Incerteza de medição na determinação de enxofre em combustíveis

Antes de fundar marcas e dirigir marketing, a minha formação é em engenharia: graduação em Engenharia de Petróleo e Gás pela UNIGRANRIO e mestrado em Metrologia para Qualidade e Inovação pela PUC-Rio. Este é o primeiro artigo científico que co-assinei, apresentado em dezembro de 2020 na Rio Oil & Gas Expo and Conference — um dos principais encontros do setor na América Latina.

Por que isso importa

O teor de enxofre em óleo diesel e gasolina é um dos parâmetros mais fiscalizados pela ANP (Agência Nacional do Petróleo). O enxofre, ao queimar no motor, forma óxidos (SO₂, SO₃) que em contato com a umidade viram ácido sulfuroso e sulfúrico — os mesmos ácidos da chuva ácida. Isso acidifica solo e água, corrói peças metálicas dos motores e tem impacto direto na saúde pública.

Os limites são rígidos: 10 mg/kg para o diesel S-10, 500 mg/kg para o diesel S-500 e 50 mg/kg para a gasolina C. Ultrapassar esses números significa que o combustível não pode ser comercializado. Por isso, a fiscalização depende de uma coisa que pouca gente fora da metrologia discute: qual é a confiabilidade do resultado da medição?

A pergunta do artigo

Quando um laboratório reporta "42 mg/kg de enxofre", esse resultado está acompanhado de uma incerteza. Pode ser ±3 mg/kg, pode ser ±8. Essa incerteza define se o lote está em conformidade ou não. O problema: existem várias abordagens estatísticas para calcular essa incerteza — e o resultado muda dependendo de qual abordagem você escolhe.

No artigo comparamos diferentes metodologias (lei de propagação da incerteza versus análise de variância, clássica e robusta) aplicadas às mesmas amostras reais de diesel e gasolina. O critério de escolha foi a aderência dos dados à distribuição normal.

O diferencial

A maior parte da indústria de petróleo e gás no Brasil só computa a incerteza analítica — aquela que vem do instrumento de medição. Raramente se soma a incerteza de amostragem, que é o erro introduzido quando você coleta algumas amostras de um tanque gigante e assume que representam o todo. É uma omissão séria, e foi aqui que o artigo atacou.

Ao agregar incerteza de amostragem à incerteza analítica, a estimativa final é muito mais robusta e realista. Pode subsidiar regulamentação de verdade — não é mais um número que vem só do espectrômetro, é um número que representa a realidade do lote inteiro.

Resumo original

A medição de uma grandeza, ao ser relatada, necessita de alguma indicação quantitativa da qualidade do resultado apresentado, com a finalidade de avaliação de sua confiabilidade. De posse de tal indicação, resultados das medições podem ser comparados entre si ou com valores indicados por especificações, normas ou regulamentos. Neste estudo, diferentes abordagens para avaliar a incerteza analítica são aplicadas aos resultados da fração mássica de enxofre no diesel e na gasolina. A escolha dos métodos é baseada principalmente na aderência dos dados à distribuição normal. Como em algumas dessas abordagens, a incerteza de amostragem também é avaliada, uma contribuição raramente levada em consideração, a incerteza de medição (incerteza analítica mais incerteza de amostragem) se torna um parâmetro extremamente robusto e realista, que pode subsidiar a regulamentação brasileira.

Palavras-chave: fração mássica de enxofre · combustíveis · incerteza de medição · análise de variância clássica e robusta · conformidade com as especificações.

Referência completa

Matos, A. C. H. de; Oliveira, E. C. de. Comparação de diferentes abordagens para avaliação da incerteza de medição na determinação de enxofre em combustíveis. Rio Oil & Gas Expo and Conference 2020, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, dez. 2020. Artigo nº 267. DOI: 10.48072/2525-7579.rog.2020.267.