Apostila 01_2012

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA CIDADE - UniverCidade 
Escola de Engenharia 
 
 
 
Introdução à Engenharia 
 
 
 
EMENTA 
 
 
Capítulo 1 - A ENGENHARIA 
 
Capítulo 2 - O PROFISSIONAL DA ENGENHARIA 
 
Capítulo 3 - METODOLOGIA CIENTÍFICA 
 
Capítulo 4 - CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
 
Capítulo 5 - ESTUDO DE CASOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVO 
 
 Apresentar ao aluno do curso de Engenharia uma visão atual e 
perspectivas de sua futura profissão, bem como integrá-lo a esse novo 
ambiente de constante aprimoramento técnico com embasamento em 
padrões de ética peneres. 
 
 
 
 
Prof. M. Sc. Fernando Antônio Tupinambá Barbosa 
 
 
Introdução à Engenharia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UniverCidade 
Fevereiro/2010 
Introdução à Engenharia 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 A ENGENHARIA 
 
 
1.1 Introdução 
 
 Engenharia (do latim ingeniu = "faculdade inventiva, talento") é a arte, 
a ciência e a técnica de bem conjugar os conhecimentos especializados 
(científicos) de uma dada área do saber com a sua viabilidade técnico-
econômica, para produzir novas utilidades e/ou transformar a natureza, em 
conformidade com idéias bem planejadas e em observância aos imperativos de 
preservaçã ambiental e de conservação ambiental, na escala que se fizer 
necessária. 
 Basicamente a Engenharia é observada em dois momentos distintos: a 
Engenharia Antiga e a Engenharia Moderna 
 
 
1.2 Engenharia Antiga 
 
1.2.1 Período Paleolítico 
 
 Nos tempos primitivos não havia documentos escritos sobre a vida 
nem sobre o homem. Esse período é chamado de Pré-história e o que se 
conhece a seu respeito baseia-se nos objetos que restam dessa época. A Pré-
história divide-se em Idade da Pedra, do Bronze e do Ferro. A Idade da Pedra 
foi dividida em dois períodos: Paleolítico ou Idade da Pedra Lascada e Neolítico 
ou Idade da Pedra Polida. 
 
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 Conhecido como o mais extenso período da história humana, o 
Período Paleolítico abrange uma datação bastante variada que vai de 2,7 
milhões de anos até 10.000 a.C.. Desprovido de técnicas muito sofisticadas, os 
grupos humanos dessa época desenvolviam hábitos e técnicas que facilitavam 
sua sobrevivência em meio às hostilidades impostas pela natureza. 
 Nesse período, as baixas temperaturas da Terra obrigavam o homem 
do Paleolítico a viver sob a proteção das cavernas. Uma das mais importantes 
descobertas dessa época foi o fogo. Com esse poderoso instrumento, os 
homens pré-históricos alcançaram melhores condições de sobrevivência 
mediante as severas condições climáticas. Além disso, o domínio do fogo 
modificou os hábitos alimentares humanos, com a introdução da caça e 
vegetais cozidos. 
 Sem contar com técnicas de produção agrícola, o homem vivia 
deslocando-se por diversos territórios. Praticantes do nomadismo, os grupos 
paleolíticos utilizavam dos recursos naturais à sua volta. Depois de consumi-
los, migravam para regiões que apresentavam maior disponibilidade de frutas, 
caça e pesca. Para fabricar suas armas e utensílios, os homens faziam uso de 
osso, madeira, marfim e pedra. Devido a essas características da cultura 
material do período, também costumamos chamar o Paleolítico de Período da 
Pedra Lascada. 
 Por volta de 40 mil anos, os povos do Paleolítico começaram a viver 
em grupos mais populosos. Ao mesmo tempo, começaram a criar novas 
moradias feitas a partir de gravetos e peles de animal. Uma das grandes fontes 
de compreensão desse período é encontrada nas paredes das cavernas, onde 
se situam as chamadas pinturas rupestres. Nelas temos informações sobre o 
homem pré-histórico referente à suas ações cotidianas. 
 No fim do Paleolítico, uma série de glaciações transformou as 
condições climáticas do mundo. As temperaturas tornaram-se mais amenas e, 
 
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a partir de então, foi possível o processo de fixação dos grupos humanos. Com 
isso, uma série de mudanças marcou a passagem do período Paleolítico para o 
Neolítico. 
 
