Imagem de Gerd Altmann por Pixabay

Aplicação da rastreabilidade metrológica em tensão contínua

Este artigo discute a importância da rastreabilidade na medição de tensão contínua (DC), essencial para a garantia da confiabilidade metrológica. A rastreabilidade conecta medições a padrões de referência por meio de comparações contínuas, conforme a norma ISO/IEC 17025, vital para laboratórios de calibração. É também abordado um exemplo prático de como o Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT adota a rastreabilidade metrológica para as medidas de tensão DC.

Ednaldo A. C. Correia, Adriely C. B. Souza, Karen I. L. Vieira e Fabrício G. Torres, metrologistas do IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Um multímetro digital é um instrumento essencial para medidas de grandezas elétricas. Suas faixas de tensão contínua (tensão DC) são amplamente usadas para medir a tensão elétrica de pilhas ou baterias alcalinas de 9 V, por exemplo.

Para estas aplicações, não se considera essencial que o multímetro seja de boa resolução, já que a medida com uma ou duas casas decimais (8,9 V ou 8,94 V) não costuma definir se a bateria deve ou não ser jogada no lixo reciclável.

Entretanto, em diversos processos industriais, P&D&I ou em laboratórios de ensaios e homologação de produtos, as medidas de tensão DC são tão importantes que necessitam de multímetros com muitas casas depois da vírgula. De fato, no mercado, temos multímetros que atendem a esta demanda, conhecidos como multímetros de bancada.

Em telecomunicações, a tensão DC pode estar presente de diversas formas, trazendo vantagens ou desvantagens e, portanto, é uma grandeza que deve ser frequentemente medida e controlada.

Na forma de descargas eletrostáticas, a tensão DC é uma das maiores vilãs de técnicos e engenheiros, já que os dispositivos e equipamentos de telecomunicações costumam ser bastante sensíveis à estática.

Por outro lado, a tensão DC serve como sinal confiável para medidas em alta frequência por meio de sensores de RF, que atuam como transdutores, convertendo sinais de alta frequência em valores de tensão contínua, que, em seguida, são recebidas e processadas por mostradores digitais.

A quantidade de dígitos de um medidor não, necessariamente, representa que o instrumento possui boa exatidão, já que isso apenas, não garante a magnitude do erro de medição, que pode ser resultado de fatores aleatórios ou sistemáticos intrínsecos ao aparelho. Esses fatores somente podem ser conhecidos por meio de calibração, um processo que consiste em comparar as medidas do item sob calibração com outro instrumento de medição (ou sistema de medição), denominado como padrão, cuja exatidão não apenas seja conhecida, mas que, preferencialmente, seja melhor que a do instrumento sob calibração. Esta prática de calibração somente é válida se a cadeia de rastreabilidade metrológica for assegurada.

 

O que é rastreabilidade metrológica?

 

Segundo o VIM – Vocabulário Internacional de Metrologia, rastreabilidade metrológica é:

“Propriedade dum resultado de medição pela qual tal resultado pode ser relacionado a uma referência através duma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma contribuindo para a incerteza de medição.”

Em outras palavras, considera-se que uma medida possui rastreabilidade metrológica somente se esta medida tiver sido submetida a um processo que a associe adequadamente ao Sistema Internacional de Unidades, conforme exemplificada na figura 1.

Para assegurar a rastreabilidade metrológica, diversos fatores devem ser considerados, tornando o processo de calibração mais complexo do que uma simples comparação de medidas e, não por acaso, há uma demanda crescente que esta atividade seja realizada por laboratórios que seguem a norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, determinando que o laboratório tenha um sistema de gestão da qualidade robusto, alinhado à ABNT NBR ISO 9001 e, adicionalmente, atenda aos requisitos mínimos relativos a pessoas, infraestrutura, condições ambientais, entre outros.

A evidência de que todos os requisitos da ABNT NBR ISO/IEC 17025 são atendidos por um laboratório pode ser confirmada por um organismo acreditador, tal como a Cgcre – Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro que, após avaliação, permite ao laboratório a emissão de selo de acreditação (figura 2) para seu escopo de acreditação. Inevitavelmente, a rastreabilidade metrológica também é evidenciada neste processo.

Aplicação da rastreabilidade metrológica em tensão DC

 

A cadeia de rastreabilidade metrológica apresentada na figura 1 é bastante simplificada e não demonstra detalhadamente como se aplica para uma medida específica. Portanto, para melhor entendimento, abordaremos a cadeia de rastreabilidade aplicada em tensão DC pelo Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT, e partiremos de uma calibração usual das faixas de tensão do mostrador digital de um medidor de potência de RF, seguindo as etapas da pirâmide da figura 3.

Nível 1 – Calibração das faixas de tensão DC de um medidor de potência de RF (figura 4)

Esta calibração consiste na comparação dos valores de tensão DC medidos pelo medidor de potência de RF com os valores gerador pelo calibrador de escalas padrão.

Nível 2 – Calibração do calibrador de escalas padrão

Neste processo, utiliza-se um multímetro de 8 ½ dígitos (figura 5) para efetuar uma calibração direta, comparando os valores gerados pelo calibrador de escalas padrão com os valores medidos pelo multímetro padrão.

Nível 3 – Calibração do multímetro 8 ½ dígitos (figura 6)

Um dos métodos possíveis nesta calibração é por meio uso de uma pilha padrão em conjunto com um divisor de tensão, necessário para caracterização completa das faixas de tensão DC, já que as pilhas possuem apenas saídas fixas de 1,018 V e 10 V, e de outro multímetro como padrão de transferência.

 

 

Nível 4 – Calibração da pilha padrão

O Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT não possui o padrão necessário para garantir a rastreabilidade metrológica da pilha padrão. Portanto, a pilha é enviada periodicamente para calibração no Inmetro que é o Laboratório Nacional de Metrologia do Brasil. Este laboratório segue a realização prática do volt, de acordo com o SI – Sistema Internacional de Unidades, que envolve a constante universal relacionada ao efeito Josephson.

Do topo da cadeia até a base, as incertezas expandidas de medição são propagadas seguindo o Guia para a Expressão da Incerteza de Medição, e, em cada etapa, o nível mais alto se torna componente de incerteza para o nível mais baixo na pirâmide da figura 3. Como uma matrioska (figura 7), cada etapa da rastreabilidade é incorporada na incerteza da etapa seguinte, garantindo, por meio da adequada quantificação, a confiabilidade metrológica de cada medida realizada.

REFERÊNCIAS

 

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT; INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL – INMETRO. Guia para a Expressão da Incerteza de Medição. 1. ed. Rio de Janeiro: ABNT/INMETRO, 2008.

FALCÃO BAUER. Calibração, rastreabilidade metrológica e os produtos que usamos no dia a dia. Disponível em: https://www.falcaobauer.com.br/calibracao-rastreabilidade-metrologica-e-os-produtos-que-usamos-no-dia-a-dia/. Acesso em: 6 nov. 2024.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017 – Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração. Rio de Janeiro: ABNT, 2017.

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL – INMETRO. Consulta de Laboratórios Acreditados. Disponível em: http://www.inmetro.gov.br/laboratorios/rbc/consulta.asp. Acesso em: 6 nov. 2024.

 

Ednaldo de Araujo Cruz Correia possui graduação em Sistemas Elétricos, pelo Instituto Federal de São Paulo. Pertence ao quadro de colaboradores do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo como técnico especializado no Laboratório de Metrologia Elétrica há mais de 12 anos. Possui experiência em calibração de equipamentos elétricos especialidade em equipamentos de alta exatidão.
ednaldoc@ipt.br.

