Baixe Apostila de Introdução à Engenharia Química e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity! CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE - UNIBH DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA DISCIPLINA: INTRODUÇÃO À ENGENHARIA QUÍMICA Christianne Garcia Rodrigues BELO HORIZONTE 2009 SUMÁRIO PÁGINA 1 INTRODUÇÃO 1. HISTÓRICO DA ENGENHARIA QUIMICA 2. 2 3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 INTRODUÇÂO 1.1 HISTÓRICO DA ENGENHARIA QUÍMICA De acordo com as Diretrizes Curriculares dos Cursos de Engenharia, fundamentadas no parecer CES 1362/2001, de 12 de dezembro de 2001, os conteúdos curriculares são agrupados em: Básicos, Profissionalizantes e Específicos.Os conteúdos básicos são constituídos pelo conjunto de conhecimentos comuns a todo engenheiro, independente de sua área de formação no campo da engenharia. O núcleo de conteúdos básicos, cerca de 30% da carga horária, versará sobre os seguintes tópicos: • Administração e Economia • Ciência e Resistência dos Materiais • Comunicação e Expressão • Desenho • Fenômenos de Transporte • Física • Matemática • Metodologia Científica e Tecnológica • Química Os conteúdos profissionalizantes são formados pelo conjunto de disciplinas que tratam de conhecimentos técnicos básicos para o Engenheiro Químicos. O núcleo de conteúdos profissionalizantes, com um mínimo de 15% da carga horária, versará sobre os seguintes tópicos: • Algoritmos e Estrutura de Dados • Bioquímica • Ergonomia e Segurança do Trabalho • Físico-Química • Gestão Ambiental • Instrumentação • Métodos Numéricos • Microbiologia • Modelagem, Análise e Simulação de Sistemas • Operações Unitárias • Química Analítica • Química Orgânica • Termodinâmica Aplicada Os conteúdos específicos são formados pelo conjunto de conhecimentos comuns a todo Engenheiro Químico e compõem o restante da carga horária do curso, tendo a Instituição liberdade para defini-los de acordo com seu projeto pedagógico. São constituídos por extensões e aprofundamentos dos conteúdos do núcleo de conteúdos profissionalizantes, bem como de outros conteúdos destinados a caracterizar modalidades. Versará sobre os seguintes tópicos: • Análises de Alimentos • Biocombustíveis • Bioquímica de Alimentos • Direito e Legislação Aplicada • Engenharia Química • Estágio Supervisionado • Microbiologia de Alimentos e Segurança Alimentar • Petroquímica • Polímeros • Química de Alimentos • Simulação de Processos • Tecnologias de Alimentos • Trabalho de Conclusão de Curso Quadro 1 – Distribuição dos conteúdos Básico, Profissionalizante e Específico no Curso de Engenharia Química do Uni-BH. CONTEÚDO BÁSICO CONTEÚDO PROFISSIONALIZANTE CONTEÚDO ESPECÍFICO Disciplinas CH Disciplinas CH Disciplinas CH Cálculo I Cálculo II Cálculo III Cálculo IV Ciências dos Materiais Geometria Analítica Álgebra Linear Estatística e Probabilidades Química Geral Princípios de Administração e Economia Física I Física II Física III Resistência dos Materiais Mecânica dos Fluidos Transferência de Calor Laboratório de Fenômenos de Transporte Desenho Técnico Computacional Leitura e Produção de Textos Introdução ao Pensamento Científico 72 72 72 72 36 72 72 72 72 72 72 72 72 36 72 72 36 72 72 36 Algoritmos e Estruturas de Dados Cálculo Numérico Química Orgânica I Química Orgânica II Química Analítica Físico-Química I Química Inorgânica Físico-Química II Termodinâmica Clássica Metrologia Dimensional Operações Unitárias I Logística Projetos Industriais Termodinâmica Aplicada Engenharia Ambiental e Tratamento de Resíduos Gestão e Qualidade Laboratório de Operações Unitárias Operações Unitárias II Processos Químicos Industriais I Cinética e Projeto de Reatores Instrumentação e Controle Processos Químicos Industriais II Engenharia Bioquímica Fontes Energéticas Alternativas Marketing e Empreendedorismo Segurança do Trabalho 72 72 72 72 108 72 72 72 72 36 108 36 72 72 72 36 36 108 72 108 72 72 72 72 72 36 Introdução à Engenharia Química Direito e Legislação Química e Bioquímica de Alimentos Análise de Alimentos Optativa I ou II Optativa III ou IV Optativa V ou VI Modelagem e Simul. de Processos Estágio Supervision Trabalho de Concl de Curso I Trabalho de Concl de Curso II 36 36 108 108 72 72 72 36 36 36 36 Carga Horária Total 1296h/a Carga Horária Total 1836 h/a Carga Horária Total 648 h/a 2.1 Organização Curricular A seguir está descrita a estrutura curricular do Curso de Engenharia Química, turno diurno. Carga Horária Mínima Acadêmica do Curso: 3780h/a (3150h) Carga Horária Mínima de Estágio Supervisionado: 200h Carga Horária Mínima de Atividades Complementares: 250h Carga Horária Mínima Total do Curso: 3600h Metrologia Dimensional Métodos de medição. Parâmetros característicos de processos de medição. Erros de medição (sistemático e aleatório). Incerteza de medição. Avaliação de incertezas. Calibração de instrumentos de medição. Resultado de uma medição. Avaliação da incerteza combinada em medições indiretas. Operações Unitárias I Moagem, peneiramento, hidrociclones, filtração, separação por membranas, misturas, decantação, centrifugação, cristalização. Caldeiras e tipos de transportadores de materiais sólidos. Processos de separação aplicados a tratamento de resíduos. Química e Bioquímica de Alimentos Propriedades da água e seus efeitos sobre as transformações físico-químicas e bioquímicas nos alimentos. Carboidratos, aminoácidos e proteínas, pigmentos naturais, lipídios e vitaminas. Classificação, estrutura e propriedades em relação aos alimentos. Transformações químicas, bioquímicas e físicas dos alimentos e seus efeitos sobre a cor, textura e aroma dos alimentos. Sabor e aroma, compostos voláteis e não voláteis. Aditivos, classificação e uso em alimentos. Enzimas importantes no processamento de alimentos, sua produção e utilização. Resistência dos Materiais Conceito de tensão. Tração e compressão simples. Cisalhamento simples. Tensões nas vigas. Energia de deformação. 