Estudo de Casos de Engenharia

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Tópicos de 
Ciências Exatas
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Vinícius Azevedo Borges
Revisão Textual:
Prof.ª Dr.ª Luciene Oliveira da Costa Granadeiro
Estudo de Casos de Engenharia
• Introdução;
• Barragem de St. Francis (1928);
• Avião Comet que se Desintegrava no Ar (1954);
• Mal de Minamata (1956);
• Incêndio no Edifício Joelma (1974);
• Passarela do Hyatt Regency (1981);
• Acidente de Chernobyl (1986);
• Um Avião Conversível da Aloha Airlines (1988);
• Atualização de Software da AT&T (1990);
• Acidente de Ayrton Senna (1994);
• Economia de Bits em Foguete Ariane 5 (1996);
• Orbitador Climático de Marte (1999);
• Os Mortos-Vivos do Hospital St. Mary’s Mercy (2002);
• Ponte de Laufenburg (2003);
• Edifício 20 Fenchurch Street (2013);
• Trens Fora de Medida da SNCF (2014);
• O Celular Explosivo da Samsung (2016);
• Volkswagen Investe na Indústria 4.0 (2017);
• Atraso nos Relógios Europeus (2018).
• Levar à compreensão de que as etapas de um projeto de engenharia devem ser pensadas de 
maneira multidisciplinar, buscando prever possíveis falhas ao longo de seu desenvolvimento.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Estudo de Casos de Engenharia
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
Introdução
Mesmo com muito estudo, a realização de um projeto pode ser desafiadora, e qual-
quer pequeno detalhe que seja desprezado pode ser catastrófico. Um erro de cálculo, 
unidades trocadas, problemas de comunicação entre quem projeta e quem executa, 
negligência com sistemas e regras de segurança, falta de análise de risco ambiental, 
qualquer desses e vários outros detalhes definem o fracasso certo de um projeto.
Barragem de St. Francis (1928)
Ao se construir qualquer edificação, um dos primeiros passos é a sondagem do 
solo. Isso é feito para se conhecer as propriedades do solo na região da constru-
ção. Essas propriedades indicam quais deverão ser as características da infraestru-
tura, aquela parte que fica abaixo da estrutura, responsável por suportar todo o 
peso da construção.
A sondagem do solo no Brasil deve seguir as normas da ABNT NBR 6484 – 
cada país possui sua própria regulamentação. Com a sondagem do solo, é possível 
conhecer a composição mineral e espessura das camadas que o compõe, sua re-
sistência mecânica e possível existência e localização de lençóis freáticos. Depen-
dendo dos resultados da sondagem, o projeto pode sofrer alterações ou até mesmo 
ser inviabilizado.
Figura 1 – Barragem de St. Francis em 1927, antes de ser destruída
Fonte: Wikimedia Commons
A barragem de St. Francis, estado norte americano da Califórnia, foi inaugu-
rada em 1926, e contava com uma largura de 185 metros e 59 metros de altura. 
Pouco tempo após sua inauguração, a barragem começou a apresentar rachaduras. 
O engenheiro responsável não achou que fosse motivo para preocupação em uma 
obra desse porte.
O problema é que o engenheiro que projetou a obra não conferiu a resistência 
do solo, se era suficiente para suportar a barragem e toda a quantidade de água que 
ela deveria represar.
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Na última inspeção realizada em 1927, por Mulholland, o engenheiro responsá-
vel pela obra, já se viam rachaduras consideráveis e vazamento de água através da 
barragem. Mas para ele, tudo estava dentro dos padrões esperados. Poucas horas 
depois dessa inspeção, a barragem cedeu e algo em torno de 47 milhões de litros 
de água atravessou o vale de Santa Clarita, devastando a cidade de Santa Paula e 
parte do município de Ventura. Calcula-se que a tragédia tenha matado pelo menos 
450 pessoas.
Avião Comet que se
Desintegrava no Ar (1954)
Pressão é definida como a força exercida em uma determinada área. A pressão 
atmosférica é a força que toda a massa de ar acima da superfície da terra exerce 
sobre essa mesma superfície, e a intensidade dessa pressão é aproximadamente a 
mesma que uma coluna de água de 10 m de altura exerce sobre um objeto. Quando 
mergulhamos, a cada 10 m de profundidade que descemos, a pressão em nosso 
corpo aumenta o equivalente a uma atmosfera.