Adriely Caroline Borges de Souza é técnica em Eletrônica (IFPA) pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará. Atuação na área de Metrologia e de Instrumentação Industrial, há 4 anos e meio. Experiência em atendimento ao cliente (instalações do setor fabril), experiência em atuação intra laboratorial, com base na ISO 17025 e SGQ ISO 9001. adrisouza@ipt.br.

Karen Isabelle Lima Vieira é graduanda em Ciência e Tecnologia pela Universidade Federal do ABC (UFABC) e estagiária no Laboratório de Metrologia Elétrica do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Atua na área de metrologia, com foco no suporte e execução de atividades relacionadas à calibração de instrumentos elétricos. karenvieira@ipt.br.

Fabrício Gonçalves Torres é físico, mestre em Processos Industriais e responsável pela área de Alta Frequência e Telecomunicações do Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui 18 anos de experiência em metrologia e realiza auditorias, consultorias e treinamentos na área de qualidade, metrologia e instrumentação.
fabrigt@ipt.br; www.linkedin.com/in/fabriciogt.

Imagem de Brian Penny por Pixabay

Inteligência artificial e o mercado de trabalho

Simone Rodrigues, Editora da Infra News Telecom

O uso de ferramentas baseadas em IA – inteligência artificial está transformando o mercado de trabalho. Se por um lado a IA abre novas oportunidades de emprego, ela ameaça certas funções. Diversos estudos mostram o impacto dessa mudança. O FMI – Fundo Monetário Internacional prevê que a inteligência artificial vai afetar 40% dos empregos em todo o mundo. Já uma pesquisa da OIT – Organização Internacional do Trabalho e do Banco Mundial mostra que a IA generativa poderá expor entre 26% e 38% dos empregos da região e cerca de 2% a 5% deles correm risco total de automatização.

Mas, profissionais e empresas de diversos setores podem se beneficiar com a IA. Além de automatizar tarefas repetitivas e manuais, a tecnologia ajuda os profissionais a se concentrem em trabalhos mais criativos e estratégicos, liberando-os de afazeres repetitivos. Ainda de acordo com o estudo da OTI e do Banco mundial, a IAGen é capaz de aumentar a produtividade dos empregos em cerca de 8% a 14%.

Nessa nova realidade, a requalificação é a palavra chave. “A IA vai acabar com certas vagas de trabalho, principalmente as repetitivas que tratam volume grande de dados, e vai exigir das funções que continuarão existindo que seus profissionais desenvolvam novas competências”, diz Edgar Amorim, facilitador DiSC e coach executivo, da Amorizar Pessoas, num artigo publicado nesta edição.

Investir no desenvolvimento de novas competências, educação continuada, com foco em ciência de dados, big data, automação, e habilidades “soft skills” faz toda a diferença. As empresas também terão um papel de destaque nessa jornada. Será preciso um trabalho conjunto entre os profissionais e as organizações, voltado, principalmente, ao aprendizado contínuo.

Outros temas desta edição são o papel da análise de dados na Black Friday, rastreabilidade metrológica em tensão DC, gerenciamento de dados, e cibersegurança.

Boa leitura!

Crescimento da IoT demanda infraestrutura de conexão e data center

Para cumprir a promessa de revolucionar a vida em todos os aspectos, a Internet das coisas precisa de computação de borda bem distribuída, com data centers minimamente certificados, em uma rede bem estruturada.

Vanderlei Rigatieri, fundador e CEO da WDC Networks

Há algumas semanas, li um artigo muito interessante no site da ABINC – Associação Brasileira de Internet das Coisas intitulado “Dispositivos IoT estão transformando a saúde, desde wearables que monitoram sinais vitais até a gestão inteligente de medicamentos”, que detalha a aplicação da IoT – Internet of Things  em diversos campos na área da saúde. Esse setor está entre as grandes áreas econômicas com potencial de uso e crescimento da IoT, ao lado da Indústria 4.0, agronegócio e facilities. Cada segmento tem suas particularidades, mas eles dependem de três pontos essenciais: conectividade, infraestrutura para processamento e segurança de dados. Neste artigo, vamos tratar dos dois primeiros e como os ISPs – provedores de serviços de Internet  podem ampliar a oferta de serviços para IoT utilizando suas redes 5G.

Além de exemplos de usos práticos da IoT na saúde, o conteúdo da ABINC traz uma avaliação do cenário. Relatório do Mordor Intelligence de 2022, realizado pela associação, calculou o valor do mercado da IoT na saúde em US$ 183,4 bilhões naquele ano e previu que pode atingir US$ 293,1 bilhões até 2027. Na minha análise, o espaço para aplicações da Internet das coisas nesse setor é vasto, abrangendo desde smart houses, adaptadas para idosos e pessoas com deficiência, a dispositivos médicos inteligentes, em casa ou no hospital, que permitam o monitoramento remoto de pacientes e a intervenção médica mais rápida. Outro bom exemplo veio durante a pandemia de países da África e do Pacífico, que contaram com drones para entrega de remédios e vacinas contra Covid-19 em locais remotos. Esta certamente é uma possibilidade a se considerar em um país de dimensões continentais como o Brasil.

Contudo, nenhuma dessas opções é viável sem a infraestrutura adequada para dar suporte à transmissão, análise e resposta aos dados de tais dispositivos. Para cumprir a promessa de revolucionar a vida em todos os aspectos, a Internet das coisas precisa de computação de borda (edge computing) bem distribuída, com data centers minimamente certificados, em uma rede bem estruturada – item no qual a conectividade 5G ainda pode atender de forma dedicada por meio das redes privadas.

 

Análise de dados e tempo de resposta

 

A computação de borda atende à necessidade de coletar (upload), transferir, armazenar e processar grandes volumes de dados dos dispositivos inteligentes para dar a resposta (download) apropriada à ação. Essa quantidade imensa de dados ainda é somada ao uso da IA – Inteligência artificial para poder analisar e dar respostas a tais dispositivos. Por estar mais próximo aos aparelhos, na borda da conexão em um servidor local, o tempo de resposta da edge computing é menor, com menos gasto de energia elétrica e de largura de banda, implicando em menos custos de manutenção da operação. Aliada à IA, a computação de borda consegue identificar, analisar e transmitir dados separadamente, por ordem de assunto ou relevância, impedindo que a informação se perca no volume de dados e dando insights mais rápidos, em tempo real, aos dispositivos conectados.

A relação com o desenvolvimento da IoT é um dos fatores que está impulsionando o crescimento da computação de borda no Brasil. O IDC, em seu relatório IDC Predictions Brazil 2024, aponta que os ambientes de Edge compostos por hardware, software e serviços devem absorver mais de US$ 4 bilhões até 2025 no Brasil.

 

Rede privada para segurança e velocidade

 

Todo este volume de dados certamente congestionaria o tráfego em uma rede “comum” com usuários “comuns”, não importa a largura de banda. Por isso a implantação da rede 5G tem sido essencial para a expansão da utilidade corporativa, digamos assim, da Internet das Coisas, em especial sistemas dedicados como redes privadas 5G – tema que já discutimos em artigo anterior.

As redes privativas são desenhadas para soluções específicas em um serviço limitado, que permita aplicações sem fio ponto-multiponto e ponto-área diversificada em grandes espaços. São muito mais focadas no alto tráfego de dados provenientes do upload de dispositivos para um computador ou painel de controle, com o mínimo possível de latência, e pela característica privada, oferecendo mais confiabilidade e segurança para a transmissão de dados, dos dispositivos e da operação como um todo.