7º Período Análise de Alimentos Amostragem e preparo de amostras de alimentos. Confiabilidade dos resultados. Determinação dos constituintes dos alimentos através de técnicas clássicas. Métodos avançados de análise química de alimentos por espectroscopia de absorção no ultravioleta/visível, espectrometria no infravermelho, absorção atômica, cromatografia e espectrometria de massas. Análise metrológica. Laboratório de Fenômenos de Transporte Determinação experimental de viscosidade e densidade de líquidos e sólidos. Determinações experimentais de vazão e velocidade. Ensaios para avaliação de perda de carga em tubulações. Medição de propriedades térmicas em materiais sólidos. Avaliação experimental de transferência de calor em regime transiente. Análise psicrométrica, utilizando psicrômetros e termo-higro-anemômetros. Análise térmica de trocadores de calor. Análise da transferência de massa em secadores. Logística Logística e Cadeia de Suprimentos. Decisões e estratégias de transportes. Modais. Economia do transporte. Roterização. Sistemas de estoque. Previsão da demanda. Sistemas de estoques. Projeto da rede logística. Adequação estratégica. Visão sistêmica da Logística e da Cadeia de Suprimentos. Projetos Industriais Elementos de instalações hidráulicas: tubos, válvulas, purgadores, filtros, conexões, suportes e bombas. Determinação de materiais e seleção de acessórios para instalações hidráulicas. Dimensionamento de instalações hidráulicas. Instalações de vapor, vácuo e gases. Instalações elétricas de baixa tensão, de motores elétricos e iluminação. Termodinâmica Aplicada Psicrometria. Disponibilidade e Irreversibilidade. Ciclos de Motores. Ciclos de Refrigeração. Cargas térmicas de aquecimento e refrigeração. Processos de liquefação. Análise termodinâmica de processos. Refrigerantes. Bombas de calor. Transferência de Calor Mecanismos de Transferência de Calor e de massa. Condução unidimensional e bidimensional. Condução transiente. Convecção interna e externa. Convecção livre. Princípios de radiação. Energia solar. Trocadores de Calor. 8º Período Engenharia Ambiental e Tratamento de Resíduos Ecologia. Os impactos sociais e ambientais das indústrias. Poluentes industriais. Legislação ambiental. Licenciamento ambiental. Gerenciamento de resíduos sólidos e líquidos na indústria química. Tratamento de resíduos líquidos: tratamentos preliminares, primários, secundários e terciários. Métodos de controle de poluentes atmosféricos. Gestão e Qualidade Definição de qualidade. Sistemas de Gestão da Qualidade. Série ISO 9000. Organização e atribuições de controle de qualidade na indústria. Controle estatístico da Qualidade: planos de amostragem e ferramentas para controle do produto e do processo. Organização e administração das funções no processo de qualidade. A função e os sistemas de garantia da qualidade. Noções da gestão da qualidade total. Laboratório de Operações Unitárias Ensaios de secagem utilizando estufa, secador solar e atomizador. Determinação prática de título de vapor. Determinação experimental da eficiência de máquinas frigoríficas e bombas de calor. Moagem. Separação por Hidrociclone. Peneiramento. Filtração. Operação de uma caldeira. Tratamento de água de uma caldeira. Sedimentação. Operações Unitárias II Transferência de massa. Umidificação. Secagem. Sistemas de desidratação (tipos de secadores). Liofilização e concentração por congelamento. Evaporação. Destilação. Extração sólido-líquido e líquido-líquido. Optativa I: Biocombustíveis Matriz energética renovável. Química de carboidratos. Polissacarídeos de origem vegetal. Operações unitárias da engenharia química para produção de biodiesel. Processos fermentativos para produção de álcool combustível. Cálculos da engenharia química para dimensionamentos de unidades industriais e artesanais para produção dos biocombustíveis. Optativa II: Microbiologia e Segurança Alimentar Caracterização morfológica e estrutural dos microrganismos e sua classificação. Cultivo de microrganismos de interesse industrial. Crescimento, fisiologia e metabolismo microbiano. Enzimas microbianas. Controle de microrganismos no processo de produção de alimentos, nas matérias primas e produtos acabados. Conhecimentos das técnicas de esterilização e desinfecção. Conceitos gerais sobre toxinfecções alimentares e microrganismos que as produzem. Processos Químicos Industriais I Balanços de massa em processos Industriais: fundamentos. Unidades simples, unidades múltiplas, reciclo, purga, by-pass. Sistemas reativos, conversão, reagente limitante, reagente em excesso, seletividade e rendimento. Balanços em espécies atômicas e moleculares. Balanços de energia em processos industriais: sistemas não reativos e reativos. Processos envolvendo mudanças de fase, preparo e mistura de soluções; sistemas de combustão. Balanços simultâneos de massa e energia em processos Industriais: estudo de balanços simultâneos, análise e otimização. 