Como funciona a mente dos engenheiros

São todas clássicas da Internet. O denominador comum é que revelam o modo de pensar dos engenheiros.

Situação n.1

Dois estudantes de engenharia estão andando pelo campus quando um dos dois pergunta:

- Onde é que você achou essa bicicleta?

O outro responde:

- Ontem eu estava andando por aqui entretido nos meus pensamentos quando chega uma garota linda nesta bicicleta, tira toda a roupa e me diz: "pegue o que você quiser". E eu peguei a bicicleta.

O outro pensa e diz:

- Fez bem. As roupas iriam ficar muito apertadas...

Situação n.2

Para uma pessoa otimista, o copo está meio-cheio. Para um pessimista, ele está meio-vazio. Para um engenheiro ele é duas vezes maior que o necessário.

Situação n.3

Um padre, um médico e um engenheiro estão jogando golfe. Na frente deles um grupo que há mais de meia hora não sai do lugar.

Passa um empregado do clube e os três perguntam o que está acontecendo com o grupo. O sujeito explica:

- Estas pessoas são cegas. Perderam a vista ao tentar salvar a sede social do clube no ano passado, que estava em chamas. Desde então nós deixamos eles jogarem de graça.

Os três se mantêm em silêncio até que o padre diz:

- Muito triste. Vou rezar por eles na próxima missa.

O médico acrescenta:

- Boa idéia! E eu vou conversar com um colega oftalmologista para ver se ele pode fazer algo.

E o engenheiro:

- Por que é que eles não jogam à noite?

Situação n.4

Três estudantes de engenharia estão discutindo sobre quem criou o corpo humano. O primeiro diz:

- Para mim, foi um engenheiro mecânico. Olhe só todas estas articulações!

O segundo responde:

- Pois eu acho que é um engenheiro eletricista. Olha como o sistema nervoso tem milhões e milhões de conexões elétricas!

O terceiro retruca:

- Eu acho que foi um engenheiro químico. Quem mais poderia ter pensado em despejar rejeitos numa área de recreação.

Situação n.5

Um arquiteto, um artista e um engenheiro estão discutindo se é melhor passar seu tempo com a mulher ou com a amante. O arquiteto diz:

- Eu prefiro passar meu tempo com minha esposa, construindo fundações sólidas para uma relação duradoura.

O artista responde:

- Eu prefiro passar com minha amante, por causa do mistério e da paixão.

O engenheiro retruca:

- Eu prefiro as duas.

- As duas? - estranham os dois sujeitos.

- Lógico! - responde o engenheiro - Quando você tem uma mulher e uma amante, cada uma delas acha que você está saindo com a outra, e você então tem tempo de ir ao escritório e trabalhar um pouco.

Situação n.7

Um engenheiro atravessa a rua quando ouve um sapo chamando-o. Ele pega o sapo e esse diz:

- Hei, se você me beijar eu viro uma princesa maravilhosa e fico com você uma semana.

O engenheiro não diz nada e coloca o sapo no bolso. Logo em seguida o sapo insiste:

- Se você me beijar eu viro uma linda princesa e você poderá fazer o que quiser comigo durante uma semana.

O engenheiro não se comove nem um pouco. O sapo continua:

- Hei, o que é que está acontecendo com você? Eu estou dizendo para você que eu viro uma princesa linda e que sou sua por uma semana para você fazer o que quiser e você não quer me beijar! Você é viado?

- Olha para mim - diz o engenheiro - Sou engenheiro, e não tenho tempo para essas coisas. Em compensação, um sapo que fala...

Voltar

PET 002 – Aparência do petróleo

Em sua forma de apresentação mais usual, o petróleo é um liquido oleoso cuja coloração varia entre o marrom escuro e o preto. Embora esta seja a faixa de cor dominante, o petróleo pode apresentar outras colorações ou, até mesmo, ser incolor. A cor é determinada, em grande parte, pela composição e a coloração escura se deve a presença de compostos sulfurados e de substâncias asfalto-resinosas.

Quando visto contra a luz, o petróleo adquire uma tonalidade levemente avermelhada e, quando visto sob luz incidente, fluoresce adquirindo um tom levemente esverdeado. Esta fluorescência, que pode ser atribuída à presença de compostos poliaromáticos, é responsável pela iridescência das manchas de óleo na água.