Dessa forma, o ISP pode explorar as oportunidades da expansão da rede 5G no Brasil para dar suporte a soluções de IoT a partir do seu backbone de fibra óptica. É possível até mesmo pensar no aluguel da sua infraestrutura já montada e cabeada pelos postes às operadoras que queiram implantar a cobertura 5G em um determinado território para atender um cliente corporativo com IoT.

 

Aplicações diversificadas

 

Com a infraestrutura adequada para atender as demandas do IoT, o provedor ganha espaço em outros mercados corporativos, como o de facilities, atividades comumente terceirizada que as empresas contratam para poder focar em seu core business. De acordo com estudo encomendado pela Associação Brasileira de Property, Workplace e Facility Management (ABRAFAC), a tendência nos contratos de performance é que sejam fechados por serviço e não mais pelo número de profissionais. Esta é uma boa oportunidade para que o ISP “terceirize” sua infraestrutura de rede à área de Facilities na aplicação da IoT para executar o serviço de forma mais ágil, produtiva e econômica.

Vale ressaltar que a abrangência das facilities é ampla, indo muito além da equipe de limpeza e manutenção, englobando serviços tão distintos como transporte e logística, locação de veículos, suporte administrativo (gestão de arquivos e documentos, portaria e recepção virtuais), segurança de ambientes (monitoramento de perímetro e qualidade do ar em fábricas) e segurança de modo geral, como controle de acesso a áreas restritas, rastreio veicular por GPS, catraca eletrônica com identificação facial e muitas outras aplicações.

O ISP começou o século XXI estendendo fibra óptica e formando sua rede para levar Internet a clientes domésticos e corporativos. Este é o momento de avançar na conectividade e usar sua infraestrutura para fazer fluir a Internet das Coisas, um novo horizonte da conexão de empresas e pessoas.

 

Por que utilizar serviço de calibração de um laboratório acreditado?

Laboratórios de calibração acreditados são aqueles que foram e são avaliados periodicamente para o atendimento integral à norma ABNT NBR ISO/IEC 17025. Um serviço realizado por um laboratório acreditado possui reconhecimento regional e internacional com base em acordos de reconhecimento mútuo. Considerando que a tarefa de buscar o laboratório mais apropriado para uma determinada calibração nem sempre é trivial, neste artigo, abordamos sobre a importância da acreditação neste processo e exemplificamos com um passo-a-passo como buscar um provedor para calibração de um osciloscópio digital.

Fabrício Gonçalves Torres e Diogo Cesar Borges Silva, metrologistas do IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Laboratórios acreditados são aqueles que foram e são periodicamente avaliados por avaliadores e especialistas associados à Cgcre – Coordenação Geral de Acreditação. Esta coordenação, vinculada à estrutura organizacional do Inmetro – Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia, além de atuar como órgão acreditador, também é responsável pela capacitação e credenciamento desses avaliadores e especialistas para a execução das atividades relacionadas à acreditação.

Os laboratórios acreditados devem atender integralmente a norma ABNT NBR ISO/IEC 17025 – Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração e demais procedimentos normativos emitidos pelo Inmetro, respeitando, no mínimo, os seguintes requisitos:

• Ser legalmente responsável por suas atividades de laboratório.
• Realizar as atividades com imparcialidade e confidencialidade.
• Dispor de pessoal, instalações, equipamentos, sistemas e serviços de apoio necessários para gerenciar e realizar suas atividades de laboratório.
• Estabelecer e manter a rastreabilidade metrológica dos seus resultados de medição.
• Ter resultados rastreáveis ao SI – Sistema Internacional de Unidades.
• Ter procedimentos para análise crítica de pedidos, propostas e contratos, e sempre cooperar com os clientes ou seus representantes para esclarecimentos e monitoramento de desempenho em relação ao serviço prestado.
• Utilizar métodos e procedimentos adequados para as atividades de laboratório, incluindo, quando pertinente, avaliação da incerteza de medição.
• Transportar, receber, manusear, proteger e armazenar adequadamente os itens de calibração.
• Ter procedimento para monitorar a validade dos resultados e seu desempenho por meio de comparações de resultados com outros laboratórios.
• Ter um sistema de gestão da qualidade implementado.

O processo de acreditação de um laboratório de calibração é voluntário e, dentro do escopo da metrologia científica e industrial, a execução de um serviço de calibração com o selo de acreditação é opcional (exceto em algumas especificidades). Entretanto, um serviço realizado por um laboratório acreditado possui reconhecimento internacional e regional com base nos acordos de reconhecimento mútuo com a ILAC – Cooperação Internacional para Acreditação de Laboratórios, IAAC – Cooperação Interamericana de Acreditação e IAF IAAC – Fórum Internacional de Acreditação, que possibilitam confiar nos resultados das calibrações e nos certificados emitidos por estes laboratórios.

Quando se contrata um serviço de calibração não acreditado, mesmo que o laboratório se declare “rastreável à RBC” (jargão utilizado por laboratórios que não possuem acreditação a um serviço específico), o contratante deve, por conta própria, assegurar que seu fornecedor, atenda, no mínimo, todos os requisitos mencionados por meio de auditorias técnicas e, para àqueles que não possuem meios de demonstrar o atendimento consistente aos requisitos da norma ABNT NBR ISO 9001, auditoria do sistema de gestão da qualidade.

 

Como encontrar um laboratório acreditado que atenda às minhas necessidades?

 

A acreditação de um laboratório de calibração é concedida para um escopo que é constituído por:

A – Grupos (Descritos no documento normativo NIT-DICLA-012), sendo eles:

• Acústica e vibrações.
• Alta Frequência e telecomunicações.
• Eletricidade e magnetismo.
• Físico-química.
• Força, torque e dureza.
• Óptica.
• Pressão.
• Radiações ionizantes.
• Temperatura e umidade.
• Tempo e frequência.
• Vazão e velocidade de fluídos.
• Viscosidade
• Volume e massa específica.

B – Serviços de calibração (também descritos no documento normativo NIT-DICLA-012), são os serviços que o laboratório efetivamente vai prestar e que fazem parte de um grupo de calibração. Por exemplo, grupo “Eletricidade e magnetismo”, serviço “medição de tensão DC”.

C – Faixas, que descrevem, para um serviço específico, a capacidade do laboratório. Por exemplo, grupo “Eletricidade e magnetismo”, serviço “medição de tensão DC”, faixas de 100 mV a 1 V, de 1 a 10 V, de 10 a 100 V.

D – Capacidade de medição e calibração (CMC), que descreve qual a menor incerteza que um dado laboratório declara para uma determinada faixa. Por exemplo, grupo “Eletricidade e magnetismo”, serviço “medição de tensão DC”, faixa de 1 a 10 V, CMC de 0,2 % da leitura.

Adicionalmente, uma vez que a acreditação é vinculada somente ao escopo de serviços avaliados pela Cgcre, e não a todo um laboratório, um laboratório de calibração acreditado não necessariamente possui todo seu escopo de serviços metrológicos acreditado. Entretanto, um laboratório de calibração que possua qualquer escopo de acreditação concedida pela Cgcre é considerado formalmente como um OAC – Organismo de Avaliação da Conformidade e pertence a um grupo seleto chamado de RBC – Rede Brasileira de Calibração.

Quando um serviço acreditado é realizado, o laboratório utiliza a marca e o símbolo da acreditação (figura 1) em documentos (propostas comerciais, certificados de calibração, entre outros) e nos selos de calibração.

Todos os laboratórios pertencentes à RBC podem ser localizados diretamente no site do Inmetro. Neste site, é possível obter uma lista completa de laboratórios, consultar um laboratório específico por meio do seu nome ou pelo número de acreditação, ou consultar todos os laboratórios pertencentes a um grupo de serviço específico.