 
 
1.2.2 Período Neolítico 
 
 Uma das mais importantes conquistas na formação das primeiras 
civilizações humanas estabelece-se em um novo período da Pré-História. 
Durante o Neolítico ou Idade da Pedra Polida ocorreram grandes 
transformações no clima e na vegetação. O continente europeu passou a 
contar com temperaturas mais amenas e observamos a formação do Deserto 
do Saara, na África. 
 A prática da caça e da coleta se tornaram opções cada vez mais 
difíceis. A agricultura e o consequente processo de sedentarização do homem 
se estabeleceram gradualmente. Além disso, a domesticação animal se tornou 
uma prática usual entre os grupos humanos que se formavam nesse período. A 
estabilidade obtida por essas novas técnicas de domínio da natureza e dos 
animais também possibilitou a formação de grandes aglomerados 
populacionais. 
 Novas formas de organização social surgiam e, assim, as primeiras 
instituições políticas do homem podem ter sido formadas nessa mesma época. 
A criação e o abandono de formas coletivas de organização sócio-econômicas 
podem ser vislumbrados no Neolítico. Conforme alguns pesquisadores, as 
primeiras sociedades complexas, criadas em torno da emergência de líderes 
tribais ou a organização de um Estado, são frutos dessas transformações. 
 No fim do período Neolítico também ocorreu a chamada Idade dos 
Metais. Nessa época, o desenvolvimento de armas e utensílios criados a partir 
do cobre, do bronze e, posteriormente, de ferro se tornaram usuais. Com o 
 
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desenvolvimento dos primeiros Estados e o aparecimento da escrita, o período 
Neolítico finalizou o recorte de tempo da Pré-História e abriu portas para o 
estudo das primeiras civilizações da Antigüidade. 
 
 
 
1.2.3 Idade dos Metais 
 
 Considerada a última fase do Neolítico, a Idade dos Metais marca o 
início da dominação dos metais por parte das primeiras sociedades sedentárias 
da Pré-História. No entanto, qual a importância de se ressaltar esse tipo de 
descoberta humana? O que podemos frisar é que a utilização dos metais foi de 
fundamental importância para algumas das sociedades que surgiram durante a 
Antiguidade. 
 Através do domínio de técnicas de fundição, o homem teve condições 
de criar instrumentos mais eficazes para o cultivo agrícola, derrubada de 
florestas e a prática da caça. Além disso, o domínio sobre os metais teve 
influência nas disputas entre as comunidades que competiam pelo controle das 
melhores pastagens e áreas férteis. Dessa maneira, as primeiras guerras e o 
processo de dominação de uma comunidade sobre outra contou com o 
desenvolvimento de armas de metal. 
 O primeiro tipo de metal utilizado foi o cobre. Com o passar dos anos o 
estanho também foi utilizado como outro recurso na fabricação de armas e 
utensílios. Com a junção desses dois metais, por volta de 3000 a.C., tivemos o 
aparecimento do bronze. Só mais tarde é que se tem notícia da descoberta do 
ferro. Manipuladopor comunidades da Ásia Menor, cerca de 1500 a.C., o ferro 
teve um lento processo de propagação. Isso se deu porque as técnicas de 
manipulação da liga de ferro eram de difícil aprendizado. 
 Contando com sua utilização, observamos que a maior resistência dos 
 
 
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produtos e materiais metálicos teve grande importância na consolidação das 
primeiras grandes civilizações do Mundo Antigo. Assim, o uso do metal pôde 
influenciar tanto na expansão, como no desaparecimento de determinadas 
civilizações. 
 
 
 
1.2.4 Surgimento da Engenharia Antiga 
 
1.2.4.1 Na Antiguidade 
 
 Desde cerca de 4000 a.C., se delineiam, tanto no Egito como na 
Mesopotâmia, condições material e intelectualmente propícias ao exercício de 
atividades de engenharia agrícola e arquitetônica. Tais requisitos se 
consolidam entre 3.500 e 2.500 a.C., quando nas duas regiões se observa um 
apreciável progresso das matemáticas. 
 Os egípcios do período anterior à IV dinastia estabeleceram os 
fundamentos da aritmética e da geometria: criaram o sistema decimal, 
calcularam a área do círculo (como a dos retângulos, triângulos e hexágonos), 
o volume da pirâmide, do cilindro e do hemisfério. Os sumérios, por sua vez, 
multiplicavam, dividiam, extraíam as raízes quadrada e cúbica, além de terem 
padronizado um sistema de pesos e medidas. 
 Seria, pois, descabido subestimar, na arquitetura descomunal das 
pirâmides, a prática de cálculos e projetos rigorosos, sem a qual pouca valia 
teriam a farta mão-de-obra (no caso da obra de Quéops, segundo Heródoto, 
cerca de cem mil homens em vinte anos) e os recursos tecnológicos existentes, 
que compreendiam a adoção de imensos planos inclinados e indiscutível 
perícia no uso de cunhas, brocas e alavancas. Consideração análoga deve ser 
feita a propósito dos templos sumérios com suas torres de diversos andares, 
 
