Duplicata de amostragem e duplicata analítica: calculando a DPR para separar erro de campo e bancada

Um laboratório que analisa cada amostra apenas uma vez, sem inserir duplicatas planejadas nos seus lotes, confia cegamente que a alíquota retirada do frasco é homogênea e que a pipetagem do analista foi irrepreensível. Quando um resultado inesperado aparece, ninguém sabe dizer se aquela variação veio da heterogeneidade natural da matriz, da coleta em campo ou de uma oscilação na bancada.

A duplicata é o termômetro da precisão na rotina do laboratório de ensaios. Saber diferenciar duplicata de campo de duplicata analítica, calcular corretamente a Diferença Percentual Relativa (DPR ou RPD) e ajustar o critério de aceitação quando o resultado está perto do limite de quantificação evita tanto a liberação de dados imprecisos quanto a repetição desnecessária de baterias inteiras.

Duplicata de campo versus duplicata de bancada (analítica)

Embora ambas meçam precisão, elas fotografam momentos diferentes do caminho da amostra:

• Duplicata de bancada (Laboratory Duplicate — LD): dentro do laboratório, o analista homogeneíza um mesmo frasco de amostra recebido e retira duas alíquotas independentes, que passam separadamente por todo o preparo (pesagem, digestão, extração, diluição) e leitura instrumental na mesma bateria. Ela mede exclusivamente a precisão analítica intralaboratorial somada à homogeneidade da subamostragem no frasco;
• Duplicata de campo ou de amostragem (Field Duplicate — FD): dois frascos separados são coletados no mesmo ponto de amostragem, no mesmo momento (ou em sequência imediata), preservados, transportados e analisados como se fossem amostras distintas. Ela mede a variabilidade total do processo: heterogeneidade espacial e temporal do ponto de coleta + procedimento de amostragem + preservação + transporte + análise na bancada.

Por essa razão, o critério de aceitação para uma duplicata de campo é naturalmente mais amplo do que para uma duplicata de bancada. Se a duplicata de bancada deu ótima precisão (DPR de 3%), mas a duplicata de campo daquele mesmo ponto variou 35%, você sabe imediatamente que o método analítico está sob controle e que a variação veio da heterogeneidade do ponto ou da técnica de coleta. Veja como estruturar o lote completo em controle de qualidade analítico em química: branco, adição, duplicata e recuperação.

Como calcular a Diferença Percentual Relativa (DPR / RPD)

Para duas determinações (X1 e X2) da mesma amostra, a precisão na rotina físico-química é usualmente expressa pela Diferença Percentual Relativa (DPR) — em inglês, Relative Percent Difference (RPD) —, que divide o módulo da diferença entre as duas leituras pela média aritmética delas:

DPR (%) = [ |X1 − X2| / ((X1 + X2) / 2) ] × 100

Por exemplo, se a alíquota original (X1) de DQO resultou em 240 mg/L e a duplicata analítica (X2) resultou em 252 mg/L:

• Diferença absoluta: |240 − 252| = 12 mg/L;
• Média aritmética: (240 + 252) / 2 = 246 mg/L;
• DPR calculada: (12 / 246) × 100 = 4,88%.

Se o critério máximo de DPR estabelecido pelo método para DQO nessa faixa é 10%, a precisão do lote está aprovada. (Em microbiologia, onde as contagens seguem distribuição de Poisson ou log-normal, o critério não usa DPR linear simples, mas sim limites baseados na diferença entre os logaritmos das contagens ou tabela de Poisson; veja os detalhes em controle de qualidade em microbiologia).

A armadilha da DPR perto do Limite de Quantificação (LQ)

Aplicar um limite percentual fixo de DPR (como até 10% ou até 20%) em qualquer faixa de concentração causa um problema matemático clássico quando a amostra tem concentração muito baixa, próxima ao limite de quantificação (LQ).