Ao localizar um laboratório pertencente à RBC, é possível identificar quais são os serviços acreditados, os parâmetros, faixas e métodos aplicados para cada um deles, e suas respectivas melhores incertezas de medição declaradas (CMC).

 

^{Como encontrar um provedor externo para calibração de um osciloscópio digital?}

 

A tarefa de buscar o laboratório mais apropriado para uma determinada calibração nem sempre é trivial. Para exemplificar um possível processo adequado de busca, a seguir, será abordado como buscar um fornecedor para calibração de um osciloscópio digital com largura de banda de 1 GHz, instrumento usualmente empregado em diversos serviços de telecomunicações.

A seguir, será abordado um passo-a-passo de como buscar um laboratório acreditado capaz de efetuar uma calibração deste tipo de instrumento.

 

Passo 1: Identificar os grupos e os tipos de serviços cujas faixas a serem calibradas estão relacionadas

Esta etapa nem sempre é simples, já que determinados instrumentos efetuam diversos tipos de medidas. Para o osciloscópio, considerando que há duas grandezas principais utilizadas nas medições (tensão elétrica e tempo), pode-se concluir que há dois grupos de serviços que devem ser considerados: “Eletricidade e Magnetismo” e “Tempo e Frequência”.

Porém, há um detalhe que deve ser atentado na escolha do grupo: a faixa de resposta em frequência do osciloscópio (DC a 1 GHz para este exemplo). Neste caso, há outro grupo de serviço que deve ser considerado: “alta frequência e telecomunicações”, já que, usualmente, os laboratórios acreditados em “eletricidade e magnetismo” são capacitados apenas para calibração de nível em baixa frequência (usualmente, até 1 MHz apenas) e, portanto, não possuem acreditação para a execução da resposta em frequência até 1 GHz.

Considerando que o osciloscópio é do tipo medidor, pode-se constatar que os serviços relacionados a cada grupo são conforme segue.

• Grupo “Eletricidade e magnetismo”
  • Medidor de tensão AC.
  • Medidor de tensão DC (opcional – considerando a necessidade de se efetuar a calibração do offset do instrumento ou medidas de tensão DC).
• Grupo “Tempo e frequência”
  • Medidor de intervalo de tempo e/ou frequência.
  • Gerador de frequência (opcional – considerando a necessidade de se efetuar a calibração da saída de 10 MHz).
• Grupo “Alta frequência e telecomunicações”
  • Medição de nível e/ou medição de atenuação de nível.

Além desses grupos mencionados, deve-se levar em consideração a necessidade de incluir outros serviços não mencionados aqui, decorrente das especificidades no uso do osciloscópio, por exemplo, em situações em que o osciloscópio é utilizado em conjunto com pontas de alta tensão ou de corrente elétrica.

 

Passo 2: Considere se a CMC do laboratório é apropriada para sua necessidade

Embora seja possível identificar uma grande quantidade de laboratórios acreditados em certos grupos de serviço, ainda assim, há uma diferença considerável entre eles no que diz respeito às diferenças entre faixas de calibração e incertezas de medição.

Normalmente, um osciloscópio digital não exige uma CMC muito baixa, devido à exatidão declarada pelos fabricantes destes instrumentos. Entretanto, alguns modelos mais sofisticados, tais como os osciloscópios de amostragem, que possuem maior número de bits, uma melhor exatidão pode ser requerida na calibração de nível, ou em situações que se utiliza a base de tempo deste instrumento para sincronização e, neste caso, a calibração em frequência com menor CMC também pode ser necessária.

 

Passo 3: Considerar a localização geográfica dos laboratórios acreditados

A busca por laboratórios próximos geograficamente possui uma série de vantagens: redução do risco de avaria no transporte, menor custo do frete e da seguradora; tempo para locomoção do instrumento, entre outros. Entretanto, conforme pode-se verificar nas figuras 2, 3 e 4, que consideram a distribuição geográfica dos laboratórios acreditados para os grupos de serviço “Eletricidade e magnetismo”, “Tempo e frequência” e “Alta frequência e telecomunicações”, respectivamente, nota-se que há uma concentração significativa de laboratórios na região sul e sudeste.

É importante ressaltar que nem todos os laboratórios de um mesmo grupo, essencialmente, oferecem os mesmos serviços. Na figura 5, que apresenta o número de laboratórios para cada serviço acreditado para o grupo “Alta frequência e telecomunicações”, constata-se, por exemplo, que, para “Medição de nível”, há seis laboratórios de um total de sete acreditados dentro deste grupo.

Além disso, devemos lembrar que nem todos os laboratórios de um mesmo serviço terão as mesmas faixas oferecidas e suas CMC podem variar significativamente.

Passo 4: Esclareça todas as questões técnicas e comerciais com o laboratório de calibração

Conforme mencionado anteriormente, nem sempre é fácil buscar o provedor adequado para as suas necessidades apenas utilizando o site do Inmetro.

No caso do osciloscópio, em que, usualmente, calibra-se as faixas de tensão em baixa frequência, as faixas de intervalo de tempo e a resposta em frequência na sua frequência máxima, deve-se explicitar ao laboratório selecionado o que se precisa calibrar, incluindo outras necessidades decorrente do uso do equipamento. Assim, o laboratório poderá informar se o serviço oferecido será realizado integralmente à solicitação ou parcialmente, tornando transparente qualquer limitação da capacitação laboratorial.

Além disso, é importante ressaltar que, mesmo que um laboratório seja acreditado, o cliente pode solicitar esclarecimento de qualquer dúvida técnica e, inclusive, solicitar uma auditoria adicional (realizada pelo próprio cliente) para evidenciar ainda mais a competência deste provedor na prestação do serviço.

Fabrício Gonçalves Torres é físico, mestre em Processos Industriais e responsável pela área de Alta Frequência e Telecomunicações do Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui mais de 20 anos de experiência em metrologia e realiza auditorias, consultorias e treinamentos na área de qualidade, metrologia e instrumentação. fabrigt@ipt.br; www.linkedin.com/in/fabriciogt.

Diogo Cesar Borges Silva é pesquisador no Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui mais de 15 anos de experiência em metrologia e realiza auditorias, consultorias e treinamentos na área de metrologia e instrumentação. diogoc@ipt.br.

ESG é pragmático, foca em resultados e impacta os negócios

O artigo detalha o que significa cada uma das letras que compõem a sigla ESG e como os provedores de Internet podem se adequar a essas práticas mundiais.

Vanderlei Rigatieri, fundador e CEO da WDC Networks

O termo ESG – Environmental, Social and Governance, ou Ambiental, Social e Governança que diz respeito a um conjunto de métricas que atualmente define as operações corporativas em âmbito mundial, vem deixando de ser um diferencial de mercado para se tornar uma obrigação das companhias frente a investidores que buscam estar associados a marcas sustentáveis e socialmente responsáveis. Neste artigo vamos detalhar melhor o que significa cada uma das letras que compõem a sigla e como os provedores de Internet podem se adequar a essas práticas mundiais.

No Brasil, as empresas vêm alcançando maturidade no que se refere à aplicação do ESG, especialmente aquelas de capital aberto que, a partir de 2026, precisarão apresentar relatórios sobre sua jornada ESG à CVM – Comissão de Valores Mobiliários como regra de mercado. Em novembro do ano que vem, quando o País sediará a 30ª Conferência da ONU sobre Mudanças Climáticas (COP30), em Belém, PA, as organizações brasileiras terão a oportunidade de mostrar o que está sendo feito nesse sentido, que é fundamental para a boa imagem do País como potência global. Mas qual o papel do ISP nesse cenário?

