;

discutir trabalhos realizados em comum pelos Estados-Membros e estabelecer

diretrizes e coordenar atividades entre especialistas em metrologia;

estabelecer recomendaes apropriadas.

Alm dos encargos descritos, a CIPM discute os relatrios apresentados por

seus 10 Comits Consultivos (CC) listados a seguir, trabalhando em cooperao

com muitos organismos internacionais da metrologia, como mostrado na

Figura 11, em uma estrutura hierrquica de rgos componentes da Conveno:

CCAUV: Consultative Committee for Acoustics, Ultrasound and Vibration;

CCEM: Consultative Committee for Electricity and Magnetism;

CCL: Consultative Committee for Length;

CCM: Consultative Committee for Mass and Related Quantities;

CCPR: Consultative Committee for Photometry and Radiometry;

CCQM: Consultative Committee for Amount of Substance - Metrology in

Chemistry;

CCRI: Consultative Committee for Ionizing Radiation;

CCT: Consultative Committee for Thermometry;

CCTF: Consultative Committee for Time and Frequency;

CCU: Consultative Committee for Units.


42

O CCEM o comit consultivo relacionado s grandezas magnticas. Foi

criado em 1927 como "Consultative Committee for Electricity (CCE)", e alterado

para "Consultative Committee for Electricity and Magnetism (CCEM)" pela CIPM

de 1997. Em 2009 o Brasil iniciou sua participao no comit.

O CCEM formado por 22 Estados-Membros, incluindo o Brasil, e por

membros observadores. organizado nos seguintes grupos de trabalho ("Working

Groups"): CCEM Working Group on Radiofrequency Quantities (GT-RF), CCEM

Working Group on Electrical Methods to Monitor the Stability of the Kilogram

(WGKG), CCEM Working Group on Low-Frequency Quantities (WGLF), CCEM

Working Group on Proposed Modifications to the SI (WGSI), CCEM Working

Group on Strategic Planning (WGSP), CCEM Working Group for RMO

Coordination (CCEM-WGRMO). Atualmente o Brasil integra os grupos de

trabalho WGLF e CCEM-WGRMO, presidindo o ltimo.

Dentre as publicaes deste comit (CCEM), encontram-se atualmente

disponveis, para livre consulta, relatrios de encontros (Comit Consultatif

d'lectricit et Magntisme, 27th meeting (2011), 60 pp. , ou Comit Consultatif

d'lectricit et Magntisme, 26th meeting (2009), 62 pp.); guias de acordos

internacionais (Electricity and Magnetism Supplementary Guide to the JCRB

Instructions for Appendix C of MRA, 2011, 19 pp., e CCEM Guidelines for

Planning, Organizing, Conductingand Reporting Key, Supplementary and Pilot

Comparisons, 2007, 30 pp.);alm de estudos cientficos sobre grandezas, unidades

e seus desdobramentos, sendo os mais relevantes para esta dissertao:

"CCEM/11-19 Physiological effects of magnetic fields, B. Ittermann, 23/03/2011"

e "Big Problems in Electromagnetics, CCEM strategic planning document, 2011,

18 pp. . Nestas publicaes observa-se grande nmero de trabalhos relacionados

realizao do tesla, unidade da grandeza densidade de fluxo magntico.

O esquema apresentado na Figura 11 esclarece a disposio hierrquica dos

organismos aos quais o BIPM est relacionado no mbito da organizao

internacional da Metrologia.

http://www.bipm.org/cc/CCEM/Allowed/27/CCEM-11-19%5bphys-effects-magnetic-fields%5d.pdfDBDPUC-Rio - Certificao Digital N 1113697/CA

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Figura 11- Esquema da Organizao Internacional da Metrologia.