9º Período Cinética e Projeto de Reatores Estequiometria e taxas de reação. Elementos da cinética de reações químicas. Caracterização cinética de reações homogêneas e heterogêneas. Métodos experimentais para o estudo de reações lentas, rápidas, homogêneas e heterogêneas. Projeto de reatores isotérmicos e não isotérmicos. Preparação e caracterização de catalisadores. Difusão e reação em catalisadores porosos. Reatores de leito fixo e fluidizado. Distribuição dos tempos de residência e de idades. Instrumentação e Controle Conceitos fundamentais sobre equipamentos elétricos e eletrônicos de indústrias. Seleção de instrumentos e medidas de temperatura, vazão, umidade relativa e pressão. Controle PID. Resposta dinâmica e controle de equipamentos de processamento químico: trocadores de calor, reatores químicos e torres de absorção. Utilização de técnicas fundamentais de teoria de servomecanismo: diagramas de blocos, funções de transferência, freqüência de resposta e computação analógica. Modelagem e Simulação de Processos Modelagem visual por programação computacional. Modelagem matemática de sistemas estáticos. Modelagem matemática e simulação numérica de sistemas dinâmicos. Solução dos modelos utilizando técnicas numéricas e programação computacional. Optativa III: Polímeros Introdução a polímeros. Propriedades de polímeros. Técnicas de polimerização. Reciclagem mecânica, química e energética. Ensaios para avaliação dos polímeros. Polímeros biodegradáveis: Fundamentos e técnicas de produção. Optativa IV: Processamento de Alimentos de Origem Vegetal Pré-processamento de matérias primas para alimentos de origem vegetal: colheita, seleção, armazenamento e qualidade. Avaliação das etapas de processamento de alimentos de origem vegetal. Embalagem. Controle de qualidade de matérias primas, produtos semi-processados e acabados. Estudos de fluxogramas de processamentos de frutas, vegetais, cereais e oleaginosas: teoria, operação, equipamentos e produtos. Processos Químicos Industriais II Gases industriais. Indústrias cerâmicas e de vidro. Indústrias de cimento. Indústria Siderúrgica. Indústrias Eletrolíticas e Eletrotérmicas. Produção de fertilizantes. Indústrias de tintas, vernizes e correlatos. Sabões e detergentes. Cosméticos. Indústrias de papel e celulose. Indústria da borracha. Indústria Sucroalcooleira. Trabalho de Conclusão de Curso I Trabalho individual sobre um tema relevante à Engenharia Química, orientado por docente do curso, apresentando desenvolvimento teórico ou teórico-prático, realizado a partir de pesquisa bibliográfica e/ou experimental. Elaboração. 10º Período Engenharia Bioquímica Fundamentos da cinética enzimática e microbiana. Aspectos Tecnológicos dos reatores bioquímicos. Produtividade e otimização dos reatores bioquímicos em operações contínuas e descontínuas. Projeto de reatores bioquímicos. Estágio Supervisionado Estágio em indústrias químicas, petroquímicas, têxtil, de alimentos e de áreas afins. Fontes Energéticas Alternativas Fontes renováveis e não renováveis de energia. Disponibilidade de energia no mundo e no Brasil. Matriz energética brasileira. Sistemas hidrelétricos e termelétricos. Combustíveis fósseis e biocombustíveis. Eficiência e avaliação da troca de calor em caldeiras e fornos. Fontes alternativas de energia: solar e eólica. Energia Nuclear. Sistemas utilizando fontes alternativas de energia para geração de energia elétrica e térmica. Marketing e Empreendedoris mo Análise do Marketing nas empresas como um dos fatores preponderantes de sucesso. A influência do Marketing no planejamento estratégico das empresas. Aplicação dos instrumentos de Marketing para desenvolvimento de produtos. Desenvolvimento da capacidade empreendedora, com ênfase no estudo do perfil do empreendedor, nas técnicas de identificação e aproveitamento de oportunidades, na aquisição e gerenciamento dos recursos necessários ao negócio. Uso de metodologias que priorizam técnicas de criatividade e da aprendizagem pró-ativa. Optativa V: Petroquímica A indústria petroquímica brasileira. Classificação das refinarias e das unidades de maior relevância. Diagramas processuais e equipamentos relevantes. Produtos de petróleo e gás natural. Produtos petroquímicos básicos. Produtos intermediários e produtos finais. Processos de produção e matérias-primas. Optativa VI: Processamento de Alimentos de Origem Animal Produtos lácteos e seu beneficiamento. instalações e equipamentos para processamento de queijos, manteiga, produtos lácteos fermentados, sorvetes, leites concentrados e em pó. Subprodutos da indústria de laticínios. Fundamentos da ciência da carne. Abate. Instalações e equipamentos para processamento de carnes. Cálculos de rendimentos de processos. Qualidade de matérias primas, produtos semi-processados e acabados. Segurança do Trabalho Acidentes de trabalho. Riscos profissionais. Mapa de riscos. Acidentes de trânsito. Comissão interna de prevenção de acidentes (CIPA-NR.5). Serviços especializados em engenharia de segurança e em medicina do trabalho (SESMET-NR.4). Equipamentos de proteção individual e coletiva (NR.6). Insalubridade (NR.15). Periculosidade (NR.16). Programa de prevenção de riscos ambientais (PPRA-NR.9). Prevenção de incêndios. Segurança em eletricidade (NR. 10). Primeiros socorros. PCMSO (NR.7). Radiações não ionizantes e ionizantes. Trabalho de Conclusão de Curso II Trabalho individual sobre um tema relevante à Engenharia Química, orientado por docente do curso, apresentando desenvolvimento teórico ou teórico-prático, realizado a partir de pesquisa bibliográfica e/ou experimental. Finalização e apresentação. Quadro 3 – Pré-Requisitos da estrutura curricular Disciplina Período Pré-requisitos Algoritmos e Estruturas de Dados 1º - Geometria Analítica 1º - Introdução à Engenharia Química 1º - Introdução ao Pensamento Científico 1º - Leitura e Produção de Textos 1º - Química Geral 1º - Álgebra Linear 2º - Cálculo I 2º - Desenho Técnico Computacional 2º - Estatística e Probabilidades 2º - Química Orgânica I 2º - Cálculo II 3º Cálculo I Física I 3º Geometria Analítica Ciência dos Materiais 3º - Química Analítica 3º Química Geral Química Orgânica II 3º Química Orgânica I Cálculo III 4º Cálculo II Cálculo Numérico 4º - Física II 4º - Físico-Química