É preciso ter em mente que, independentemente do tamanho da empresa, algumas diretrizes corporativas, como ética, respeito com pessoas e preservação do meio ambiente deixaram se ser diferenciais e passaram a ser inerentes à prática comercial no mundo. Uma empresa não precisa ser listada na Bolsa de Valores para adotar boas práticas de gestão e certamente será vista com bons olhos por seus diversos públicos de interesse, agregando mais valor à marca. Indo além, hoje o consumidor opta por organizações que apoiam a diversidade, se preocupam com a saúde mental de seus colaboradores e se mostram empenhadas em atuar de forma intrínseca em todos os lados do ESG, não somente o ambiental ou o social.

Isso porque o ESG tem uma abrangência muito maior do que as finalidades comumente discutidas ou conhecidas. Por exemplo, pouco se fala sobre compliance em ESG na cadeia de fornecedores, justamente onde as falhas são mais identificadas e onde o provedor regional pode explorar a seu favor. Ou ainda na esteira da nossa fama de “tecnologia verde, sem precisar de papel”, nós não prestamos atenção ao fato de que os datacenters emitem quase a mesma quantidade de carbono na atmosfera que o setor aéreo, por causa da energia elétrica necessária para mantê-los funcionando 24×7.

Por isso escolhi repassar os conceitos que compõem a sigla ESG e apontar como o ISP pode melhor entendê-los, aderir às suas práticas e trabalhá-los a seu favor.

 

E de Enviromental ou Ambiental

 

Quando falamos em infraestrutura de rede, a responsabilidade ambiental muitas vezes vem em segundo plano. Em 2022, um estudo realizado pela Faculdade de Computação do MIT – Massachussets Institute of Techonology chamado “A nuvem é material: sobre os impactos ambientais da computação e do armazenamento de dados” alertava justamente para isso: como a computação contribui para o aquecimento do planeta? Na prática, manter todo o maquinário envolvido no funcionamento, refrigeração, segurança de um datacenter e todos os dados que hoje movem o mundo têm um alto custo em emissões de carbono, o que torna a atividade onerosa para o meio ambiente.

Uma maneira concreta para o provedor de internet aplicar as métricas do “E” em seu negócio está na forma como se otimiza o consumo de energia elétrica em um datacenter. Uso de energia fotovoltaica, um gerador com bateria solar, boa manutenção ou atualização dos equipamentos, correta destinação de hardware obsoleto, por exemplo, são medidas que colaboram com a preservação do planeta. E, em termos de cadeia de fornecimento, é algo que chama atenção de clientes particulares e corporativos na hora de fechar negócio.

 

S de Social

 

Se a destinação correta de equipamentos obsoletos ou inservíveis ajudam na preservação ambiental, levar esses materiais ao reuso pode favorecer o social. Nesse sentido, que tal doar tais dispositivos para uma cooperativa de catadores de recicláveis para que eles façam o desmonte e aproveitamento das peças que podem ser vendidas? Ou ainda entregá-las para instituições, como cursos técnicos, que podem utilizar o material em aula?

Isso é a economia circular na prática, fazendo com que o hardware seja reinserido na cadeia produtiva, além de ser uma forma de como o ISP pode colaborar com a comunidade na qual está inserido, ajudando na geração de emprego e renda para catadores, bem como na educação de futuros profissionais.

Atuar de forma socialmente responsável é mais do que organizar doações de cestas básicas ou outros itens em datas especiais, é usar do seu empreendimento para prover formas de crescimento da comunidade ao seu redor. Por exemplo, contratar Jovem Aprendiz (se for na escola do bairro da empresa, ainda melhor) ou diferentes perfis de profissionais, independente da raça, gênero ou orientação sexual. Vale lembrar que, na área de TI, menos de 20% das vagas no Brasil são ocupadas por mulheres, segundo pesquisa Women in Technology. Veja que ainda não citei os idosos, pois o etarismo também é algo a se combater na sociedade e no mercado de trabalho.

 

G de Governança

 

Este tópico pode enganar à primeira vista, porque muitas pessoas resumem Governança a um sinônimo de gestão da empresa. Na verdade, a governança corporativa inclui em suas práticas transparência, responsabilidade, prestação de contas e equidade, tudo isso aplicado à saúde e competitividade do negócio. Garantir o melhor fluxo para a operação da empresa de forma que beneficie tanto os colaboradores quanto os clientes é uma ação de governança. Por isso a cibersegurança é um item essencial à governança no que se refere ao tratamento dos dados do negócio.

Onde estão armazenados os dados de clientes, fornecedores, colaboradores e do próprio funcionamento da empresa? Que tipo de tratamento de segurança e backup recebem? Quais pessoas possuem acesso às informações críticas da sua organização? Vazamentos de dados de clientes e ataques do tipo ransomware são um risco real, diário e constante que empreendimentos de todos os portes e segmentos estão sujeitos a enfrentar em todo o mundo. No Brasil, empresas de todos os setores no país tiveram que se adaptar à Lei Geral de Proteção de Dados Pessoais (LGPD) a partir de 2020, no entanto, muitas delas apenas colocaram um “quadrado” para que o usuário/cliente tenha ciência de que foi alertado, sem cuidar de forma apropriada dos dados desse cliente ou da própria empresa. E vale lembrar: isso não é aplicação da Governança.

 

ESG mais pragmático

 

Como apresentei no início deste artigo, estamos entrando em uma era de maior maturidade na abordagem do ESG, onde a adesão é colocada frente a frente com os resultados quantitativos das medidas empregadas. O professor Heiko Hosomi Spitzeck, diretor do Núcleo de Sustentabilidade da Fundação Dom Cabral (FDC), defende uma visão mais pragmática, na qual a agenda ESG vai avançar na prática, mas perderá espaço na mídia.

Ou seja, estamos falando em educação, conscientização e aplicação das práticas necessárias para sobrevivência, atitudes que precisam fazer parte da cultura corporativa alinhada com as operações.

Mercado de data centers cresce no Brasil

Simone Rodrigues, Editora da Infra News Telecom

O mercado de data centers no Brasil segue em expansão e deverá continuar num ritmo acelerado nos próximos anos à medida que novas tecnologias são adotadas. Um estudo da consultoria imobiliária JLL – Jones Lang LaSalle mostra que o total de MW – megawatts aumentou 628% entre 2013 e 2023, apenas na modalidade de co-location.

Denominada “Brazil Data Center Report”, a pesquisa indica que os data centers estão concentrados no estado de São Paulo, com uma forte atuação nas regiões de Campinas e Barueri, com 410 e 221 MW em operação, respectivamente. Também estão em construção mais 285 MW, em Campinas, e 64 MW, em Barueri, além de planejados outros 320 e 38 MW em cada localidade, respectivamente.

Na capital paulista são 39 MW em operação, 33 MW em construção e 30 MW planejados. Essas operações são menores, de 5 mil m² a 10 mil m². Isso acontece pela baixa disponibilidade de terrenos que atendem aos rigorosos critérios para implantação de data centers e pelo alto custo imobiliário.

Ainda segundo o estudo da JLL, o Rio de Janeiro tem ganhado destaque com novos projetos de data centers. Atualmente, são 76 MW em operação e 63 MW em construção. Os empreendimentos estão concentrados na Via Dutra e em São João do Meriti. No estado, ainda estão previstos 40 MW para 2025 em operações da CloudHQ, Equinix e Scala, com investimentos que devem ultrapassar a marca de R$ 2 bilhões.

“O Rio de Janeiro está se consolidando como o segundo principal estado do Brasil em data centers, atraindo todos os principais players que atuam no Brasil. Nos próximos anos, haverá novos produtos disponíveis e de qualidade. É uma região beneficiada, principalmente, pela questão energética”, avalia Bruno Porto, gerente de negócios imobiliários logísticos, industriais e data centers da JLL.