 
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erigidos quase sempre com tijolos secos ao sol, ou das tumbas reais e 
residências de Ur, onde se revelaram as invenções mais importantes da 
arquitetura suméria, sinal de seu adiantamento técnico: o arco, a abóbada, a 
cúpula e a coluna. 
 Os egípcios são responsáveis pelos primeiros empreendimentos no 
campo da engenharia agrícola. Com base no perfeito calendário solar de que 
dispunham, desenvolveram excelentes técnicas de irrigação e de 
aproveitamento racional do regime do rio Nilo, cujas águas desviaram com 
diques. No Médio Império, perfuraram a primeira versão do canal de Suez. 
 A partir de 1.800 a.C., os amorritas ou antigos babilônios dominaram a 
cultura mesopotâmica e demonstraram em seus edifícios a mestria de sua 
arquitetura. Nos séculos seguintes, suas realizações não são menos 
impressionantes e envolvem preocupação com o planejamento e o traçado 
prévio também de cidades, como é o caso de Nippur, de esquadrejamento 
geométrico. 
 Em seu combate organizado aos animais patogênicos, os egípcios se 
aproximaram dos rudimentos de uma engenharia sanitária. Nessa área, a 
civilização egéia do período minóico (1.450-1.400 a.C.) atingiu as raias do 
prodígio: o principal palácio de Cnosso dispunha de instalações de água 
encanada e outras comodidades dessa ordem. Ainda nesse período, os 
cretenses se destacam como os primeiros construtores de estradas 
pavimentadas, com até 3,5 m de largura. 
 Algumas das maiores proezas de antecipação da engenharia na 
antiguidade se apresentaram no decorrer do último milênio antes da era cristã, 
efetuadas por diversos povos que, na maior parte, herdaram direta ou 
indiretamente as conquistas da ciência e da tecnologia egípcias, sumérias, 
acadianas. Os caldeus e babilônios do século VI a.C. levaram bem mais longe 
os conhecimentos egípcios em engenharia hidráulica, pois construíram muitos 
canais de irrigação, represas e aquedutos cujas ruínas surpreenderam os 
 
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historiadores modernos. Mais ainda fizeram os assírios que, sob Senaquerib, 
canalizaram para Nínive as águas das montanhas, valendo-se de uma ponte 
de 280 m de comprimento, dois de largura e nove de altura. Guerreiros 
implacáveis criaram também as primeiras obras de engenharia militar de que 
se tem notícia. Suas fortificações, especialmente em Assur, estendiam-se por 
quilômetros ao longo do rio Tigre, garantidas por torres e muros externos e 
internos. Os persas introduziram o uso das vigas de madeira (cedro, no caso) 
em telhados e foram dos primeiros a construírem estradas dignas desse nome, 
durante o período aquemênida, sob Dario I. 
 No século IV a.C., filósofos como Tales de Mileto e Pitágoras deram 
vigoroso impulso às matemáticas e, no século seguinte, a arquitetura atingiu 
seu apogeu na Acrópole de Atenas. Outras obras que atestam o adiantamento 
das atividades de engenharia na Grécia antiga são a construção do porto do 
Pireu, em Atenas, e, no século IV a.C., do estádio de Delfos e dos teatros de 
Epidauro e de Dioniso, este último com lugares para 17.000 espectadores. 
Nessa época, a abóbada e a cúpula são empregadas constantemente. 
 No Império Romano, os trabalhos de engenharia hidráulica, 
arquitetônica e sanitária alcançaram níveis notáveis. A cidade de Roma 
dispunha de esgotos aparentemente projetados para durar milênios, com 
pedras de mais de três toneladas. Ainda mais expressivos, no entanto, são os 
aquedutos, o primeiro dos quais, o Aqua Appia, foi edificado em 312 a.C., com 
mais de 11 km de extensão. Os romanos conheciam o uso dos sifões e do tubo 
de alta pressão, garantindo assim o deslocamento das águas até a cidade. 
Poucas metrópoles modernas chegariam a ter a fartura de água da Roma 
antiga, que contava com amplos reservatórios e uma rede de canos eficiente, 
dotada de válvulas de segurança. 
 O Império Romano também demonstrou habilidade na construção de 
suas estradas, por algumas das quais ainda se pode trafegar. A maior obra 
arquitetônica e de engenharia de Roma foi o Coliseu, inaugurado em 80 a.C. 
 
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Era o maior anfiteatro de Roma, com capacidade para cinquenta mil 
espectadores. 
 Os gregos da fase helenística, de Alexandre o Grande, foram os 
precursores da engenharia de guerra. Produziam engenhos mecânicos 
destinados ao arremesso de projéteis ou ao arrombamento de muralhas. 
Produziam armas como a catapulta, o escorpião ou besta fixa - munida de 
grandes manivelas para puxar a seta na corda retesada do arco - e vários tipos 
de aríete. A engenharia militar dos romanos se voltou para o terreno das 
fortalezas, para conter a ameaça dos bárbaros. Estenderam sua cadeia de 
terraplenos, fossos, fortins e postos avançados ao longo do Reno e do 
Danúbio, dando origem a cidades como Strasbourg, Mainz, Colônia e Viena. 
 