I 4º - Química Inorgânica 4º Química Geral Cálculo IV 5º Cálculo III todas as informações que gostaria. Quando limitações de tempo impedem a obtenção de todas as informações desejadas, ele deve fazer algumas estimativas, analisar os seus efeitos na sua decisão e estar preparado para defender lógica e claramente os seus métodos e resultados. Comunicações pessoais, escritas ou orais são ferramentas básicas de Engenheiro Químico. • Capacidade de atuar em equipes multidisciplinares. • Autodesenvolvimento: vontade de manter-se atualizado com os novos desenvolvimentos tecnológicos de processos e com as novas ferramentas de simulação e computacionais. Devem pesquisar novas e úteis técnicas em literatura, encontros profissionais, congressos, etc. 4.REGULAMENTAÇÃO PROFISSIONAL 4.1 ATRIBUIÇÕES E CONSELHOS DE CLASSE. A profissão de Engenheiro Químico é reconhecida e regulamentada por dois Conselhos: a- CONFEA : Conselho Federal de Engenharia e Arquitetura b- CFQ : Conselho Federal de Química. 4.1.1. CREA-MG : CONSELHO REGIONAL DE ENGENHARIA E ARQUITETURA. O Confea é representado em todos os estados da União através dos conselhos regionais, sendo que em Minas Gerais temos o CREA-MG : Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura. RESOLUÇÃO No. 218, DE 29 de Junho de 1973. Esta Resolução discrimina atividades das diferentes modalidades profissionais da Engenharia, Arquitetura e Agronomia. O Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia, usando das atribuições que lhe conferem as letras “d” e “f”, parágrafo único do artigo 27 da Lei no. 5194 de 24 de dezembro de 1966(citado abaixo); Considerando que o Art. 7o. da Lei no. 5194/66 refere-se às atividades profissionais do engenheiro, do arquiteto e do engenheiro agrônomo, em termos genéricos; Considerando a necessidade de discriminar atividades das diferentes modalidades profissionais da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, para fins da fiscalização de seu exercício profissional, e atendendo aos disposto na alínea “b” do artigo 6o. e parágrafo único do artigo 84 da Lei no. 5194 de 24 dez 1966; RESOLVE Art. 1o. Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam designadas as seguintes atividades: Atividade 01: Supervisão, coordenação e orientação técnica. Atividade 02: Estudo, planejamento, projeto e especificação; Atividade 03: Estudo de viabilidade técnico-econômica; Atividade 04: Assistência, assessoria e consultoria; Atividade 05: Direção de obra e serviço técnico; Atividade 06: Vistoria, perícia, avaliação, arbitramento, laudo e parecer técnico; Atividade 07: Desempenho de cargo e função técnica; Atividade 08: Ensino, pesquisa, análise, experimentação, ensaio e divulgação técnica, extensão; Atividade 09: Elaboração de orçamento; Atividade 10: Padronização, mensuração e controle de qualidade; Atividade 11: Execução de obra e serviço técnico; Atividade 12: Fiscalização de obra e serviço técnico; Atividade 13: Produção técnica e especializada; Atividade 14: Condução de trabalho técnico; Atividade 15: Condução de equipe de instalação, montagem, operação, reparo ou manutenção; Atividade 16: Execução de instalação, montagem e reparo; Atividade 17: Operação e manutenção de equipamentos e instalação; Atividade 18: Execução de desenho técnico. Art. 17o. Compete ao ENGENHEIRO QUÍMICO ou ao ENGENHEIRO INDUSTRIAL MODALIDADE QUÍMICA: O desempenho das atividades 01 a 18 do artigo 1o. desta Resolução, referentes à indústria química e petroquímica e de alimentos: produtos químicos; tratamento de água e instalações de tratamento de água industrial e de rejeitos industriais; seus serviços afins e correlatos. RESOLUÇÃO No. 1002 DE 26/11/02 DO CONFEA. Esta Resolução define do Código de Ética Profissional da Engenharia, da Arquitetura, Da Agronomia, da Geologia, da Geografia e da Meteorologia. Nesta resolução que contém catorze artigos, o CONFEA enuncia os fundamentos éticos e as condutas necessárias à boa e honesta prática da profissão de Engenheiro; com ênfase nos princípios éticos, nos deveres do Engenheiro, nas condutas vedadas, nos direitos e na infração ética. Para maiores detalhes sugerimos consultar o site www.creamg.org.br .4.1.2 CFQ – CONSELHO FEDERAL DE QUÍMICA. A profissão de químico foi reconhecida pelo Decreto no. 24693 de 12/07/1934, enquanto que a regulamentação do exercício da profissão ocorreu com a edição do Decreto-Lei no. 5452 de 01/05/1943 ( CLT).O CFQ é representado em Minas Gerais pelo CRQ 4a. Região. LEI No. 2800 DE 18 DE JUNHO DE 1956 Esta lei criou os Conselho Federal e Regional de Química dispõe sobre a profissão do químico e dá outras providências. Art. 22o. Os Engenheiros Químicos registrados no Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura, nos termos do Decreto-Lei no. 8620 de 10 de janeiro de 1946, deverão ser registrados no Conselho Regional de Química, quando suas funções, como químico assim o exigem. Art. 23o. Independentemente de seu registro no Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura os engenheiros industriais modalidade química deverão registrar-se no Conselho Regional de Química, para o exercício de suas atividades como químico. RESOLUÇÃO NORMATIVA No. 122 DE 09/11/1990 Esta resolução dispõe sobre a identificação das atividades empresas cuja atividade básica está na área da Química, as quais necessariamente deverão possuir o registro no CRQ. RESOLUÇÃO NORMATIVA No. 36 DE 25/04/1974 Esta resolução define as atribuições dos profissionais da Química, inclusive o Engenheiro Químico, segundo do CFQ. RESOLUÇÃO NORMATIVA Nº 36 - DE 25/04/74 Dá atribuições aos profissionais da química e estabelece critérios para concessão das mesmas, em substituição à Resolução Normativa nº 26 • Considerando a