Fortaleza, CE, e Porto Alegre, RS, também estão na rota de novos aportes. As operações planejadas para os próximos anos incluem 20 MW, em Fortaleza, e 20 MW, em Porto Alegre. Hoje, as duas cidades têm 31 MW de capacidade, sendo 27 MW na capital cearense e 11 MW na capital gaúcha, além de 22 e 5 MW em construção, respectivamente.

Um artigo publicado nesta edição aborda as oportunidades e os desafios do mercado de data centers no país. O autor percorre temas que vão da adoção do 5G ao crescente uso da inteligência artificial, apresentando desafios e alternativas de sustentabilidade para melhorar a eficiência energética e diminuir as emissões de carbono desses ambientes. “Em um mundo cada vez mais consciente das questões ambientais, a necessidade de práticas sustentáveis na indústria de tecnologia se torna cada vez mais urgente. Os data centers, em particular, têm sido alvo de crescente preocupação devido ao seu impacto significativo nas emissões de carbono.”

Outros temas desta edição são inteligência artificial e código aberto, variância de Allan, infraestrutura de armazenamento em tempo real, carreira, segurança da informação, ESG nos provedores de Internet.

Ferramenta estatística para análise da instabilidade de bases de tempo

A análise da instabilidade de frequência de bases de tempo deve ser realizada por meios estatísticos especiais, tais como a variância de Allan. O artigo traz um panorama do que é variância de Allan e apresenta o desenvolvimento da ferramenta e seus recursos.

Fabrício Gonçalves Torres e Artur Augusto Martins, metrologistas do IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Em diversos campos da ciência, uma incerteza de medição é estimada a partir de efeitos aleatórios e sistemáticos. Os efeitos aleatórios são aqueles que, ao repetir as medidas, geralmente obtém-se resultados diferentes. Este tipo de efeito gera um espalhamento de valores distribuídos ao longo de uma média.

Já os efeitos sistemáticos, ou offsets, introduz o mesmo erro em todos os valores medidos. Este tipo de erro não necessariamente pode gerar um valor constante nas medidas. Ele pode ser também proporcional ou possuir um padrão mais complexo, porém, relacionado de forma fixa aos valores medidos.

As incertezas provenientes dos efeitos aleatórios podem ser reduzidas por meio de repetições de medidas, obtendo-se uma média entre os valores. Quanto maior o número de repetições, menor será a incerteza da média obtida. Já os efeitos sistemáticos conhecidos podem ser reduzidos ou eliminados por meio de correções, embora, em alguns casos, a aplicação de correções pode ser complexa.

Independentemente do número de repetições e de fatores de correção, a incerteza de medição nunca será eliminada por completo, e deve estar sempre associada ao valor medido, dentro de um intervalo de confiança, tal como no exemplo da figura 1, onde considera-se que há 95% de confiança de que o valor verdadeiro esteja dentro do intervalo.

A adoção da média a partir de repetição de medidas e do desvio padrão para estimar a variabilidade dessas repetições são adequados para diversos campos da ciência porque, normalmente, cada medida obtida é independente umas das outras, ou seja, não há correlação entre elas.

Entretanto, para medidas de tempo e frequência, isso já não ocorre, pois, há uma correlação temporal entre cada medida repetida, que não pode ser desconsiderada e, portanto, a abordagem deve ser modificada. A caracterização de uma base de tempo, por outro lado, também considera os efeitos sistemáticos e aleatórios. Conhecendo-se estes efeitos, é possível corrigi-los e, portanto, reduzir suas respectivas incertezas de medição.

 

Análise da instabilidade de frequência

 

Geralmente, os fenômenos cujas medidas repetitivas são independentes e simétricas ao longo da média possuem uma distribuição de probabilidade bastante conhecida, chamada de distribuição normal. Numa distribuição normal, a dispersão dos valores é quantificada por meio do cálculo do desvio padrão s (Equação 1), ressaltando que a variância é o quadrado do desvio padrão (s²).

Entretanto, conforme dito anteriormente, a análise de instabilidade de base de tempo envolve uma abordagem modificada do desvio padrão tradicional, já que a distribuição estatística das leituras não é independente.

Na área de tempo e frequência, os efeitos aleatórios, usualmente conhecidos como instabilidade de frequência, podem ser quantificados por meio do cálculo estatístico chamado de variância de Allan, AVAR, (ou Desvio de Allan, obtida pela raiz quadrada da variância de Allan), conforme descrita na Equação 2 a seguir, cujo cálculo é realizado a partir dos dados de frequência.

Nota-se que, embora mais complexa, a variância de Allan possui similaridade com a equação de desvio padrão. Adicionalmente, percebe-se que a Equação 2 é apresentada em função de tau (τ), uma variável que representa o tempo médio entre leituras (averaging time).

Usualmente, a Variância de Allan é calculada para diferentes valores de tempo médio e os resultados são apresentados em forma de gráfico logarítmico em ambos os eixos.

 

Instabilidade de frequência e ruído de base de tempo

 

A instabilidade de frequência, quantificada por meio da variância de Allan, tem relação direta com o ruído da base de tempo, especialmente chamada de ruído de fase. O ruído de fase é uma somatória de diferentes ruídos provenientes de diferentes processos físicos e são dependentes do tau. Este conjunto de ruídos pode ser caracterizado como sendo parte de três tipos: ruído branco, flicker ou passeio aleatório.

Estes diferentes tipos de ruídos possuem comportamentos que podem, de certa forma, serem discernidos através do gráfico de desvio de Allan em função do tempo médio. A relação entre estes ruídos com o tau é bastante útil, já que se pode encontrar as respectivas fontes de ruído e reduzi-las por meio de melhorias na base de tempo. Além disso, conhecendo o comportamento da instabilidade em função do tempo médio, é possível adequar um tau que possua menor contribuição de ruído e, consequentemente, menor incerteza de suas medidas.

 

Ferramenta on-line para o cálculo da variância de Allan

 

Compreendendo a importância na calibração de bases de tempo, e devido à falta de ferramentas estatísticas de fácil acesso, o IPT desenvolveu uma ferramenta on-line para o cálculo da variância de Allan, que pudesse gerar o gráfico logarítmico de seus valores em função de tau (figura 2) e um gráfico que represente a distribuição das dispersões de frequência das leituras realizadas (figura 3).

O software foi escrito em JavaScript e utiliza uma abordagem inovadora para análise dos dados temporais. Ao incorporar técnicas de processamento paralelo e uma interface WEB, o software otimiza o desempenho do processamento numérico e oferece uma melhor experiência ao usuário.

O processamento em paralelo é uma técnica que envolve a execução simultânea de múltiplas tarefas computacionais. No contexto do software para cálculo da variância de Allan, essa abordagem é aplicada para dividir o trabalho em partes menores e executá-las de forma independente em diferentes núcleos de processamento do sistema. Isso permite que o software aproveite ao máximo os recursos de hardware disponíveis, aumentando significativamente a velocidade de processamento para uma grande quantidade de informação.

Com uma interface moderna e intuitiva, o software conta com gráficos que exibem o desvio de Allan para diversos taus e as leituras ao longo do tempo. Essa abordagem visual permite aos usuários interpretarem facilmente os padrões de estabilidade do sinal em diferentes escalas de tempo.

Referência

National Physical Laboratory – NPL. Introduction to clock performance. Disponível em: https://elearning.npl.co.uk/. Acesso em: 07 mar. 2024.