Quanto ao estado físico o petróleo pode se apresentar nos três estados mais conhecidos da matéria: gasoso, líquido e sólido. Embora não seja propriamente um petróleo, o gás natural tem a mesma origem e pode ser considerado como petróleo gasoso. Deixando de lado o gás natural, alguns petróleos podem se solidificar na temperatura ambiental. Em todo caso, para ser explorado na forma como é explorado, o petróleo precisa ser líquido nas condições reservatoriais.

PRÓXIMO: PET 003 – Densidade do Petróleo

Engenharia genética

A engenharia é o ramo da tecnologia que projeta artefatos. Artefatos são entes não existentes na natureza e cuja existência se deve exclusivamente a ação humana. É o caso das pontes e estradas, dos veículos automotores, das sondas espaciais. A engenharia é dividida em modalidades conforme os tipos de artefatos estudados e projetados.

A genética estuda o DNA ou, mais especificamente, os genes. Os genes são seções do DNA associadas com a produção de uma proteína. É assim que o DNA atua na formação e manutenção dos seres vivos. Mexendo no DNA o ser vivo correspondente fica alterado

A engenharia genética é a modalidade da engenharia que estuda, projeta e altera o DNA dando ao ser vivo qualidades que que ele normalmente não possui. Com isso, o ser engenheirado se torna um ente artificial, ou melhor, um artefato humano vivo. Os grandes Departamentos de Engenharia Química do mundo, o MIT (http://web.mit.edu/cheme/research/areas/biological.html) por exemplo, possuem grupos de pesquisas em engenharia biológica envolvendo as engenharias genética, metabólica, tecidual e de proteínas. A tendencia destas engenharias é se destacarem da engenharia química e ganharem vida propria.

Estou falando tudo isso porque, hoje, em 1987, patentes em engenharia genética foram autorizadas pelo governo americano. Um ano depois, a primeira patente foi concedida para um camundongo altamente susceptível ao câncer de mama para uso como cobaia em testes antitumorais visando a terapia deste tipo de câncer. O “oncomouse” foi desenvolvido por Philip Leder e Timothy A. Stewart da Harvard University. A patente foi concedida à universidade e os direitos comerciais repassados para a du Pont. Os camundongos foram vendidos inicialmente por $50 cada.

DEST 001 - Funcionamento das colunas de fracionamento

Esta descrição deve ser acompanhada olhando a seguir. Nesta Figura, está esboçada uma coluna de fracionamento completa. Nela, a linha azul representa a corrente líquida e a linha vermelha a corrente gasosa. Quando uma linha azul fica lado a lado com uma linha vermelha a corrente é bifásica.

DESCRIÇÃO

Como mostra esta Figura, a coluna de fracionamento é basicamente constituída por um corpo tubular cilíndrico vertical dentro do qual uma corrente de vapor ascendente é posta em contato com uma corrente de líquido descendente. Por enquanto, a forma como o contato é realizado dentro da coluna não importa.

Se as correntes forem misturas multicomponentes, então, durante o contato, haverá troca de componentes entre as correntes. Os componentes mais voláteis vão se movimentar, preferencialmente, no sentido do líquido para o vapor e os componentes menos voláteis vão se movimentar, preferencialmente, no sentido contrário, isto é, do vapor para o líquido. O resultado deste processo de transferência de massa entre fases é o enriquecimento da corrente gasosa nos componentes mais voláteis à medida que ascende na coluna, e o conseqüente empobrecimento da corrente líquida descendente nestes componentes à medida que desce na coluna. Obviamente, o contrário ocorre quando os componentes menos voláteis são considerados. A corrente líquida enriquece nestes componentes a medida que desce a coluna e a corrente gasosa empobrece nestes componentes a medida que sobe.

A corrente gasosa, que sai no topo, rica nos componentes mais voláteis, é levada para um trocador de calor denominado condensador onde é resfriada e parcialmente condensada. A mistura bifásica resultante é levada para um tambor de separação onde a fase gasosa é separada da fase líquida formando duas correntes. A corrente gasosa sai como produto de topo da coluna e a corrente líquida condensada retorna a coluna como refluxo para formar a corrente líquida descendente.

A corrente líquida que sai na base, rica nos componentes menos voláteis, é levada para um trocador de calor, denominado refervedor, onde é aquecida de forma a vaporizar parcialmente. A mistura bifásica resultante é levada para um tambor de separação onde as fases são separadas dando origem a duas correntes: a corrente gasosa que retorna a coluna para formar a corrente de vapor ascendente e a corrente líquida que sai como produto de base da coluna.