necessidade de serem corrigidas algumas distorções existentes na regulamentação da atividade dos profissionais da química; • Considerando a necessidade de simplificar as Resoluções Normativas para a sua mais fácil interpretação e aplicação; • Considerando a necessidade de se ajustar a regulamentação do exercício profissional aos currículos variados dos profissionais da química, resultantes da liberdade de programação conferidas às Instituições Educacionais pela reforma do ensino universitário; • Considerando a necessidade de adaptar esta regulamentação à filosofia que preside a atual legislação educacional no sentido de aproveitar o preparo técnico-científico dos diplomados em cursos profissionalizantes, sem entretanto criar novas distorções; • Considerando que as atividades a serem desenvolvidas pelos profissionais habilitados devem resultar de sua preparação adequada em cursos caracterizados pela natureza e a extensão de seus currículos; • Considerando por fim o encargo que lhe é especificamente atribuído pelo Art. 24 da Lei nº 2.800 de 18/06/56; E usando das atribuições que lhe confere o art. 8º, alínea "f" da aludida Lei nº 2.800/56. O Conselho Federal de Química resolve: currículo, para os efeitos do exercício profissional e a possibilidade de sua concessão de acordo com a legislação vigente. 4.1.3 CÓDIGO DE ÉTICA E RESPONSABILIDADE TÉCNICA O Código de Ética e a Responsabilidade Técnica para os profissionais da Química conforme resolução do CFQ é a seguir apresentado: CÓDIGO DE ÉTICA E RESPONSABILIDADE TÉCNICA Como é comum a todas as profissões regulamentadas, o profissional da química também têm seu Código de Ética. O Código está contido na Resolução Ordinária 927/70, do Conselho Federal de Química. Suas conceituações gerais e diretrizes são as seguintes: CONCEITUAÇÃO GERAL É fundamental que o serviço profissional seja prestado de modo fiel e honesto, tanto para os interessados como para a coletividade, e que venha contribuir, sempre que possível, para o desenvolvimento dos trabalhos da Química, nos seus aspectos de pesquisa, controle e engenharia. A Química é ciência que tende a favorecer o progresso da humanidade, desvendando as leis naturais que regem a transformação da matéria; a tecnologia química, que dela decorre, é a soma de conhecimentos que permite a promoção e o domínio dos fenômenos que obedecem a essas leis, para sistemático usufruto e benefício do Homem. Esta tecnologia é missão e obra do profissional da química, aqui, agente da coletividade que lhe confiou a execução das relevantes atividades que caracterizam e constituem sua profissão. Cabe-lhe o dever de exercer a profissão com exata compreensão de sua responsabilidade, defendendo os interesses que lhe são confiados, atento aos direitos da coletividade e zelando, pela distinção e prestígio do grupo profissional. É essencial que zele pelo seu aperfeiçoamento profissional, com espírito crítico em relação aos seus próprios conhecimentos e mente aberta para as realidades da prática tecnológica, que só o íntimo contato com as operações industriais proporciona. Deve aprofundar seus conhecimentos científicos na especialidade, admitindo, estudando e buscando desenvolver novas técnicas, sempre preparado para reformular conceitos estabelecidos, já que química é transformação. Seu modo de proceder deve visar o desenvolvimento do Brasil, como nação soberana e, frente aos colegas e contratantes de seus serviços, considerá-los como semelhantes a si próprios. Esse trabalho que proporciona ao profissional da química certos privilégios, exige, com maior razão para o exercício do seu mister, uma conduta moral e ética que satisfaça ao mais alto padrão de dignidade, e equilíbrio e consciência como indivíduo e como integrante do grupo profissional. DIRETRIZES I - O profissional da química deve • instruir-se permanentemente; • impulsionar a difusão da tecnologia; • apoiar as associações científicas e de classe; • proceder com dignidade e distinção; • ajudar a coletividade na compreensão justa dos assuntos técnicos de interesse público; • manter elevado o prestígio de sua profissão; • manter o sigilo profissional; • examinar criteriosamente sua possibilidade de desempenho satisfatório de cargo ou função que pleiteie ou aceite; • manter contato direto com a unidade fabril sob sua responsabilidade; • estimular os jovens profissionais. II - O profissional da química não deve • aceitar interferência na atividade de colega, sem antes preveni-lo; • usar sua posição para coagir a opinião de colega ou de subordinado; • cometer, nem contribuir para que se cometa injustiça contra colega ou subordinado; • aceitar acumulação de atividades remuneradas que, em virtude do mercado de trabalho profissional, venha em prejuízo de oportunidades dos jovens colegas ou dos colegas em desemprego; • efetuar o acobertamento profissional ou aceitar qualquer forma que o permita; • praticar concorrência desleal aos colegas; • empregar qualificação indevida para si ou para outrem; • ser conivente, de qualquer forma, com o exercício ilegal da profissão; usufruir concepção ou estudo alheios sem fazer referência ao autor; • usufruir planos ou projetos de outrem, sem autorização; • procurar atingir qualquer posição agindo deslealmente; • divulgar informações sobre trabalhos ou estudos do contratante do seu serviço a menos que autorizado por ele. III - O Profissional em exercício 1 - Quanto à responsabilidade técnica A responsabilidade técnica implica no efetivo exercício da atividade profissional; 2- Quanto à atuação profissional • Deve ser efetivo o exercício da atividade profissional, de acordo com o contrato de trabalho. • - É vedada atividade profissional em empresa sujeita à fiscalização por parte do órgão Técnico oficial, junto ao qual o profissional esteja em efetivo exercício remunerado. • Não deve prevalecer-se de sua condição de representante de firma fornecedora ou consumidora, para obter serviço profissional. • Não deve prevalecer-se de sua posição junto ao contratante de seus serviços para forçá-lo a adquirir produtos de empresa com que possua ligação comercial. • Deve exigir de seu contratante o cumprimento de suas recomendações técnicas, mormente quando estas, envolverem problemas de segurança, saúde ou defesa da economia popular. 