Fabrício Gonçalves Torres é físico, mestre em Processos Industriais e responsável pela área de Alta Frequência e Telecomunicações do Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui mais de 18 anos de experiência em metrologia e realiza auditorias, consultorias e treinamentos na área de qualidade, metrologia e instrumentação. fabrigt@ipt.br; www.linkedin.com/in/fabriciogt.

Artur Augusto Martins, engenheiro eletricista, é especialista em transformação digital na área de metrologia no Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Com 17 anos de experiência, contribuiu significativamente para diversos projetos de automação e digitalização de laboratórios.
arturm@ipt.br; https://www.linkedin.com/in/artur-augusto-martins-1b065824/.

Conectividade nas escolas: Uma oportunidade para os ISPs

Simone Rodrigues, Editora da Infra News Telecom

“A área da educação é um vasto campo de possibilidades de negócios para os ISPs – Provedores de serviços de Internet”. Essa é a opinião de Vanderlei Rigatieri, fundador e CEO da WDC Networks. Num artigo publicado nesta edição, o executivo traz uma visão técnica do cenário de infraestrutura de telecom nas escolas brasileiras, apontando como uma conexão capaz de superar obstáculos e atender diferentes dispositivos conectados pode trazer oportunidades de crescimento aos ISPs, com a oferta de serviços de valor agregado a localidades urbanas e rurais e muito mais.

No ano passado, o Governo Federal anunciou investimentos de R$ 8,8 bilhões para conectar todas as escolas públicas do país até 2026. O programa, denominado “Estratégia Nacional de Escolas Conectadas” e coordenado pelos Ministérios da Educação e das Comunicações, prevê o fornecimento de energia elétrica a todas as escolas e a expansão do acesso à Internet banda larga (por meio de redes ópticas e satélites), além de liberar Wi-Fi e dispositivos para os alunos. As instituições prioritárias serão as que não têm nenhum tipo de conectividade.

Do total de recursos, R$ 6,5 bilhões estão previstos no eixo de inclusão digital e conectividade do Novo PAC, e são provenientes de fontes do Leilão do 5G, Fust – Fundo de Universalização dos Serviços de Telecomunicações, Piec – Programa de Inovação Educação Conectada e Lei 14.172 de 2021 (que assegura à Internet na educação básica).

O restante do montante será investido nos demais eixos do programa, com recursos da lei 14.172, do Piec e do FNDCT – Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. A iniciativa visa conectar mais de 138 mil escolas.

De acordo com o monitoramento do MEC, todos os 27 estados da federação (100%) aderiram ao programa. Na rede municipal, a adesão envolveu cerca de 5.131 municípios (92.15%). O prazo para que gestores da educação adotassem a iniciativa se encerrou no dia 22 de dezembro de 2023.

Em 2023, cerca de 92 mil escolas da educação básica receberam o investimento de R$ 279 milhões para implantar, melhorar ou ampliar o serviço de conectividade nas unidades de ensino, por meio da Política de Inovação Educação Conectada.

Nesta edição você também poderá se aprofundar nos temas: inteligência artificial na tecnologia da informação; infraestrutura de telecom (Carta de Smith); segurança de dados e IA; carreira (recursos para o seu desenvolvimento); IA na tomada de decisão sustentável; e IA conversacional.

Boa leitura!

Estimativa de incerteza na utilização da Carta de Smith

Explorando a utilidade da Carta de Smith em telecomunicações e o seu papel na análise de parâmetros de linhas de transmissão e casamento de impedância, este artigo visa fornecer noções gerais para a estimativa de incerteza de seus resultados, levando em consideração o funcionamento básico do VNA – Vector Network Analyzer para medidas de impedância em alta frequência e a importância da calibração das cargas padrão de 50 Ω.

Fabrício Gonçalves Torres e Tiago Lopes Santos, metrologistas do IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Quando nos deparamos com uma grande quantidade de dados, necessitamos de ferramentas eficazes para conseguir extrair informações relevantes. Entre essas ferramentas, os gráficos desempenham um papel importante, proporcionando uma representação visual dos dados que facilita a compreensão dos padrões por trás deles. Em telecomunicações, um tipo de gráfico bastante utilizado são as Cartas de Smith (figura 1).

A Carta de Smith é um tipo especial de gráfico com coordenadas polares, desenvolvida no final da década de 1930, que tem a finalidade de calcular e facilitar a visualização de parâmetros relacionados com linhas de transmissão e casamento de impedância em altas frequências. Mesmo com sua origem há décadas, as Cartas de Smith continuam sendo amplamente utilizadas e estão integradas em diversos instrumentos de medição, como os analisadores de rede vetoriais (Vector Network Analyzer, ou VNA) e analisadores de cabos e antenas.

Em diversas aplicações, o casamento de impedâncias se torna essencial, garantindo a máxima eficiência na transferência de energia entre o transmissor e a carga, podendo ser uma antena, um filtro de RF, atenuador, ou qualquer outro dispositivo de alta frequência. Nesse contexto, a Carta de Smith justifica a sua importância ao oferecer uma visualização gráfica da impedância complexa (magnitude e fase) ao longo de uma faixa de frequência ou do comprimento físico da linha de transmissão.

Entretanto, para utilizar essa ferramenta de maneira adequada, é necessário que as medidas tenham boa exatidão. Para tal, é necessário possuir um conhecimento adequado do funcionamento de um VNA para compreender as possíveis fontes de erro de medida e como reduzi-las.

 

Princípio de funcionamento de um VNA para medidas de reflexão

 

Um VNA é um equipamento utilizado para realizar medições de parâmetros elétricos, tais como perda de reflexão, impedância, fase, perda de inserção, entre outros.

A medição de impedância em altas frequências, utilizada nas Cartas de Smith, é realizada, basicamente por meio três sistemas.

• Gerador de varredura, que aplica o sinal de RF na faixa de frequência do equipamento.
• Detectores de potência, utilizados para medir o sinal incidente e o sinal refletido.
• Acoplador direcional, que separa o sinal incidente do refletido (figura 2).

A determinação da impedância, por meio do VNA, é obtida medindo-se o coeficiente de reflexão e sua respectiva fase. A fase do coeficiente de reflexão é necessária, já que a impedância se trata de uma grandeza vetorial, e não escalar. O coeficiente de reflexão complexo pode ser descrito conforme Equação 1.

Sabendo-se que:

Verifica-se que a magnitude do coeficiente de reflexão é a variável que determina o valor da impedância representada nas Cartas de Smith. Portanto, para garantir a exatidão das medições, há necessidade de estimar a incerteza para esta grandeza.

 

Estimativa da incerteza de medição do coeficiente de reflexão

 

A incerteza do VNA para a medida de coeficiente de reflexão com apenas uma porta habilitada (S11 ou S22, por exemplo), u_ρ, é estimada por meio da Equação 3 a seguir.

Percebe-se que, para medidas de impedância em sistemas casados, onde o coeficiente de reflexão é próximo de zero, a diretividade, geralmente, é a componente de incerteza predominante, exigindo, portanto, maior atenção.

Em um acoplador ideal, o detector conectado na porta do sinal refletido (ver figura 2) deveria medir apenas a reflexão decorrente da carga conectada na porta de teste. Porém, na realidade, devido às imperfeições do acoplador, há também uma pequena fuga da potência incidente que chega na porta do sinal refletido. Este erro de medida é conhecido como o efeito de diretividade, que ocorre no acoplador direcional do VNA.

É possível reduzir o efeito de diretividade por meio do uso de uma carga de 50 Ω, cujo coeficiente de reflexão é baixo. No geral, os VNA possuem como acessório kits de calibração (figura 3), sendo que um dos dispositivos presentes nestes kits são cargas de 50 Ω padrão.