Comits Conjuntos do BIPM

Alguns comits conjuntos do BIPM com outras organizaes internacionais

foram criados para tarefas especficas de interesse comum. Tais comits conjuntos

so listados a seguir:

JCGM: Joint Committee for Guides in Metrology;

JCRB: Joint Committee of the Regional Metrology Organizations and the

BIPM;

JCTLM: Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine;

DCMAS Network: Network on Metrology, Accreditation and Standardization

for Developing Countries;

RMO_DEVMET workspace: Inter-RMO Working Group in Support of Small,

Emerging and Developing NMIs;

Em especial, vale destacar o comit conjunto para guias em metrologia

(JCGM), que responsvel pela elaborao do Guia para a Expresso da

Incerteza de Medio (ISOGUM) e do Vocabulrio Internacional de Termos

Fundamentais e Gerais de Metrologia (VIM). Foi criado em 1997, sendo

presidido pelo BIPM e composto por mais sete Organizaes Internacionais:


44

International Electrotechnical Commission (IEC), International Federation of

Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (IFCC), International Organization

for Standardization (ISO), International Union for Pure and Applied Chemistry

(IUPAC), International Union for Pure and Applied Physics (IUPAP),

International Organization of Legal Metrology (OIML) e, a partir de 2005,

International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC).

Acordos de Reconhecimento Mtuo

A busca de harmonizao dos sistemas de metrologia, normalizao e

avaliao da conformidade com as peculiaridades de cada modelo de organizao

dessas atividades culminou em um encontro realizado em Paris, em 14 de outubro

de 1999, entre os diretores de Institutos Nacionais de Metrologia de 38 Estados-

Membros da Conveno do Metro e representantes de 2 organizaes

internacionais, que assinaram o CIPM MRA: Comit Internacional de Pesos e

Medidas - Acordo de Reconhecimento Mtuo (Mutual Recognition Arrangement).

Este foi um acordo histrico para estabelecer regras destinadas a uma ampla

aceitao dos padres nacionais de medio e certificados emitidos pelos

respectivos Institutos Nacionais de Metrologia.

O Acordo de Reconhecimento Mtuo procura atender necessidade de um

esquema aberto, transparente e abrangente que torne disponvel aos usurios uma

informao quantitativa confivel para comparao de servios nacionais de

metrologia, fornecendo bases tcnicas para acordos negociados mais amplos

destinados ao comrcio internacional e assuntos regulatrios.

At maio de 2013, o CIPM MRA foi assinado por representantes de 91

institutos (51 Estados-Membros, 26 associados da CGPM e 4 organismos

internacionais) e abrange mais 146 institutos designados pelas entidades

signatrias (BIPM, 2013).

Organismos Participantes do CIPM MRA

Em 23 de Janeiro de 2006, por meio de um documento chamado "Tripartite

Statement", os organismos BIPM, OIML e ILAC, em uma poltica conjunta de

rastreabilidade metrolgica ao SI, declararam a relevncia de diversos acordos

internacionais sobre metrologia. Em 09 de novembro de 2011, uma nova

declarao conjunta foi emitida, denominada "Joint BIPM, OIML, ILAC and ISO


45

Declaration on Metrological Traceability ", na qual se reconhece a importncia da

rastreabilidade metrolgica ao SI dos resultados de medio para as misses

centrais desses quatro organismos, reconhecidos internacionalmente, responsveis

pela metrologia, acreditao e normalizao em nvel mundial.

Pontos Essenciais dos Acordos CIPM MRA (Objetivos):

Estabelecer o grau de equivalncia entre os padres nacionais mantidos pelos

INM;

Prover reconhecimento mtuo dos certificados de calibrao e medies; e

Fornecer fundamentao tcnica segura aos governos e outras partes visando

acordos relacionados ao comrcio internacional e regulamentao.

J em 1998, antes da assinatura do CIPM-MRA, foi estabelecido o comit

conjunto JCRB (Joint Committee of the Regional Metrology Organizations and

the BIPM). O comit apoia a implementao do CIPM MRA relativamente aos

certificados de medio emitidos pelos INM e seus padres nacionais de medio.

Definidas desde sua primeira reunio, as principais atividades do JCRB so:

A coordenao e gerenciamento de revises da Capacidade de Calibrao e

Medio CMCs dos INM;

O desenvolvimento de polticas e linhas de atuao da operao do CIPM

MRA para prestar assistncia s RMO e ao CIPM.