3- Quanto à remuneração • Não pode aceitar remuneração inferior àquela definida em lei ou em termos que dela decorram. • Não deve aceitar remuneração inferior à estipulada pelos órgãos de classe. 4 - Na qualidade de colega • Não deve ofertar prestação de serviço idêntico por remuneração inferior a que está sendo paga ao colega na empresa, e da qual tenha prévio conhecimento. • Não deve recusar contato com jovem profissional ou colega que está em busca de encaminhamento para emprego ou orientação técnica. • Deve colaborar espontaneamente com a ação fiscalizadora dos Conselhos de Química. 5 - Na qualidade de prestador de serviço profissional • Não deve divulgar ou utilizar com outro cliente concomitantemente, detalhes originais de seu contratante, sem autorização do mesmo. • Na vigência do contrato de trabalho não deve divulgar dados caracterizados como confidenciais pelo contratante de seu serviço ou de pesquisa que o mesmo realiza a menos que autorizado. • Deve informar ao seu contratante qualquer ligação ou interesse comercial que possua e que possa influir no serviço que presta. • Não deve aceitar, de terceiros, comissão, desconto ou outras vantagens, diretas ou indiretas, relacionadas com a atividade que está prestando ao seu contratante. 6- Como membro da coletividade O profissional, como cidadão ou técnico, não deve: • apresentar, como seu, currículo ou título que não seja verdadeiro; • recusar-se a opinar em matéria de sua especialidade, quando se tratar de assunto de interesse da coletividade; • criticar, em forma injuriosa, qualquer outro profissional. IV - Sanções Aplicáveis Contra as faltas cometidas no exercício profissional, poderão ser aplicadas, pelos Conselhos Regionais de Química, da Jurisdição, advertências em seus vários graus e, nos casos de improbidade, suspensões do exercícios profissionais, variáveis entre um mês e um ano, assegurando-se sempre pleno direito de defesa. Engenharia Civil e Arquitetura: hidráulica, hidrologia e conforto térmico e edificações; Engenharia Sanitária e Ambiental: estudo da difusão de poluentes e tratamento de resíduos; Engenharia Elétrica e Eletrônica: cálculos da dissipação térmica e de potência. Engenharia Química: todas as Operações Unitárias; Engenharia Mecânica: usinagem, tratamentos térmicos, máquinas hidráulicas, máquinas térmicas (motores e refrigeração) e aeronáutica (aerodinâmica); Engenharia de Produção: otimização de processos, transporte de fluidos e de material, troca de calor e estudos de ciclo de vida. 1.. OPERAÇÃO CONTÍNUA E OPERAÇÃO DESCONTÍNUA. Na grande maioria das operações de processamento é vantajoso econômica e tecnicamente manter os equipamentos ( reatores químicos, bombas, compressores, centrífugas, etc.) em funcionamento contínuo e permanente com paradas apenas para manutenção; principalmente nos processos industriais de grande escala tais como Refinarias de Petróleo, Petroquímicas, Fabricação de Fertilizantes, etc.). Nesses processos além da maior produtividade dos equipamentos que operam continuamente na sua condição mais eficiente, os procedimentos de partida e parada são demorados e custosos gerando normalmente produtos fora de especificação nessas etapas. Nos processos de operação contínua as condições em um dado ponto do processo deverão ser constantes com o tempo e para que isto ocorra é necessário a não ocorrência de perturbações no processo e para contorná-las é necessário a instalação de adequados sistemas de controle de processos os quais, apesar das perturbações, conduzirão o processo a estabilidade das condições operacionais, mantendo a qualidade dos produtos, pela ação efetiva de controladores de vazão, controladores de temperatura, controladores de pressão, controladores de nível, etc. Em operações de pequenas quantidades de produtos, em fábricas que produzem linhas diversificadas de produtos, em processos cuja velocidade de reação química é muito baixa, em processos acentuadamente corrosivos, dentre outros; a manutenção de operações contínuas são técnicas e economicamente inviáveis. Nestes casos os equipamentos são carregados com toda a matéria prima necessária e o processamento é efetuado durante um certo intervalo de tempo, após o qual os equipamentos são parados e os produtos removidos ( ex.; fabricação de tintas, fabricação de polímeros de engenharia, etc.). Estas operações são chamadas de descontinuadas ou em bateladas. A análise e controle das operações transientes são mais complicados do que os das operações em regime contínuo e portanto necessitam de acompanhamento dinâmico do processo. Uma operação contínua onde as condições operacionais não variam com o tempo, é também dita estar em REGIME PERMANENTE ou em ESTADO ESTACIONÁRIO ( Steady State). Por sua vez a operação descontinuada é dita em REGIME TRANSIENTE ou NÃO PERMANENTE ou ESTADO NÃO ESTACIONÁRIO. VAZÃO Vazão é a razão entre a quantidade de material que compõe uma corrente de fluido ( líquido ou gás) e o tempo. Essa quantidade pode ser em volume, em massa ou em quantidade de matéria ( mol). Nos processos contínuos, para a realização dos balanços materiais que consistem na contabilidade dos materiais processados, as