Para compensar a retirada de vapor no topo e de líquido na base, uma corrente bifásica do tipo líquido-vapor é introduzida na coluna numa posição intermediária entre o topo e a base, com o vapor desta corrente se incorporando a corrente de vapor ascendente e o líquido, a corrente líquida descendente.

O resultado global é que uma corrente multicomponente bifásica entra na coluna sendo fracionada em duas correntes: uma de topo, rica nos componentes mais voláteis, e uma de base, rica nos componentes menos voláteis.

Nesta altura convém ressaltar que esta é a descrição de uma coluna de fracionamento genérica e está para as colunas de fracionamento reais assim como o indivíduo médio está para as populações. Existem colunas mais simples e mais complicadas, mas isso será assunto a ser discutido mais adiante.

ALIMENTAÇÃO

A coluna é alimentada por uma mistura multicomponente que vem de uma operação anterior, por exemplo, de um reator, e deve ser fracionada, isto é, dividida em duas frações como parte de um processo de separação e purificação industrial. As condições são determinadas por esta operação anterior. Na coluna genérica descrita acima a mistura a ser fracionada é bifásica. No entanto, existem outras possibilidades. A mistura alimentada pode estar completamente liquefeita entrando na coluna na forma líquida, ou pode estar completamente vaporizada entrando na coluna na forma de vapor.

A forma mais comum de alimentação é na forma líquida o mais próximo possível do ponto de bolha. Em alguns casos, a mistura pode estar parcialmente vaporizada, entrando na coluna como uma corrente bifásica do tipo líquido-vapor. Este é o caso da coluna esboçada na Figura 1.1.1.

Sob o ponto de vista térmico, a alimentação líquida pode ser na temperatura de bolha ou abaixo da temperatura ponto de bolha da mistura. Já a alimentação gasosa pode ser na temperatura de orvalho ou acima desta temperatura. Misturas alimentadas entre a temperatura de orvalho e bolha são bifásicas.

Em geral, antes de ser levada para a coluna, a mistura a ser fracionada pode passar por um trocador de calor que a deixará no ponto desejado, isto é, líquida no ponto de bolha.

SEÇÕES DA COLUNA

A alimentação divide a coluna em duas seções: a seção localizada acima da alimentação é chamada seção de absorção. A seção localizada abaixo da alimentação é denominada seção de esgotamento.

EDO 006 - Problema de Cauchy

Retornando a forma completa. As equações diferenciais ordinárias de primeira ordem podem ser vistas como equações de três variáveis. Assim, dados os valores de duas delas, o valor da terceira pode ser calculado usando a equação diferencial. Assim, uma das opções, é especificar o valor da função desconhecida para um valor da variável independente. O valor da derivada da função desconhecida pode ser obtido com o auxilio da equação diferencial. Este valor pode existir ou não, isto levanta o problema da existência de solução. Se existir, este valor pode ser único ou não, isto coloca em tela a questão da unicidade da solução. Estas questões, contudo, estão fora do escopo desta monografia. O problema formado pela equação diferencial juntamente com o valor da função desconhecida para um valor da variável independente é conhecido como problema do valor inicial ou problema de Cauchy. A forma mais geral do problema de Cauchy é:

O nome problema decorre do fato de t₀ ser considerado o tempo inicial a partir do qual o sistema modelado pela equação evolui. Sem perda de generalidade t₀ pode ser zero. Neste caso, sem perda de generalidade, o problema de Cauchy fica:

Resolver uma equação diferencial ordinária consiste em achar a função desconhecida que a satisfaz. A solução é uma família de curvas a um parâmetro. No item 1.2. foi mostrado como obter a equação diferencial a partir da equação da família de curvas. Agora será feito o caminho inverso para obter a solução da equação diferencial.

Como foi visto acima, dado o valor da função desconhecida para um dado valor da variável independente (condição inicial) a equação diferencial nos fornece o valor da derivada inicial. Isto, contudo, não basta para especificar a função desconhecida que satisfaz a equação. São necessários os valores iniciais de todas as derivadas da função desconhecida. Conhecido o valor da derivada inicial, ou um dos valores possíveis desta derivada se houver mais de um valor possível, as derivadas iniciais de ordem superior podem ser calculadas por derivação sucessiva da equação diferencial. Assim,

Explicitando a derivada de segunda ordem resulta

 

