Capítulo 3 — Física para computação
Mapa da aula
Aula 03 publicada. Mapa, exemplo, EX007.
flowchart TD
N0["3.1 Medição e dados"]
N1["3.2 Erro e deriva"]
N2["3.3 Unidades e conversões"]
N3["3.4 Metadados de medição"]
N0 --> N1 --> N2 --> N3
N3 --> EX["Exemplo resolvido"]
EX --> Q["Exercício EX007"]
Desenho lógico
flowchart LR
N0["3.1 Medição e dados"]
N1["3.2 Erro e deriva"]
N2["3.3 Unidades e conversões"]
N3["3.4 Metadados de medição"]
N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> Q["EX007"]
[3.1 Medição e dados]
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v
[3.2 Erro e deriva]
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v
[3.3 Unidades e conversões]
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v
[3.4 Metadados de medição]
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v
[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX007]
Objetivos de aprendizagem
Você vai (1) relacionar a medição física à qualidade dos dados; (2) explicar o erro e a deriva de sensores; (3) registrar metadados de medição.
3.1 Medição e dados
Os sensores de vazão da Tidewater convertem grandezas físicas em números. Kofi aprende que toda medição tem incerteza, vinda do instrumento, da instalação e do ambiente. Um sensor de vazão próximo a uma curva da tubulação lê de forma diferente de outro instalado em um trecho reto. Por isso, a governança de dados precisa registrar como cada valor foi medido, porque um número sem o contexto da medição pode ser mal utilizado. Ele observa que a ênfase da ISO 8000 em requisitos inclui saber se os dados são precisos o bastante para o uso pretendido. O contexto acompanha os valores.
3.2 Erro e deriva
A exatidão dos sensores muda com o tempo. Incrustações dentro dos tubos e o envelhecimento da eletrônica causam deriva, uma mudança lenta e sistemática nas leituras. Kofi estuda dados sintéticos de um sensor que lê dois por cento acima do real depois de três anos. Se a deriva não for detectada, as estimativas de perdas caem, porque o volume fornecido parece maior do que é. Ele propõe comparar anualmente os sensores com medidores de referência calibrados e registrar as datas de calibração como metadados, para que os analistas possam excluir ou corrigir leituras fora do período de calibração. Sem uma medição de referência independente, a deriva é invisível.
3.3 Unidades e conversões
Um erro comum nos dados de companhias de saneamento é a confusão de unidades: metros cúbicos versus litros, ou vazões horárias versus diárias. Kofi encontra um caso sintético em que as leituras de um distrito foram armazenadas em litros enquanto as demais usavam metros cúbicos, o que inflou mil vezes a demanda desse distrito em um relatório. Ele recomenda armazenar a unidade explicitamente com cada valor e validar, na ingestão, se ela corresponde à esperada. A lição de física vira uma regra de governança: nunca armazene um valor medido sem a sua unidade. Unidades são campos obrigatórios.
3.4 Metadados de medição
Kofi projeta um registro de metadados para cada sensor: identificador, localização, tipo, unidade, classe de exatidão, data de instalação, data da última calibração e responsável. O registro permite que analistas julguem se as leituras atendem às suas necessidades e que engenheiros programem a manutenção. A Profa. Varga lembra que metadados também são dados e precisam de regras de qualidade próprias, como a de que datas de calibração não podem estar no futuro. Kofi inclui o registro em suas notas de governança como o primeiro exemplo de gestão de metadados. Cada campo tem um formato definido e um responsável por mantê-lo atualizado.
Exemplo resolvido
Kofi explica a incerteza de medição, modela o efeito de uma deriva de dois por cento sobre as perdas, encontra um erro de litros versus metros cúbicos e projeta metadados de sensores com datas de calibração.
Caso sintético. Os dados de sensores são sintéticos; a ISO 8000-1:2022 é real.
Erros e limites
A calibração reduz a incerteza, mas não a elimina; informe-a.
Exercícios
- EX007 — Efeito da deriva. Como uma deriva para cima do sensor afeta as estimativas de perdas? Rubrica: 3 = as perdas parecem menores;; 2 = parcialmente correto;; 1 = vago;; 0 = nenhuma.
- EX008 — Erro de unidade. O que a confusão de unidades fez com um distrito? Rubrica: 3 = inflou mil vezes a demanda;; 2 = parcialmente correto;; 1 = vago;; 0 = nenhuma.
- EX009 — Campos de metadados. Cite três campos de metadados de sensor. Rubrica: 3 = identificador, localização, tipo, unidade, exatidão, instalação, calibração, responsável;; 2 = três;; 1 = um;; 0 = nenhuma.
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