O principal produto do MRA a base de dados KCDB (Key Comparison

Data Base) mantida pelo BIPM e usada como referncia-chave para

intercomparaes laboratoriais (Figura 12). O acesso aos dados da base KCDB

est disponvel no stio do BIPM. Na base de dados do CIPM MRA se encontram

quatro anexos (A, B, C e D), contendo as seguintes informaes (BIPM-

KCDB,2013):

anexo A Lista dos signatrios do MRA;

anexo B Comparaes Chaves e suplementares do CIPM e RMO

(Resultados);

anexo C Capacidade de Calibrao e Medio CMCs (CMC - Calibration

and Measurement Capability);

anexo D Lista de comparaes-chave e suplementares.


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Figura 12 - Esquema de realizao das comparaes-chave.

Fonte: BIPM, http://www.bipm.org/en/cipm-mra/key_comparisons/organization.html, acessado em 21/jan/2013.

As organizaes regionais de Metrologia (RMO) desempenham um papel

importante no CIPM MRA. Elas tm a responsabilidade de coordenar a realizao

das comparaes chaves dentro das suas regies, realizar comparaes

suplementares e outras aes para apoiar a confiana mtua na validade de

certificados de calibrao e de medio de seus institutos membros (NMIs) e so

responsveis pela coordenao, atravs da JCRB, das entradas para o Apndice C

do MRA de capacidades de medio e calibrao de seus NMIs-membros.

A rastreabilidade metrolgica um dos elementos que estabelecem

confiana na equivalncia das medies em nvel internacional. Segundo a

declarao conjunta assinada em 2011 pelo BIPM, OIML, ILAC e ISO (Joint

BIPM, OIML, ILAC and ISO declaration on metrological traceability), os

princpios que devem ser adotados para demonstrar rastreabilidade metrolgica,

objetivando a aceitabilidade internacional, so:

As calibraes devem ser executadas em Institutos Nacionais de Metrologia

signatrios do MRACIPM,com CMCs publicadas em reas relevantes da

base de dados KCDB ou em laboratrios acreditados por Organismos de

Acreditao que so signatrios do acordo de reconhecimento mtuo do

ILAC;

A expresso da incerteza de medio deve seguir os princpios estabelecidos

no Guia para a Expresso da Incerteza de Medio (ISOGUM);

Os resultados das medies efetuadas em laboratrios acreditados devem ser

rastreveis para o Sistema Internacional de Unidades - SI;


47

Institutos Nacionais de Metrologia que proporcionem rastreabilidade aos

laboratrios acreditados devem ser signatrios do CIPM MRA e com CMCs

publicadas em reas relevantes da base de dados KCDB; e

Dentro da MAA da OIML, a acreditao deve ser fornecida por rgos

signatrios do acordo da ILAC e devem ser seguidas as condies acima sobre

rastreabilidade para SI.

3.1.2. OIML (International Organization of Legal Metrology)

A Organizao Internacional de Metrologia Legal (OIML) uma

organizao intergovernamental cujos membros incluem Estados Membros

pases que participam ativamente das atividades tcnicas e Estados

Correspondentes pases que se unem OIML como observadores.

A OIML foi estabelecida em 1955 objetivando promover a harmonizao

mundial dos procedimentos referentes metrologia legal. Desde ento, a OIML

desenvolveu uma estrutura tcnica global capaz de prover a seus membros

recomendaes metrolgicas para a elaborao dos requisitos nacionais e

regionais referentes fabricao e utilizao de instrumentos de medio,

destinados a aplicaes relacionadas metrologia legal. De acordo com dados do

Banco Mundial (2007), os membros da OIML abrangem cerca de 88% da

populao mundial e aproximadamente 98,5% da economia global(OIML, 2013).

Para a elaborao das recomendaes metrolgicas, a OIML procura

estabelecer acordos de cooperao com a ISO (International Standardization

Organization) e o IEC (International Electrotechnical Commission), buscando-se

evitar requisitos contraditrios (OIML, 2013).