 
1.2.4.2 Na Idade Média 
 
 No final do século V, a civilização romana do Ocidente estava 
desbaratada e os povos que dominaram a Europa ocidental não apresentavam, 
em suas culturas ou em seu modo de produção, características que 
favorecessem o progresso nas práticas de engenharia ou na expressão 
arquitetônica. A alta Idade Média se desenrolou com poucas manifestações 
representativas e se limitou à construção de mosteiros,castelos e fortificações 
que, na maioria, não traziam inovação às técnicas já anteriormente dominadas. 
O panorama não se modificou durante o império de Carlos Magno e patenteou-
se ainda mais no período de consolidação do feudalismo. 
 Somente a partir de meados do século X, quando acabou o bloqueio 
muçulmano do Mediterrâneo e se restabeleceu o comércio do Ocidente, a vida 
urbana ressurgiu, com muitas modificações no sentido econômico. Como 
decorrência, tornou-se necessário incrementar a produção agrícola e promover 
os meios adequados à circulação de riqueza. Em Flandres (século XI), são 
 
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tarefas ao mesmo tempo de engenharia agrícola e sanitária os diques 
construídos em torno das terras de aluvião, que exigiam manutenção e controle 
do desaguamento. 
 Surgem na mesma época, em diversas regiões da Europa, iniciativas 
com o fim de reparar as estradas existentes e abrir novos caminhos, 
passagens e pontes. Peregrinos anônimos criaram, nessa fase, as primeiras 
pontes pênseis, sobre os Alpes, contribuindo para a ligação dos reinos italianos 
com o norte da Europa. Pontes maiores e mais dispendiosas foram edificadas, 
principalmente nas cidades, com o financiamento dos burgueses. São 
exemplos significativos as pontes de Londres, no Tâmisa; de Rouen e de Paris, 
no Sena; de Liège, de Namur, Maastricht etc., no Mosela; de Avignon, no 
Ródano. 
 Na arte gótica, que apareceu na segunda metade do século XII, as 
soluções de engenharia tiveram um progresso admirável, que correspondia às 
transformações processadas na Europa ocidental desde fins do século X. Os 
construtores passaram a calcular a estabilidade menos em função da massa do 
que da forma. Tornaram os arcos mais leves, aliviaram as pressões laterais 
sobre as pilastras, distribuíram o peso dos arcos sobre as colunas internas, que 
se tornaram mais altas e delgadas. A alvenaria alcançou, assim, no gótico, os 
limites extremos de suas possibilidades estruturais. 
 O desenvolvimento do comércio, no fim da Idade Média, não se fez 
acompanhar de uma suficiente melhoria das estradas e dos meios de 
transporte. O comércio, então, buscou saída pelos rios e pelos mares, a 
navegação se expandiu e, como uma de suas consequências, retomaram-se 
as atividades de engenharia portuária e construção de canais. No século XIII, a 
planície flamenga era toda recortada por canais providos de comportas para 
controle da altura das águas. 
 
 
 
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1.2.4.3 Os Árabes 
 
 A civilização sarracena não precisou de muitas pontes e estradas para 
penetrar na Europa na baixa Idade Média e marcar com a poderosa influência 
de sua cultura o destino dos conhecimentos, das artes e das técnicas. Entre os 
séculos VII e XI, afirmou-se como a mais desenvolvida de seu tempo no 
preparo dos que se ocupam das atividades de engenharia. Seus fundamentos 
econômicos, somados a seu saber científico, propiciaram grandes realizações. 
 
 Os árabes se anteciparam de quatro a cinco séculos às características 
iniciais do sistema capitalista de produção. Difusores da numeração 
universalmente adotada com o nome de arábica e pioneiros da álgebra e da 
trigonometria elevaram o conhecimento a um nível bem além do atingido pelos 
gregos do período helenístico. 
 Admiráveis no que interessa à engenharia, nos frutos arquitetônicos 
desse processo, na funcionalidade de suas escolas e hospitais, os árabes 
foram ainda os verdadeiros precursores das engenharias química, biomédica e 
industrial modernas. Basta mencionar o excelente aço de Damasco, a larga 
produção de medicamentos ou os caprichosos objetos de vidro. Considerações 
à parte merecem ainda suas técnicas agronômicas. Os árabes restabeleceram 
e aperfeiçoaram os sistemas de irrigação do Egito e da Mesopotâmia. Na 
Espanha, deram provas de seu amplo domínio da natureza para fins agrícolas, 
ao aterrarem declives de montanhas para o cultivo da videira. 
 