vazões dos fluídos em escoamento, seja de carga ( matéria-prima) para o processo ou dos produtos, são medidas continuamente. Ex. m³/s, kg/s, mol/s. TAXA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA Nos processos contínuos e também nos processos descontínuos encontramos fenômenos de transferência de calor de um corpo quente para um corpo frio, sendo essa transferência designada pela taxa de transferência de calor ou transporte de calor por unidade de tempo Ex.; J/s, kcal/h. De uma maneira geral qualquer tipo de energia que é transportada ou transferida em um dado intervalo de tempo é expressa pela sua taxa de transferência de energia. ESCOAMENTO PARALELO E CONTRA-CORRENTE Em várias operações de transferência de massa de uma fase para outra ou de transferência de energia de um corpo para outro é necessário colocar em contacto direto ou não duas correntes de fluído. Transferência ou transporte de massa - contacto direto Transferência ou transporte de energia - contacto indireto A transferência pode ocorrer com as duas correntes escoando no mesmo sentido ou em sentidos opostos. Corrente A Corr.B Corrente B Corrente A O escoamento em contra-corrente é o mais utilizado em Engenharia Química, pois se consegue com ele maior eficácia na transferência de massa ou de energia quando comparado com o escoamento em paralelo. 6.2 INTRODUÇÃO ÀS OPERAÇÕES UNITÁRIAS Qualquer que seja a indústria química em estudo existirá etapas semelhantes entre elas, que podem ser estudadas à luz dos princípios físicos e químicos envolvidos, independente do tipo de produto.Com raras exceções, a parte principal de qualquer unidade de produção é o reator químico onde ocorre a transformação de reagentes em produtos. As reações químicas podem ser classificadas em classes específicas que apresentam características próprias, exemplo: Hidrogenação, Nitração, Sulfonação, Oxidação, Hidratação, Halogenação, etc. Em todas as etapas utilizadas, antes e após o reator, ocorrem apenas mudanças físicas no material através das chamadas OPERAÇÕES UNITÁRIAS as quais são divididas em cinco grandes grupos. Grupo I: MECÂNICA DOS FLUÍDOS: Este assunto que é estudado dentro da disciplina Fenômenos de Transporte I no curso de Engenharia Química do UNIBH, e fornece os conceitos necessários para o projeto e dimensionamento de tubulações, acessórios, bombas, compressores para movimentar os fluídos, tendo em vista que em toda planta industrial é necessário transportar reagentes e produtos para diferentes pontos da fábrica e que os materiais são normalmente fluidos ( líquidos e gases). Grupo II: TRANSMISSÃO DE CALOR: A maioria das reações químicas não ocorrem a temperatura ambiente, e que portanto reagentes e produtos devem ser aquecidos ou resfriados. Adicionalmente algumas reações são exotérmicas ( liberam calor durante a reação) e portanto o calor necessita ser continuamente removido; outras são endotérmicas, isto é necessitam do fornecimento de calor enquanto ocorrem e portanto o calor necessita ser continuamente fornecido. Assim sendo o engenheiro químico deverá ser capaz de calcular as taxas de transferência de calor envolvidas e dimensionar os equipamentos necessários ( trocadores de calor). Estes conceitos são estudados dentro da disciplina Fenômenos de Transporte II no curso de Engenharia Química do UNIBH.. GRUPO III: OPERAÇÕES DE AGITAÇÃO E MISTURA: São operações que envolvem a homogeneização de misturas formadas por fases miscíveis ou fases imiscíveis constituídas por diferentes componentes, de forma a obter-se uma composição constante da mistura. Essas operações são estudadas na disciplina Operações Unitárias da Industria Química I dentro do currículo do UNIBH GRUPO IV: OPERAÇÕES DE MANUSEIO E TRANSPORTE DE SÓLIDOS: As operações que cuidam do manuseio, separação, classificação, redução de tamanhos de sólidos, tais como moagem, peneiramento, fluidização, etc; são estudadas em Operações Unitárias da Indústria Química I dentro do currículo do UNIBH. GRUPO V: OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO: Estas compõem o maior grupo de operações unitárias, incluindo processos físicos em que: • Deseja-se a separação de duas fases ( S-L, L-L ) tais como filtração, decantação e centrifugação estudadas em Operações Unitárias da Industria Química I. • Processos em que ocorrem as transferências de massa de uma fase para outra pela maior afinidade com uma fase do que com outra (V-V), tais como a absorção de um gás componente de uma mistura gasosa por um líquido, a extração de um líquido por outro líquido ( L-L), a adsorção de uma mistura gasosa ou líquida por um sólido ( S – L, S – G), e a secagem de sólidos. Todas elas estudadas dentro da disciplina Operações Unitárias da Industria Química II. • Processos que envolvem a transferência de massa de uma fase para outra ( L-V) por influência da troca de calor tais como: evaporação e a destilação; são estudadas dentro da disciplina Operações Unitárias da Industria Química II . Toda indústria química envolve um conjunto de processos: Processo químico, Processo de estocagem de materiais, processo de compras, processo de pagamentos, etc. As operações unitárias serão importantes para execução dos processos químicos, físico-químicos, petroquímicos, etc.Um processo químico é um conjunto de ações executadas em etapas, que envolvem modificações da composição química, que geralmente são acompanhadas de certas modificações físicas ou de outra natureza, no material ou materiais Figura 1 - Moinho de bolas e um Britador de Martelos Operações com sistemas sólido-fluido Muitas vezes o material sólido constitui uma parcela importante do material que está sendo processado. Por exemplo, na secagem de um líquido que resulta