3.1.3. ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation)

A ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation) comeou

como uma conferncia em 1977 com o objetivo de desenvolver a cooperao

internacional para facilitar o comrcio, por meio da promoo da aceitao dos

resultados de ensaio e calibrao acreditados, ou seja, ajudar a remover barreiras

tcnicas ao comrcio. Em 1996, o ILAC tornou-se uma cooperao formal para


48

estabelecer uma rede de acordos de reconhecimento mtuo entre organismos de

acreditao que iriam cumprir este objetivo (ILAC, 2013).

A acreditao consiste na avaliao independente de organismos de

avaliao da conformidade com padres reconhecidos para realizar atividades

especficas para garantir sua imparcialidade e competncia. Por meio da aplicao

de normas nacionais e internacionais, governo, compradores e consumidores

podem ter confiana na calibrao e resultados de ensaios, relatrios de inspees

e certificaes fornecidas. Os organismos de acreditao so estabelecidos em

muitos pases com o objetivo principal de assegurar que os organismos de

avaliao da conformidade estejam sujeitos fiscalizao por rgo oficial

(ILAC, 2013).

Em 2 de novembro de 2000, 36 organismos de acreditao de laboratrios,

membros da ILAC, pertencentes a 28 economias em todo o mundo, assinaram um

acordo em Washington, com o objetivo de promover a aceitao dos resultados de

ensaios e de calibrao para mercadorias exportadas, oferecendo significativa base

tcnica ao comrcio internacional. A assinatura do Acordo de Reconhecimento

Mtuo para acreditao de Laboratrios entre o Inmetro e a ILAC aconteceu no

ano de 2000. Em 2012, a rede j consistia em 135 organismos, representando 88

economias diferentes, com mais de 35 mil laboratrios em todo mundo e 6000

organismos de inspeo, todos acreditados (ILAC, 2013).

O acordo entrou em vigor em 31 de janeiro de 2001 e foi ampliado em

outubro de 2012 para incluir a acreditao de organismos de inspeo. A chave do

Acordo de Reconhecimento Mtuo da ILAC a rede global de laboratrios de

ensaio e calibrao acreditados e organismos de controle que so avaliados e

reconhecidos como competentes por organismos de acreditao signatrios do

acordo ILAC. Os signatrios, por sua vez, so avaliados e demonstram

atendimento aos critrios estabelecidos pela ILAC, possibilitando o

desenvolvimento e melhoria das relaes comerciais internacionais. O objetivo

final o aumento da utilizao e aceitao pela indstria, bem como pelo governo,

dos resultados de laboratrios acreditados e de organismos de inspeo, incluindo

resultados de instalaes em outros pases.

A ILAC possui uma extensa lista de publicaes atualizadas (set/2012) e

organizadas em: "Brochures; Guidance Documents (G Series); Procedural

Documents (P Series); Rules Documents (R Series); Joint ILAC / IAF Documents


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(A Series)", segundo website(ILAC,2013), dos quais destaca-se dentre as 13

Brochuras "The Advantages of Being An Accredited Laboratory"; dentre os guias

(G Series) destacam-se o G17:2002, que trata da incerteza de medio em ensaios,

e os mais recentes "G21:09/2012 Cross Frontier Accreditation - Principles for

Cooperation , ILAC-G25:01/2012 Accreditation of Proficiency Testing Providers

to ISO/IEC17043:2010-A crosswalkto ILAC G13:2007, ILAC-G26:07/2012

Guidance for the Implementation of a Medical Laboratory Accreditation System".

Entre os 10 Procedimentos (P Series) publicados, os mais recentes so

"P10:01/2013 ILAC Policy on Traceability of Measurement Results" e

"P14:01/2013 ILAC Policy for Uncertainty in Calibration", ambos comentados a

seguir; os demais podero ser consultados no website do ILAC, no link

https://www.ilac.org/ilac_documents.html.