 
1.2.4.4 O Império Bizantino 
 
 Na convergência das culturas greco-romana e oriental, Bizâncio 
ofereceu condições para importantes obras de engenharia, algumas das quais 
 
 
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famosas por sua originalidade arquitetônica. O império bizantino empreendeu 
trabalhos de engenharia militar que estão entre os mais ambiciosos da Idade 
Média e cidades fortificadas com linhas de defesa interligadas por meio de 
fortins intermediários. 
 
 
1.2.4.5 O Renascimento 
 
 A época não se destaca propriamente pelas grandes construções 
materiais, mas pelo extraordinário alargamento dos horizontes culturais e 
científicos. No Renascimento a engenharia ganhou seu caráter sistemático e 
sua base científica. 
 À frente dessa nova perspectiva está o trabalho de Leonardo da Vinci, 
que, em meio a outras atividades, exerceu a de engenheiro civil e militar. Seu 
método de pesquisa deve ser encarado como o marco inicial da engenharia 
científica. Leonardo foi também o pioneiro da análise estrutural, em sua 
tentativa de utilizar noções elementares da estática para a avaliação das forças 
e reações internas de um vigamento. Outro gênio precursor da engenharia 
moderna foi Galileu Galilei, que estudou a resistência dos materiais e a flexão 
das vigas. 
 No século XVII os impulsos de desenvolvimento da matemática e da 
física ampliaram cada vez mais a base dos conhecimentos de que a 
engenharia propriamente dita vai se utilizar. Entre os muitos marcos dessa 
época estão a obra de Bonaventura Cavalieri nos campos da geometria e da 
trigonometria; a criação da geometria analítica por Descartes (1637) e da 
máquina de calcular (1642) por Pascal; a lei de Robert Hooke (1653-1703) 
sobre a elasticidade dos corpos; a descoberta do cálculo das probabilidades 
por Pascal e Pierre de Fermat (1601-1665); do cálculo diferencial, integral e 
infinitesimal, por Newton e Leibniz. 
 
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1.2.4.6 Outros predecessores 
 
 Nos quase seis mil anos que vão da formação dos primeiros impérios 
da antiguidade até o fim do Renascimento europeu, vários outros povos e 
civilizações realizaram importantes obras de engenharia pré-científica. 
Destaca-se a experiência hindu, a partir do século II a.C., e especialmente 
depois do século XI, assim como a chinesa do século III a.C., quando se 
construiu excelente sistema de irrigação e se iniciou a grande muralha, que 
chegou a ter 2.400 km de extensão. Há ainda as realizações dos impérios 
da América pré-colombiana. Os incas, particularmente, de 500 a 1000 de nossa 
era, construíram enormes edificações, estradas, pontes, terraços para fins 
agrícolas, assim como os maias, entre 300 e 900 da era cristã, e os astecas, 
nos séculos XIV e XV. 
 
 
 
1.3 Engenharia Moderna 
 
 Em 1747, a moderna engenharia foi reconhecida pela primeira vez ao 
ser fundada na França a École Nacionale de Ponts et Chaussées. Nessa 
escola foram compilados e difundidos os conhecimentos da época sobre 
técnicas de construção e analisados os avanços decisivos da tecnologia de 
materiais, que na transição dos séculos XVIII e XIX, foram a raiz da revolução 
industrial. Destacam-se contribuições tais como a máquina a vapor do 
engenheiroescocês James Watt, as radicais modificações na produção têxtil 
devidas à mecanização da indústria e as primeiras experiências sobre 
eletricidade. 
 Na mediação promovida pela engenharia entre a super e a infra-
estrutura de uma sociedade, o traço de união objetivo é a matéria-prima 
 
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incorporada no fluxo produtivo. Os materiais da engenharia estão sempre 
ligados aos progressos de sua utilização. Sob esse aspecto, a introdução do 
ferro e do carvão marca o início da revolução industrial. 
 A partir de 1860 aproximadamente, tem início o período conhecido 
como segunda revolução industrial, quando se torna possível a expansão e o 
barateamento da produção de aço. Outro fator determinante dos progressos 
nessa etapa foi o petróleo, ao lado dos metais leves. A engenharia das 
construções dinâmicas (a das máquinas e veículos) passou a atuar tanto 
quanto a das construções estáticas. Surgiram, então, algumas especializações: 
engenharia mecânica, química, de mineração, de pontes e estradas. 
 Durante o século XIX e nas primeiras décadas do XX a engenharia já 
contava com grandes personalidades, como os franceses Ferdinand de 
Lesseps, inspirador e projetista do canal de Suez, e Alexandre-Gustave Eiffel, 
criador da torre parisiense que tem seu nome, e o americano George 
Washington Goethals, construtor do canal do Panamá. 
 No princípio do século XX, a eletricidade, os veículos automotores e o 
rádio proporcionam mudanças ainda maiores no quadro tecnológico e 
econômico, trazendo novas especializações: engenharia eletrotécnica, 
metalúrgica, naval. Como conseqüência da urbanização e do crescimento 
populacional, surgem as engenharias agronômica (para abastecimento das 
cidades) e hidráulica. 
 Outro material que introduziu grandes mudanças foi o cimento portland, 
patenteado em 1824 na Inglaterra, utilizado para fazer a massa de concreto. As 
qualidades do concreto e do ferro foram reunidas no concreto armado, que 
apareceu no fim do século XIX e se consagrou, ao longo do século XX, como 
um dos materiais indispensáveis a todas as obras de engenharia. 
 No final do século XX, os sucessivos e constantes avanços da 
pesquisa científica e a tendência à máxima racionalização das obras de 
 