Imagine um metal cujo LQ é 0,010 mg/L. Na leitura original, a amostra dá 0,011 mg/L e, na duplicata, dá 0,015 mg/L. A diferença real entre as duas leituras é minúscula (0,004 mg/L, menor que meio LQ, totalmente dentro da incerteza esperada naquele nível). Contudo, quando você aplica a fórmula da DPR:

DPR = ( |0,011 − 0,015| / 0,013 ) × 100 = 30,8%

Se o seu procedimento tiver apenas a regra rígida de DPR máxima de 20%, o analista reprovará uma bateria perfeitamente normal e perderá horas repetindo amostras de traços.

Por isso, protocolos maduros de QA/QC (como os métodos da US EPA e manuais técnicos de acreditação) dividem o critério de aceitação de duplicatas em duas zonas:

• Concentrações maiores que 5 × LQ: aplica-se o critério percentual de DPR (por exemplo, DPR ≤ 20% para matriz aquosa e DPR ≤ 30% ou 35% para matriz sólida/solo, ou o limite específico da norma do ensaio);
• Concentrações menores ou iguais a 5 × LQ: aplica-se um critério de diferença absoluta, exigindo que a diferença |X1 − X2| seja menor ou igual ao valor do próprio LQ (ou ±2 × LQ para matrizes sólidas complexas).

Duplicata de amostra versus duplicata de matriz fortificada (MSD)

E quando todas as amostras do lote são águas limpas onde o analito está abaixo do LQ (menor que o LQ na original e menor que o LQ na duplicata)? Nesse caso, fazer uma duplicata simples não gera números para calcular a DPR. A solução técnica é executar a Duplicata de Matriz Fortificada (MSD — Matrix Spike Duplicate): você fortifica duas alíquotas da mesma amostra com uma quantidade conhecida do analito e avalia simultaneamente a recuperação nos dois frascos (exatidão) e a DPR entre as duas fortificações (precisão).

No Gerencialab, os critérios de controle de qualidade analítico são configurados no módulo de gestão da qualidade e acompanhados junto às corridas do módulo de amostras e laudos.

Perguntas frequentes

Qual é a frequência recomendada para inserir duplicatas na bateria analítica?

Quando o método normalizado não especifica outra frequência, a prática padrão em laboratórios acreditados na ISO/IEC 17025 é incluir pelo menos uma duplicata analítica a cada lote de preparação de até 20 amostras (frequência de 5%), ou uma por bateria diária quando o lote tiver menos de 20 amostras.

Qual valor vai para o laudo do cliente: a primeira leitura, a duplicata ou a média das duas?

O procedimento de controle de qualidade do laboratório deve definir essa regra de forma única antes da análise. Em muitos protocolos ambientais (como EPA), reporta-se o resultado da alíquota original desde que a duplicata atenda ao critério de DPR, mantendo a duplicata na tabela de CQ; em outros métodos normativos (como diversas normas ABNT e bromatológicas), o ensaio já prevê determinações em duplicata ou triplicata cujo resultado reportado é a média aritmética. Siga sempre o que o método referenciado no escopo determina.

O que fazer quando a DPR reprova em uma matriz visivelmente heterogênea, como lodo, resíduo sólido ou solo com pedregulhos?

Referências para conferência

• ISO — ISO/IEC 17025:2017
• Inmetro/Cgcre — acreditação de laboratórios
• ILAC — documentos de orientação para laboratórios

Nota editorial: a aplicação depende da edição vigente da norma, do escopo e da regulamentação aplicável. Confirme também os requisitos do regulador, do método e do contrato antes de tomar uma decisão técnica.

Primeiro verifique se não houve erro grosseiro de pesagem, pipetagem ou transcrição. Se a causa for a heterogeneidade física intrínseca da amostra mesmo após quarteamento e homogeneização conforme o método, registre a investigação e avalie a necessidade de moagem adicional, aumento da massa da alíquota ou ressalva técnica documentada sobre a matriz.