Incertezas na Medição: Exatidão e Precisão

Os cientistas normalmente fazem medições repetidas de uma quantidade para garantir a qualidade das suas descobertas e avaliar a precisão e a exatidão dos seus resultados. Diz-se que as medições são precisas se produzirem resultados muito semelhantes quando repetidas da mesma forma. Uma medição é considerada exata se produzir um resultado muito próximo do valor verdadeiro ou aceite. Os valores precisos estão de acordo entre si; os valores exatos estão de acordo com um valor real. 

Suponha que um químico de controlo de qualidade em uma empresa farmacêutica é encarregado de verificar a precisão e exatidão de três máquinas diferentes, destinadas a distribuir 500 mL de xarope para a tosse em frascos de armazenamento. O químico usa então cada máquina para encher cinco frascos e em seguida determina cuidadosamente o volume real dispensado, conforme indicado na Tabela 1.

Considerando estes resultados, o químico reportou que o dispensador #1 é preciso, mas não exato. Todos os valores do dispensador #1 estão próximos uns dos outros, mas nenhum dos valores está próximo do valor alvo de 500 mL. Os resultados para o dispensador #2 mostraram maior exatidão (valores próximos de 500 mL), mas pior precisão (não próximos uns dos outros). Por fim, o químico reportou que o dispensador #3 está a funcionar bem, e está a dispensar o xarope para a tosse tanto com exatidão (todos os volumes estão dentro de 0,2 mL do volume alvo) como com precisão (os volumes diferem uns dos outros em não mais de 0,2 mL).

As medições altamente exatas também tendem a ser precisas. No entanto, medições altamente precisas podem não ser necessariamente exatas. Por exemplo, um termómetro calibrado incorretamente ou uma balança de pesagem avariada podem fornecer leituras precisas que não são exatas.

Erros Sleatórios e Sistemáticos

Os cientistas tentam sempre o seu melhor para registar as suas medições com a máxima exatidão e precisão. No entanto, por vezes ocorrem erros. Estes erros podem ser aleatórios ou sistemáticos.

Os erros aleatórios são observados devido à inconsistência ou flutuação no processo de medição ou variações na própria quantidade que está a ser medida. Estes erros oscilam entre demasiado elevados ou demasiado baixos em relação ao valor real em medições repetidas. Considere um cientista a medir o comprimento de uma minhoca usando uma régua. Erro aleatório neste processo de medição pode ser o resultado do método inconsistente pelo qual o cientista lê as escalas, ou se a minhoca não estiver parada e os seus movimentos corporais causarem dificuldade em fazer medições corretas de comprimento. Erro aleatório não pode ser evitado; no entanto, pode ser calculada a sua média com ensaios repetidos.

Os erros sistemáticos surgem de um problema persistente e resultam em uma discrepância consistente na medição. Estes erros tendem a ser consistentemente demasiado elevados ou demasiado baixos em relação ao valor verdadeiro. Estes são previsíveis e são principalmente instrumentais na sua natureza. Por exemplo, uma balança de pesagem calibrada incorretamente pode consistentemente pesar objectos mais pesados do que o seu valor real. No entanto, ao contrário do erro aleatório, não se pode calcular a média dos erros sistémicos com medições repetidas.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 1.5: Measurement Uncertainty, Accuracy, and Precision.