Inserindo os valores iniciais conhecidos, resulta o valor da derivada de segunda ordem no ponto inicial. Conhecendo o valor da função, da derivada de primeira ordem e da derivada de segunda ordem, o cálculo prossegue da mesma forma para o cálculo da derivada de terceira ordem. Este processo pode ser repetido “ad nauseam”. Com isso, todas as derivadas da função desconhecida podem ser obtidas a partir da equação diferencial. Se isso for possível é claro. Conhecida todas as derivadas no ponto inicial, a solução do problema para outros valores de t é dada pela série de Taylor:

A existência de solução está condicionada a possibilidade de cálculo de todas as derivadas necessárias e à convergência da série de Taylor resultante. Estas questões também estão fora do escopo e o leitor interessado deve procurar um bom livro destinado a matemáticos. Para os matemáticos, como todos os engenheiros sabem, basta saber que a solução existe. Para os engenheiros saber a existência de uma solução e nada é a mesma coisa, a solução deve ser encontrada.

Uma função é dita analítica se ela puder ser representada por uma série de potencia convergente. As funções analíticas são uma extensão das funções algébricas. São funções infinitamente diferenciáveis que podem ser representadas por uma série de Taylor nas vizinhanças de um ponto. São exemplos de funções analíticas os polinômios, a função exponencial, as funções trigonométricas, etc..

Exemplo – Considere o problema

Seguindo o procedimento e derivando pela primeira vez a equação diferencial acima  conclui-se que:

Derivando novamente resulta

Obviamente isso pode ser realizado infinitas vezes. Resultando

A série de Taylor resultante é

Esta série se identifica com a função exponencial. Logo a solução analítica do problema acima é

Observe que se a função exponencial não existisse como consequência do estudo do logaritmo neperiano, ela seria definida por esta equação diferencial. É isso que acontece com as funções especiais da Matemática Aplicada como Bessel, Legendre, Gauss, Gegenbauer, etc.

EPI – Equipamentos de proteção individual

Equipamentos de Protecção Individual ou EPIs são quaisquer meios ou dispositivos destinados a ser utilizados por uma pessoa contra possíveis riscos ameaçadores da sua segurança durante o exercício de uma determinada atividade. Um equipamento de proteção individual pode ser constituído por vários meios ou dispositivos associados de forma a proteger o seu utilizador contra um ou vários riscos simultâneos. O uso deste tipo de equipamentos só deverá ser contemplado quando não for possível tomar medidas que permitam eliminar os riscos do ambiente em que se desenvolve a actividade.

Um EPI importante nas indústrias químicas é o capacete. Ele é fundamental em qualquer lugar onde exista a possibilidade de queda de ferramentas e outras peças pesadas. O capacete tem salvado muitas vidas e quem trabalha no chão de fábrica sabe disso. Visitando uma fábrica me foi contada a seguinte história. Como parte de um programa de segurança foi instituido o uso obrigatório do capacete, mas o que se observava era que só os peões usavam fora eles os outros resistiam a usar. Isso até que um gaiato sugeriu que fossem dados capacetes com cores diferentes conforme a posição na hierarquia da fábrica. A partir dai ninguém mais tirava o capacete nem no refeitório.

 

A visão é uma coisa muito importante já dizia um dos comerciais mais bem bolado da Casa Lux Ótica, só quem perdeu percebe esta importancia. Então os olhos devem ser protegidos com EPI adequados.

Um exemplo de atividade que requer proteção é a soldagem que exige máscaras próprias.

Catalisador com partida mecânica

Pesquisadores da Eindhoven University of Technology desenvolveram um método surpreendente para dar partida a reações catalíticas. Pela primeira vez foi usada forças mecânicas para iniciar uma ação catalítica. Os pesquisadores sugerem que este método pode servir para a elaboração de materiais  com capacidade de autoreapro quando sob tensão mecânica.

O que eles fizeram foi empacotar um metal catalíticamente ativo usando duas capas moleculares e estas capas foram cada uma ligadas a cadeias poliméricas como se fossem duas cordinhas conforme mostra a Figura acima. Quando estas cordinhas são puxadas a capsula se rompe por ser o elo mais fraco liberando o catalisador ativo.

Para '”puxar as cordinhas” o pesquisadores usaram ultrasom que formaram bolhas na mistura reagente. Estas bolhas ao implodirem geram correntes fortes de fluido que rompem a capsula liberando o catalisador. Entenderam? Não? Nem eu. Em todo caso é uma forma interessante de ativar catalisadores.

Para quem quer mais detalhes o melhor a ir da própria fonte a Nature Chemistry de 06 de abril de 2009.