Dentre as publicaes da ILAC, a seguir so destacados alguns exemplos

que abordam critrios para avaliaes (ILAC, 2013):

ILAC G17:2002- Introduz o conceito de incerteza de medio em testes em

associao com a exigncia de aplicao da norma ISO/IEC 17025.

ILAC-P10:01/2013- Rastreabilidade dos Resultados de Medio: fornece uma

poltica de rastreabilidade dos resultados de medio que se destina a ser

implementado pelos membros da ILAC.

ILAC P14:01/2013- Poltica de incerteza na calibrao: estabelece os

requisitos e diretrizes para a estimativa e declarao de incerteza na calibrao

e medio.

O Comit Internacional de Pesos e Medidas (CIPM) e a Cooperao

internacional de Acreditao de Laboratrios (ILAC), reconhecendo a necessidade

de reforar os laos entre a acreditao e a metrologia e cooperar e coordenar suas

aes em relao s suas tarefas relacionadas com a infraestrutura de medio

nacional e internacional, assinaram um Memorando de Entendimento (MoU

Memorandum of Understanding) em 3 de novembro de 2001, reafirmado em

2012, assim como o Acordo sobre a definio de calibrao e capacidade de

medio (CMCs), resultando na publicao de um livro pelo grupo de trabalho

conjunto CIPM/ILAC (2007).

https://www.ilac.org/Brochuredownloads.htmlDBDPUC-Rio - Certificao Digital N 1113697/CA

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3.1.4. WHO (World Health Organization)

A Organizao Mundial da Sade OMS foi fundada em 7 de abril de 1948

pela Organizao das Naes Unidas (ONU), com sede em Genebra, Sua.

Segundo o Ministrio das Relaes Exteriores do Brasil, foram os delegados

brasileiros que propuseram o estabelecimento de um "organismo internacional de

sade pblica". Segundo sua constituio, a OMS tem por objetivo promover a

sade de todos os povos, com a responsabilidade de estabelecer normas e

orientaes, articular polticas baseadas em evidncia, prestar apoio tcnico aos

pases, acompanhar e avaliar tendncias no setor da sade (WHO, 2013).

A OMS composta por 193 Estados-membros, nos quais se incluem todos

os Estados Membros da ONU, exceto Liechtenstein, e dois no-membros da

ONU, Niue e as Ilhas Cook.

A OMS financiada por contribuies dos Estados-membros e de vrios

doadores. Nos ltimos anos, o trabalho da OMS tem crescido bastante tambm

com a colaborao de entidades externas; e tambm, existem atualmente cerca de

80 parcerias com organizaes no-governamentais e indstrias farmacuticas,

bem como com fundaes como a Fundao Bill e Melinda Gates e a Fundao

Rockefeller (as contribuies voluntrias para a OMS por governos locais e

nacionais, fundaes e ONGs, outras organizaes da ONU e o prprio setor

privado excedem atualmente as contribuies dos Estados-membros).

Dentre as publicaes genricas da OMS destacam-se: Boletim da

Organizao Mundial da Sade, Eastern Mediterranean Health Journal, Recursos

Humanos para a Sade, Pan American Journal of Public Health, World Health

Report.

Em particular, com relao s grandezas magnticas, a OMS possui vrias

iniciativas, dentre as quais a implementao do projeto EMF internacional,

destinado avaliao de evidncias cientficas relacionadas aos possveis efeitos

na sade causados por campos eletromagnticos na faixa de frequncias de 0 a

300 GHz; e publicaes envolvendo campos magnticos estticos, como

Electromagnetic fields and public health; Static electric and magnetic fields.

Factsheet N299. March 2006.

http://www.mre.gov.br/cdbrasil/itamaraty/web/port/relext/mre/nacun/agespec/oms/index.htmhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Funda%C3%A7%C3%A3o_Bill_e_Melinda_Gateshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Funda%C3%A7%C3%A3o_Rockefellerhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Funda%C3%A7%C3%A3o_RockefellerDBDPUC-Rio - Certificao Digital N 1113697/CA

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3.1.5. ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection)

A ICNIRP a Comisso Internacional de Proteo contra Radiao No-

Ionizante, que visa divulgar informaes e conselhos sobre os potenciais perigos

para a sade humana ocasionados pela exposio radiao no-ionizante.