 
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engenharia determinavam um grau de complexidade das obras impensável 
para os que se ocupavam desse campo de atividade em meados do século. 
Como consequência, cresceu a diferenciação de disciplinas e apareceram 
diversos ramos ou especialidades, como as engenharias mecânica, química, 
elétrica, de telecomunicações, de minas, aeronáutica, de construção naval, de 
estradas, canais e portos etc. Novos campos do conhecimento, além disso, têm 
sido incorporados à engenharia, como a pesquisa nuclear e a genética. 
 
 
1.3.1 O Ensino 
 
 Nos séculos XIX e XX, no ritmo do desenvolvimento industrial, o 
ensino da engenharia se difundiu em rápida progressão, quer incorporado a 
grandes universidades já existentes, quer se exercendo em novas instituições 
autônomas, chamadas institutos (ou escolas) politécnicos. 
 De modo geral, a programação das cadeiras, até meados do século 
XX, organizava-se em duas etapas. Na primeira, todo o corpo discente se 
dedicava às mesmas disciplinas: matemática (cálculo diferencial e integral, 
geometria analítica e descritiva), mecânica, resistência dos materiais e 
desenho técnico. Na segunda, os alunos se repartiam conforme a 
especialização pretendida e o futuro exercício profissional. Encaminhavam-se 
para a engenharia de pontes e estradas, para a engenharia química ou para a 
da construção e manutenção de máquinas. 
 Guardadas as diferenças de país para país e entre graus de 
industrialização, da segunda guerra mundial em diante essa organização do 
ensino da engenharia passou por sucessivas reformulações, enquanto se 
transformava a estrutura econômica, a tecnologia e a ciência. A antiga segunda 
etapa do curso aumentou e subdividiu-se, ao mesmo tempo em que as 
especializações passaram a ser feitas na prática, na forma de estágios em 
 
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unidades de produção ou prestação de serviços, em contato com os 
empresários ou diretores de empresas estatais e com o material específico da 
área escolhida. 
 
 
1.3.2 Na Atualidade 
 
 A partir do início do século XX, o mundo civilizado passou por algumas 
das maiores mudanças qualitativas de sua história. A profusão de descobertas 
e progressos, de guerras e revoluções, acontecimentos e fenômenos alteraram 
radicalmente o panorama tecno-econômico, político-social e científico-cultural 
das maiores nações da Terra e, em consequência, dos países que, de um 
modo ou de outro, se vinculavam àqueles centros hegemônicos. 
 De década para década, seja mobilizada pela expansão imobiliária ou 
pela demanda de escoadouros (estradas, pontes, viadutos, túneis) para a 
crescente produção de automóveis, seja pelos complexos energéticos, 
represas, refinarias, estaleiros e conjuntos habitacionais que se erguem, a 
engenharia mais e mais se modernizou e se desdobrou. O engenheiro passou 
a assumir maiores encargos e maiores riscos. 
 Nesse contexto, engenharia e produção se tornaram cada vez mais 
ligadas. O sinais e rigores dessa intimidade se apresentam desde a mais 
simples operação econômica até os mais altos patamares do controle social e 
do poder político, na tecnocracia e na sociedade de massa. Mediador nas 
estruturas sociais contemporâneas, projetista, construtor, planejador, o 
engenheiro corporifica um dos desafios cruciais da humanidade em sua história 
presente: o de promover o bem-estar das massas, sem o sacrifício da 
consciência e liberdade individual do ser humano. 
 