Ao executar o autoajuste do VNA por meio do kit de calibração, o coeficiente de reflexão da carga padrão se torna a incerteza decorrente do efeito de diretividade (usualmente, melhor que a do acoplador direcional do VNA). Portanto, há a necessidade de se efetuar a calibração do coeficiente de reflexão dessas cargas de 50 Ω.

O processo de calibração das cargas consiste no levantamento dos valores de coeficiente de reflexão ao longo da faixa de frequência de operação, já que os valores variam não-linearmente na frequência. Para cada valor medido, deve-se apresentar no certificado de calibração a incerteza da medição.

Na análise do certificado, é recomendável que tanto o valor medido quanto a sua respectiva incerteza seja composto e assumido como incerteza decorrente do efeito de diretividade do VNA, sempre que a carga padrão calibrada seja utilizada no autoajuste do equipamento.

Fabrício Gonçalves Torres é físico, mestre em Processos Industriais e responsável pela área de Alta Frequência e Telecomunicações do Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui mais de 18 anos de experiência em metrologia e realiza auditorias, consultorias e treinamentos na área de qualidade, metrologia e instrumentação. fabrigt@ipt.br; www.linkedin.com/in/fabriciogt.

Tiago Lopes Santos é engenheiro de Instrumentação, Automação e Robótica e é técnico no Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui mais de 14 anos de experiência em calibração de instrumentos elétricos, ópticos e de telecomunicações. tglopes@ipt.br;  www.linkedin.com/in/tiagolopessantos.

As oportunidades de telecom na educação

O artigo mostra como a área da educação é um campo vasto em possibilidades de negócios para o provedor de Internet. Este segmento é afetado diretamente pela competitividade e mudanças da tecnologia.

Vanderlei Rigatieri, fundador e CEO da WDC Networks

Estamos em ritmo de volta às aulas e este momento é ideal para chamar atenção quanto à relação intrínseca entre tecnologia e educação, tanto no ponto de vista pedagógico quanto técnico. Novas metodologias de ensino, ferramentas didáticas, conteúdos para alunos do nível infantil ao superior. Neste artigo, vou me ater à parte técnica, de observador em TI e telecom, para apontar como a área da educação é um campo vasto em possibilidades de negócios para o provedor de Internet, pois é um segmento afetado diretamente pela competitividade e mudanças da tecnologia.

Uma ideia que vem à mente ao pensarmos na relação entre o ISP – provedor de serviços de Internet e educação é a conectividade nas escolas. Este é um caminho amplo para crescimento, segundo dados do Painel Conectividade nas Escolas, abastecido pela Anatel com dados do Censo Escolar. A atualização mais recente, em setembro de 2023, mostrou que das 138.355 escolas públicas municipais, estaduais e federais no Brasil, 7.592 (5,5%) não possuem acesso à Internet, das quais 6.812 estão em áreas rurais.

Para ajudar o provedor de Internet chegar a esses locais, muitas vezes comunidades remotas ou de difícil acesso, o governo federal lançou programas como o Banda Larga nas Escolas e liberou, em 2022, os recursos do Fust – Fundo de Universalização dos Serviços de Telecomunicações para expansão de redes e infraestrutura a comunidades rurais e remotas, como já tratamos em artigo anterior. Lembrando que além de viabilizar conexão em escolas e domicílios em áreas remotas, o FUST ainda pode abrir portas para outras áreas, como o agronegócio e o ecoturismo, levando conectividade e serviços de valor agregado (SVA) a localidades como chácaras e hotéis-fazendas.

 

Dispositivos como auxiliares didáticos

 

É consenso entre os educadores que os diferentes dispositivos tecnológicos – computador, notebook, tablet, smartphone, smart TV, lousa digital etc. – são grandes auxiliares no processo pedagógico se bem utilizadas em sala de aula. Como exemplo, cito a pesquisa VII Estudo Global sobre o uso da tecnologia na educação – relatório Brasil 2022, realizada pela empresa de soluções em educação BlinkLearning em parceria com o MEC – Ministério da Educação.

De caráter voluntário, ao contrário do Censo Escolar, o estudo contou com a participação de 43 mil professores de todos os estados brasileiros, de diferentes níveis de ensino. Revela que 83% dos entrevistados relataram usar algum tipo de material digital nas aulas e 80% acreditam que a tecnologia melhora a motivação dos estudantes, pois torna os conteúdos mais atraentes com seus recursos dinâmicos e interativos. Contudo, o principal desafio ao uso da tecnologia na sala de aula é a falta de dispositivos suficientes (73%), quase o mesmo número (72%) de professores que recomendariam à escola iniciar um projeto tecnológico.

Além disso, os dados do já citado Painel de Conectividade das Escolas indicam que hoje ainda existem 96.192 ou 69,5% das escolas públicas brasileiras sem laboratório de informática. Esta é uma oportunidade de negócios interessante ao provedor que busca expandir atuação, tanto na oferta de equipamento quanto no suporte a essas unidades de ensino.

Um laboratório de informática no qual possa ser instalada uma lousa digital torna-se um ambiente rico para o processo de ensino e aprendizagem – e aqui vale também para as escolas particulares de pequeno e médio portes, em busca de diferenciação no mercado. Pelo menos um espaço com o equipamento apropriado no qual possa se trabalhar gamificação, Ambiente Virtual de Aprendizagem (sala virtual) e demais softwares de ensino motiva o aprendizado nos alunos, a satisfação dos pais, o destaque da escola e um produto a mais no portfólio do ISP.

 

Expandir projetos em educação

 

No entanto, os dados levantados pela Anatel e pelo Censo Escolar apontam que existem mais escolas conectadas à Internet do que laboratórios de informática, isso considerando apenas o universo de instituições públicas. Neste caminho de dar suporte à tecnologia na educação, oferecer ao cliente, seja ele uma escola infantil ou faculdade, especialmente entre as instituições privadas, uma infraestrutura de conexão aderente ao protocolo de rede sem fio Wi-Fi 6 pode assegurar satisfação dos clientes – estudantes, professores e corpo administrativo – com uma conexão capaz de superar obstáculos e atender diferentes dispositivos conectados.

A Wi-Fi 6 usa a tecnologia MU-MIMO – Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas, o que melhora o alcance e a cobertura da rede. Isso ajuda a reduzir a interferência em ambientes lotados, diminuindo a latência e provendo mais velocidade e estabilidade às conexões. Desta forma, uma quantidade muito maior de dispositivos, como smartphones, laptops, tablets e TVs, podem trabalhar simultaneamente em um mesmo ponto de acesso sem perdas na qualidade do sinal. Toda estrutura da escola ou faculdade, não importa o quão distante esteja do roteador, pode ter acesso ao sinal de Internet sem interrupção ou queda de velocidade.

Nesta conta também estão os painéis de mídia OOH – Out Of Home substituindo os antigos quadros de avisos de papel, mantendo informações que a instituição pretenda passar a seus alunos atualizadas em tempo real, sem a necessidade de “rondas” para substituir cartazes. E, para ficar de olho nesses painéis e evitar furto ou depredação, bem como reforçar a segurança de alunos e professores, existem diferentes câmeras de videomonitoramento que podem ser facilmente controladas pela equipe de segurança e diretoria, com softwares de reconhecimento facial ou detectores de movimento.

Todos os itens acima são oportunidades que o provedor de internet pode agregar ao seu portfólio e ofertar como serviço adicional, evoluindo a forma como conduz seu negócio com clientes existentes e em potencial. Este é só o capítulo mais recente na relação entre educação e tecnologia, ambas em evolução constante e indo muito além do que apenas a necessidade de conexão à Internet.