como produto pó + ar. Para separar o sólido do ar, é feito uma operação em um ciclone ou um filtro manga. Figura 2 - ciclone ou um filtro manga Outro exemplo é a separação de palha de produtos agrícolas, como o milho, arroz, soja e café. A palha pode ser removida pela elutriação (arraste) da palha por uma corrente gasosa ascendente. Se tivermos uma fase líquida, o sólido pode decantar por gravidade, pode flotar fazendo-se passar bolhas de ar através da mistura onde as partículas ligam-se ao ar e deslocam-se para a superfície, sendo removidas ou ainda pela floculação, i.e., adiciona-se ao líquido uma substância química, que faz com que as impurezas se aglutinem formando flocos facilmente removíveis. Figura 3 –Decantadores A centrifugação é um processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação da amostra é usada para sedimentar sólidos em líquidos, ou líquidos imiscíveis de diferentes densidades, separando-os. É usada em diferentes aplicações laboratoriais, industriais e até domésticas. Figura 4 - Centrifugas Ainda englobando as operações mecânicas vale à pena descrever a operação de separação sólido-sólido conhecida como peneiramento. O peneiramento é um método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido, onde o tamanho da partícula é o responsável pela separação, ou seja, utiliza-se uma peneira que permite que alguns sólidos pequenos passem, e uma pequena quantidade de partículas grandes ficam retidas na peneira, que separa através do seu tamanho, ou melhor do tamanho da malha da peneira. É usada para separar sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes. Figura 5 - Peneiras OPERAÇÕES COM TRANSFERÊNCIA DE CALOR E DE MASSA As operações envolvendo a transferência de calor, a transferência de massa ou a transferência de calor e massa simultaneamente são descritas pelos fundamentos de Fenômenos de Transporte como citado acima na apostila. .1 – Aquecimento e resfriamento de fluidos. Os equipamentos industriais utilizados para troca térmica tanto no aquecimento quanto no resfriamento são normalmente chamados de trocadores de calor. Esta é uma operação com denominação muito genérica, assim vamos definir um trocador de calor como um dispositivo que efetua a transferência de calor de um fluido para outro. A transferência de calor pode se efetuar de quatro maneiras principais: • pela mistura dos fluidos; • pelo contato entre os fluidos; • com armazenagem intermediária; e • através de um parede que separa os fluidos quente e frio. Os trocadores de calor podem ser classificados de acordo com: • A disposição das correntes dos fluidos: correntes paralelas, contracorrente, correntes cruzadas e multipasse. • Tipo de construção: segundo a construção os trocadores podem ser de tubos coaxiais, casco e tubos e compactos. Aplicações de Trocadores de Calor • Torres de Refrigeração • Condensadores • Evaporadores Secagem A desidratação ou secagem de um sólido ou líquido, é a operação de remoção de água, ou de qualquer outro líquido na forma de vapor, para uma fase gasosa insaturada através de um mecanismo de vaporização térmica, numa temperatura inferior à de ebulição. Esta desidratação é realizada através de calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e corrente de ar cuidadosamente controladas. O ar é o mais usado meio de secagem. O mesmo conduz calor, provocando evaporação da água, sendo também o veículo no transporte do vapor úmido literalmente do alimento. Fenomenologicamente ocorre então a transferência simultânea de calor e massa. Por ser uma das operações unitárias mais antigas de que se tem conhecimento existe uma infinidade de equipamentos (leitos fixos, fluidizados, de jorro, secadores convectivos, de estufas, fornos, liofilizadores, spray dryer, microondas, etc.) e de técnicas de secagem (secagem solar, convectiva, por microondas, por radiação, etc). A técnica mais conveniente de secagem deve ser escolhida em função das características físicas, químicas e biológicas do produto e da matéria prima, econômicas, volume de produção, tipo de pós-processamento, etc. Figura 8 – Spray Dryer Figura 9 – Leito Fluidizado Operações envolvendo a transferência de massa Quando se colocam em contato duas fases de composições diferentes, pode ocorrer a transferência de componentes de uma fase a outra e vice-versa. Este transferência entre as fases ocorre até que o estado de equilíbrio seja atingido. Dentre as principais operações de transferência de massa destacam-se: Destilação É o processo de separação mais amplamente utilizado nas indústrias químicas. A separação dos constituintes está baseada nas diferenças de volatilidades entre diferentes constituintes químicos. Na destilação ocorre o contato de uma fase vapor com a fase líquida, e há a transferência de massa da fase líquida para o vapor e deste para aquele. O líquido e o vapor contêm, em geral, os mesmos componentes, mas em quantidades relativas diferentes. O efeito final é a concentração maior do constituinte mais volátil no vapor e o menos, no líquido. Em muitas situações é conveniente realizar a destilação em equipamentos multiestágios., mostrado na figura 11 abaixo. Extração líquido-líquido, A extração líquido-líquido é um processo de separação que se utiliza da propriedade de miscibilidade de líquidos. Por exemplo, em uma situação onde temos dois líquidos, A e B, miscíveis entre si, e queremos separar A de B, podemos usar um terceiro líquido, C, que seja mais miscível com A do que com B (veja figura 10 ). A separação entre o extrato, A e C, e o refinado, A e B, é feita com uma ampola de decantação ou um funil separador. A recuperação de A a partir do extrato é geralmente feita por destilação Figura 10 – Extração Líquido – Líquido