 
 
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1.4 Engenharia: Uma visão do futuro 
 
 No século passado a engenharia teve grandes realizações. O 
amplo desenvolvimento e distribuição de eletricidade e água potável, 
automóveis e aviões, rádio e televisão, naves e lasers, antibióticos e 
aparelhagens médicas, os computadores e a Internet são apenas alguns dos 
destaques de um século em que revolucionou a engenharia e melhorou 
praticamente todos os aspecto da vida humana. 
 Como a população cresce e suas necessidades e desejos de se 
expandir são vitais, o problema de sustentar o avanço contínuo da civilização e 
ao mesmo tempo melhorar a qualidade de vida são objetivos a alcançar mais 
imediatos. A vulnerabilidade às doenças pandêmicas, da violência, do terroris 
mo e catástrofes naturais, exigem pesquisas sérias para novos métodos de 
proteção e prevenção. 
 A Terra é um planeta de recursos finitos, e sua crescente população os 
consome atualmente a um ritmo que não pode ser sustentado. Amplamente 
relatado, advertências têm enfatizado a necessidade de desenvolver novas 
fontes de energia, ao mesmo tempo como prevenir ou reverter a degradação 
do meio ambiente. 
 A energia solar a muito ofereceu uma fonte estimulante de energia 
ambientalmente amigável, banhando a Terra com mais energia a cada hora 
que a população do planeta consome em um ano. Mas captar essa potênciae 
converte-la em forma útil e armazená-la para um dia chuvoso, coloca desafios 
para a engenharia. 
 Outra proposta para o fornecimento a longo prazo é a energia de 
fusão nuclear, a recriação artificial da energia solar na Terra. A busca da 
fusão nuclear estendeu os limites da engenharia. 
 Soluções de engenharia para a energia solar e fusão nuclear deve ser 
viável não só tecnologicamente, mas também economicamente, quando 
 
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comparado com o uso contínuo de combustíveis fósseis. 
 Há evidências de que o dióxido de carbono lançado na atmosfera pela 
queima de combustíveis fósseis está aumentando a temperatura do planeta e 
ameaça com efeitos negativos sobre o clima. Antecipando a continuação do 
uso de combustíveis fósseis, engenheiros exploraram métodos tecnológicos de 
capturar o dióxido de carbono produzido pela queima de combustível e 
seqüestro subterrâneo. 
 Outra preocupação ambiental envolve a componente dominante da 
atmosfera, o elemento nitrogênio. O ciclo biogeoquímico do nitrogênio 
tornou-se alterada pela atividade humana. Com o uso disseminado de 
fertilizantes e a combustão da alta temperatura industrial, os seres humanos 
têm o dobro da taxa de nitrogênio que é retirado do ar em relação à era 
pré-industrial, contribuindo para a poluição atmosférica e chuva ácida, poluição 
da água potável e o agravamento do aquecimento global. Os engenheiros 
devem projetar contramedidas para problemas ligados ao ciclo do 
nitrogênio, mantendo a capacidade da agricultura para produzir alimentos 
suficientes. 
 Uma das maiores preocupações mundiais é quanto a qualidade e 
quantidade de água, que está diminuindo nas fontes em muitas regiões. 
Tanto para uso pessoal - potável, limpeza, cozinha e remoção de lixo – como 
no uso de irrigação para a agricultura, a água deve estar disponível e fornecida 
de forma sustentável para manter a qualidade de vida. Dentre as novas 
tecnologias a a dessalinização da água do mar pode ser útil. 
 Naturalmente, a qualidade da água e muitas outras preocupações 
ambientais estão intimamente relacionadas a questões de saúde humana. 
Embora muitos dos flagelos do passado tenham sido controlados ou mesmo 
eliminados pela medicina moderna, os problemas mais recentes 
permaneceram resistentes aos avanços da medicina, exigindo novas 
tecnologias médicas. 
 
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 Um dos objetivos da engenharia biomédica, hoje, é cumprir a 
promessa da medicina personalizada. Os médicos têm reconhecido por muito 
tempo que os indivíduos diferem na sua susceptibilidade à doença e sua 
resposta aos tratamentos. Recente catalogação da dotação genética humana, 
e uma compreensão mais profunda do corpo, o complemento de proteínas e 
suas interações bioquímicas oferecem a perspectiva de identificar os fatores 
específicos que determinam a doença e do bem-estar de qualquer indivíduo. 
 Uma importante forma de aproveitamento de tais informações seria o 
desenvolvimento de métodos que permitam que os médicos prevejam os 
benefícios e efeitos colaterais dos tratamentos potenciais ou curas. "Reverter 
a engenharia" do cérebro, para determinar como ele se comporta e executa 
suas ações, devem oferecer os benefícios de ajudar a tratar doenças ao 
fornecer indícios para novas abordagens de inteligência artificial 
computadorizada. A avançada inteligência artificial, por sua vez, deve permitir 
um diagnóstico automatizado e prescrições para o tratamento. O catálogo 
computadorizado de informações de saúde deverá reforçar a capacidade do 
sistema médico para controlar a propagação da doença e analisar a eficácia 
comparativa das diferentes abordagens para a prevenção e terapia. 
 Outra razão para desenvolver novos medicamentos contra o risco 
crescente de ataques de doenças e seus agentes causadores é a partir de que 
certas bactérias mortais, por exemplo, evoluíram novas propriedades, tais 
como a resistência contra doenças e contra antibióticos mais potentes. Novos 
vírus surgem com o poder de matar e espalhar mais rapidamente do que 
sistemas de prevenção de doenças. Como consequência, a vulnerabilidade a 
desastres biológicos surgem no topo da lista de desafios não atendida por 
engenheiros biomédicos. 
 Tecnologias para detecção precoce de tais ameaças e implantação 
rápida de contramedidas (como vacinas e medicamentos antivirais) estão entre 
os mais urgentes desafios da engenharia. 
 
