Conceito

Um processo de medida está sob controle estatístico quando a exatidão e a precisão dos resultados são mantidas, produzindo resultados cuja média e desvio padrão são previsíveis quando aplicados repetidamente a um mesmo componente, ao longo do tempo. Um exemplo poderia ser a aferição da vazão na irrigação localizada. Nessa situação, o processo metrológico está sujeito apenas a erros aleatórios, provenientes de pequenas e múltiplas causas comuns, inerentes ao sistema de medição. Um gráfico de controle permite perceber quando os resultados analíticos passam a ser afetados por uma causa especial de erro. Nesse momento, é necessário procurar, identificar e eliminar a causa especial, para que não se torne uma fonte de erro sistemático permanente.

Construção e uso de gráficos de controle de Shewhart  na Irrigação

O controle do processo é baseado na realização de n medições repetidas em cada ocasião, ao longo do tempo, aplicando o procedimento de interesse sobre um mesmo componente ou material. Esse componente ou material deve ser estável ao longo do tempo.

O número de repetições, \(n\), e a frequência dos subgrupos devem ser estabelecidos com base na rotina das irrigações.

Os Gráficos de controle de Shewhart são construídos plotando os valores da média ou individuais obtidos em cada ocasião, num gráfico delimitado por linhas horizontais, denominadas “limites de controle”. Se o valor obtido numa ocasião estiver fora dos limites de controle mais externos, há uma grande probabilidade de que apareceu uma causa de erro especial, que deve ser identificada e eliminada. A Figura 1 ilustra um gráfico de controle, onde cada um dos valores de vazão de um emissor ao longo do tempo tem os seus valores representados no eixo vertical e a sequência das repetições no eixo horizontal.

Figura 1: Gráfico de controle de Shewhart para medidas individuais das vazões de um gotejador.

Antes da implantação dos gráficos de controle, na fase de planejamento, os responsáveis devem estabelecer procedimentos claros para quando ocorrerem pontos fora dos limites de ação.

Esses procedimentos devem ser passados aos analistas, para que estes possam tomar as providências necessárias.

Além disso, o uso de algumas normas de irrigação pode estabelecer procedimentos para ações preventivas em casos de pontos além da zona de aviso.

Limites de controle preliminares

No início da implantação de um gráfico de controle, limites de controle preliminares: são calculados a partir de repetições independentes.

Limites de controle definitivos devem ser revistos a cada irrigação.  O \(LSC\) e o \(LIC\) podem ser determinados estatisticamente, a partir da média e do desvio-padrão das amostras, é função da variabilidade do processo, de acordo com as Equações 1 e 2:

\(LSC={\mu}+K{\sigma}\) (1)

\(LIC={\mu}-K{\sigma}\) (2)

em que,

São evidências de perda de controle do processo:

um ponto além dos limites de controle estabelecidos; sequência de 9 pontos todos acima ou todos abaixo da linha central; 6 pontos consecutivos ascendentes ou descendentes; · 2 pontos, numa sequência de 3; 4 pontos, numa sequência de 5; 15 pontos sequenciais (acima e abaixo da linha central); 8 pontos numa sequência (acima e abaixo da linha central).

Sensibilidade dos gráficos de Shewhart

A sensibilidade do gráfico na detecção de causa especial de erro depende do número de repetições dentro dos subgrupos. Quanto maior for o n, maior será a sensibilidade.

Benefícios do uso de gráficos de controle na irrigação

Entre os muitos benefícios do uso de gráficos de controle em irrigação, podem ser citados:

1. atendimento as normas da qualidade de irrigação;

2.· monitoramento de erros sistemáticos no processo de irrigação;

3.· informações quanto ao status do processo de irrigação;

4.· cálculo da incerteza da medição na irrigação;

5.· evidência objetiva para a demonstração da qualidade das medições;

6.· fonte de dados históricos sobre o processo de medida na irrigação.

Análise da capacidade do Processo

A técnicas estatísticas podem ser uteis em todo o ciclo da irrigação para quantificar a variabilidade do processo, para analisar esta variabilidade em relação às exigências de normas e consequentemente ajudar na eliminação ou redução dessa variabilidade. Esta atividade geral pode ser chamada de capacidade do processo (Cp >1,33) (relação entre um limite superior e inferior específico e uma estimativa do desvio-padrão). A capacidade do processo diz respeito à sua uniformidade. Há duas maneiras de se encarar esta variabilidade. A variabilidade natural ou inerente a uma característica crítica de um instante específico “variabilidade instantânea”.  A variabilidade em uma característica crítica ao longo do tempo.

Anomalias ou causas especiais um estudo de caso na irrigação localizada

São muitas as causas especiais que podem ocorrer em que o especialista ou agricultor com conhecimento pode verificar durante uma irrigação. As principais podem estar relacionadas com entupimento, a variação da vazão dos emissores, variações de pressão dentro da subunidade, entre subunidades e unidades consequentemente ocasionando diminuição da uniformidade de irrigação. A Figura 2, mostra a variação de vazão e a capacidade do processo do gotejador durantes as medições de vazão no ensaio. Pode-se observar valores de vazões acima e abaixo dos intervalos de controle. Ao se medir a capacidade de processo bilateral obteve-se o valor de Cp=0,55 indicando que o processo é incapaz.

Figura 2: Gráficos de controle e capacidade de processo das vazões dos gotejadores.

Na figura os pontos A, B, C e D, apresentam valores de vazão que vamos aqui identificar como causas especiais que podem nos mostrar problemas ocorrendo com o sistema de irrigação no campo:

Anomalia ou causas especiais A: O irrigante observa um aumento abrupto da vazão com uma redução de pressão pequena na entrada da área irrigada e uma redução de pressão grande na saída de linha do sistema. Ao fazer verificações o irrigante encontra dano causado por roedor então ele faz reparo na linha de gotejadores.

Causas especiais B: O irrigante observa uma abrupta redução de vazões com pequeno aumento de pressão, tanto na entrada da área irrigada como na saída de linha do sistema. As verificações mostram ação bacteriana nos gotejadores. Ele imediatamente aplica composto com cloro e acidifica o sistema para corrigir o problema.

Causas especiais C: O irrigante observa uma abrupta diminuição de vazão a partir da última irrigação evento com grandes reduções de pressão, tanto na entrada e saída da área irrigada. Uma rápida inspeção revela no sistema de filtragem uma grande queda de pressão, indicando a necessidade de limpeza. A vazão e as pressões normalizam após a limpeza do filtro.

Causas Especiais D: O irrigante observa uma gradual diminuição de vazão durante os últimos quatro eventos de irrigação com o aumento da pressão tanto na entrada e saída da área de irrigação. Durante a checagem o irrigante descobre que os tubos gotejadores estão entupindo lentamente. Ele imediatamente trata quimicamente o sistema para corrigir o problema. A figura 3 mostra os gráficos de controle e capacidade de processo (>1,33) após a manutenção do sistema de irrigação pelo agricultor, corrigindo o efeito de causas especiais na irrigação, tornando o processo de irrigação capaz.

Figura 3: Gráficos de controle e de capacidade de processo  após um conseguir um corre