Consiste em um corpo cientfico de peritos independentes, voluntrios,

compostos por uma comisso principal de 14 membros e seus grupos de trabalho.

At outubro de 2012, havia quatro comits cientficos permanentes abrangendo

epidemiologia, biologia, dosimetria e radiao ptica, alm de um nmero de

especialistas em consultoria. A estrutura agora est sendo redesenhada para

abranger novas reas. Membros do ICNIRP so peritos que, na realizao de seu

trabalho voluntrio para a Comisso, no representam seus pases de origem ou

seus institutos.

O escopo do ICNIRP abrange todas as radiaes no-ionizantes, incluindo

as radiaes pticas (ultravioleta, visvel e infravermelha - e lasers), radiaes

eltricas estticas e variveis no tempo e campos magnticos, radiao de

radiofrequncia (incluindo microondas) e ultrassom. Muitas das informaes que

fornece so publicadas sob a forma de relatrios e avaliaes cientficas e no

processo de reunies cientficas. Os resultados dessas reavaliaes, combinados

com avaliaes de risco realizadas em colaborao com a Organizao Mundial

de Sade, resultam na publicao das diretrizes da ICNIRP. So exemplos destas

as diretrizes para limitao de exposio a campos eletromagnticos, radiao

laser, radiao ultravioleta, a radiaes pticas incoerentes e ultrassom.

A ICNIRP trabalha em estreita colaborao com muitos organismos de

proteo da sade relacionados com agncias nacionais e internacionais,

incluindo, por exemplo, OMS, OIT - Organizao Internacional do Trabalho,

ICOH (International Commission for Occupational Health), IRPA (International

Radiation Protection Association) e EUROSKIN (European Society for Skin

Cancer Prevention) (ICNIRP, 1998).

Colabora com a OMS por meio de dois principais programas de sade:

International EMF Project e o INTERSUN Project. Tambm colabora com o ILO

(International Labour Office) sobre questes relativas proteo ocupacional de

radiao no-ionizante.


52

A ICNIRP oficialmente reconhecida pela OMS e a ILO como o rgo

consultivo internacional independente para a proteo de radiao no-ionizante.

A ICNIRP tambm colabora com a Comunidade Europeia - EC, principalmente

DG EMPL (Employment), SANCO (Health), a Comisso Internacional de

iluminao - CIE, a Comisso Internacional de higiene ocupacional - ICOH, a

Associao Europeia de Bioeletromagnetismo - EBEA (ICNIRP, 1998).

A seguir so apresentadas algumas das publicaes da ICNIRP pertinentes

ao tema do presente trabalho:

Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric and Magnetic

Fields (1 Hz - 100 kHz).Health Physics99(6):818-836; 2010.

Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic, and

Electromagnetic Fields (up to 300 GHz).Health Physics 74 (4): 494-522;

1998.

Statement on Health Issues Associated with Millimeter Wave Whole Body

Imaging Technology. Health Physics102(1):81-82; 2012.

Note on the Interphone Study. Published at www.icnirp.org; 2011.

Mobile Phones, Brain Tumours and the Interphone Study: Where Are We

Now? Environ Health Perspect 119(11): 1534-1538; 2011.

Guidelines on Static Fields - Guidelines on Limits of Exposure to Static

Magnetic Fields. Health Physics 96(4):504-514; 2009.

Fact Sheet on Static Fields - 2009

Statement on MR and patients - Amendment to the ICNIRP "Statement on

Medical Magnetic Resonance (MR) Procedures: Protection of Patients".

Health Physics 97(3):259-261; 2009.

3.1.6. ISO (International Organization

Antonio Fernando Maciel de Mendonça Demanda por Calibração ... · especialmente na Paróquia do...

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