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 Todos estes exemplos são desafios que os engenheiros terão de 
enfrentar no século XXI. Os problemas aqui descritos ilustram a magnitude e a 
complexidade das tarefas que devem ser dominadas para garantir a 
sustentabilidade da civilização e da saúde dos seus cidadãos, com a finalidade 
de reduzir as vulnerabilidades individuais e sociais e aumentando a alegria de 
viver no mundo moderno. 
 Nenhuns desses desafios serão alcançados, no entanto, sem encontrar 
formas de ultrapassar as barreiras que bloqueiam a sua realização. Mais 
obviamente, soluções de engenharia deve sempre ser projetado com 
considerações de ordem econômica em mente, apesar de que as tecnologias 
poluentes mais baratas permanecem muitas vezes preferidas ao longo das 
mais cara, tecnologias limpas. 
 Engenheiros devem também enfrentam obstáculos políticos. Em 
muitas partes do mundo, grupos se beneficiam de sistemas antigos que 
exercem o poder político e bloqueiam novas empresas. 
 Engenheiros devem juntar-se aos cientistas, educadores e outros para 
incentivar e promover a melhoria da ciência, da educação tecnológica, 
engenharia e matemática nas escolas e informações técnicas ao público em 
geral, não apenas transmitindo os fatos da ciência e engenharia, mas também 
uma valorização das formas como os cientistas e engenheiros transmitirão os 
conhecimentos e ferramentas necessárias para atender às necessidades da 
sociedade. 
 A compreensão pública da engenharia e da sua ciência subjacente será 
importante para apoiar os pedidos de financiamento, bem como para melhorar 
a perspectiva de sucesso na adoção de novas tecnologias. Os utilizadores 
finais de produtos de engenharia são pessoas com interesses individuais e 
pessoais, e em muitos casos, a resistência a novas maneiras de fazer as 
coisas terão de ser superados. Os professores devem reformular seus 
currículos e estilos de ensino para beneficiar de métodos eletrônicos de 
 
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aprendizagem personalizados. Médicos e pessoal hospitalar terão de alterar 
os seus métodos de fazer uso de sistemas de informática da saúde e 
implementar medicina personalizada. Novos sistemas para a regulamentação 
dos medicamentos e aprovação será necessária quando os medicamentos são 
concebidos para um número pequeno de indivíduos, em vez de populações de 
pacientes como um todo. 
 Um bom exemplo onde esse obstáculo existe é no desafio de reduzir a 
vulnerabilidade a agressões no ciberespaço, como o roubo de identidade e 
vírus de computador projetados para interromper o tráfego na Internet. 
Sistemas para manter ciberespaço seguro deve ser projetadopara ser 
compatível com os usuários humanos. 
 Em suma, as barreiras governamentais e institucionais, políticas e 
econômicas, sociais e pessoais repetidamente surgem para dificultar a busca 
de soluções para os problemas. Como eles têm toda a história, os engenheiros 
terão de integrar os seus métodos e soluções com os objetivos e desejos de 
todos os membros da sociedade. 
 Talvez o desafio mais difícil de todos seja para divulgar amplamente os 
frutos da engenharia ao redor do globo, para ricos e pobres. 
 No mundo de hoje, muitas das possibilidades da engenharia para a 
civilização são distribuídos de forma desigual. Pelo menos um bilhão de 
pessoas não têm acesso a fornecimentos adequados de água potável. 
Incontáveis milhões não têm praticamente nenhuma assistência médica 
disponível, muito menos diagnóstico personalizado e tratamento. Abastecimen 
 to sustentável de alimentos, água e energia, proteção contra a violência 
humana, desastres naturais e doenças, pleno acesso ao ensino, pesquisa, 
comunicação e entretenimento - essas são as metas para todos os povos do 
mundo. 
 Assim, na procura dos grandes desafios do século, os engenheiros 
devem moldar seu trabalho com o objetivo final de acessibilidade universal na 
 
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mente. 
 Através das realizações da engenharia do passado, o mundo se 
tornou menor, mais inclusiva e mais conectados. Os desafios para a 
engenharia de hoje não são aqueles de localidades isoladas, mas do planeta 
como um todo e as pessoas de todo o planeta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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