Figura 2 – Avião De Havilland Comet, similar aos que se desintegraram
Fonte: Wikimedia Commons
O avião De Havilland DH 106 Comet foi o primeiro avião comercial a utilizar 
propulsores a jato, e oferecia muito mais conforto que as outras aeronaves comer-
ciais existentes na época. Porém, em 1954, ele se tornou inviável para a aviação 
civil devido a dois acidentes.
Na época, a maioria dos aviões não voava muito alto, e não sofriam com mu-
danças significativas na pressão atmosférica. Mas aviões a jato não devem voar 
a baixas altitudes, pois serão expostos a turbulências devido à sua velocidade. 
Na altitude que os aviões a jato voam, a pressão atmosférica é consideravelmen-
te mais baixa que na superfície da Terra, e eles precisam ser preparados para 
compensar essa diferença de pressão em seu interior, pois o ser humano perde a 
consciência em baixas pressões.
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UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
Os aviões a jato, então, quando estão em grandes altitudes, possuem uma pres-
são em seu interior muito maior que no exterior, e isso não foi bem planejado pelos 
projetistas do DH 106 Comet, que utilizaram janelas e outras peças da fusela-
gem em formato retangular. Os ângulos retos dessas peças concentravam tensões. 
Então, devido à diferença de pressão, as peças começavam a trincar e rachar, 
causando a desintegração da aeronave em pleno voo. A partir da realização de 
vários testes investigativos, descobriu-se também um problema de que não se tinha 
conhecimento, a fadiga do metal, que faz com que o material falhe com tensões 
bem abaixo das tensões nominais de resistência devido aos esforços aplicados de 
maneira cíclica.
Comet: https://youtu.be/a_I-87xEBgI
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Mal de Minamata (1956)
Uma das principais preocupações de qual-
quer indústria deve ser o destino de seu lixo e 
dejetos. Cada tipo de material a ser descarta-
do na natureza deve ser previamente proces-
sado a fim de se eliminar ou, ao menos, redu-
zir o impacto provocado. Caso contrário, as 
consequências à natureza podem ser as mais 
diversas, desde desequilíbrios no ecossistema 
até envenenamento do solo, águas, animais 
e humano.Ao se implantar uma indústria em deter-
minada localização, deve ser realizado um 
estudo de impacto ambiental que identifique 
possíveis despejos irregulares e indique solu-
ções para minimização dos riscos ambientais.
A companhia hidrelétrica Chisso, que também produzia fertilizantes químicos, 
foi identificada como responsável pelo descarte de dejetos contendo mercúrio des-
de 1930 na baía de Minamata, no Japão. Na década de 1950 foram observados 
sintomas de contaminação nos animais da baía. Em 1956, começaram a surgir os 
casos de contaminação humana. Primeiramente em uma criança, que apresentava 
danos cerebrais. Em dezembro do mesmo ano, já eram 4 pacientes internados com 
os mesmos sintomas, surtos de psicose, perda de consciência, convulsões e coma. 
Nenhum deles sobreviveu. Pouco tempo depois, mais treze pessoas receberam o 
mesmo diagnóstico e também morreram.
A equipe de pesquisa médica relacionou os sintomas desses pacientes ao con-
sumo de peixes contaminados com mercúrio. Ao todo, as vítimas humanas desse 
Figura 3 – Memorial de Minamata às vítimas
Fonte: Wikimedia Commons
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envenenamento passaram de 700. Uma pesquisa realizada em 2001 indicou que a 
contaminação através da ingestão de peixes dessa região devia atingir em torno de 
2 milhões de pessoas.
Incêndio no Edifício Joelma (1974)
Um projeto de construção civil não passa apenas por engenheiros civis. Outro 
profissional responsável por parte do projeto é o engenheiro eletricista, encarrega-
do das instalações elétricas da construção.
Esse profissional analisa a função da edificação e prevê, com base nas normas 
vigentes, o consumo esperado de cada ponto de energia, seja de luz, tomada ou 
terminais específicos. A partir dessa previsão, ele indica no projeto quais deverão 
ser os tipos de fios utilizados, a espessura desses fios para cada circuito e cada 
trecho, os tipos de eletrodutos e como serão instalados, entre vários outros fatores, 
sempre considerando que a instalação elétrica deve suportar todos os equipamen-
tos previstos.
Seguir as normas estabelecidas deve ser uma garantia de segurança na enge-
nharia. Mas é de extrema importância a constante atualização profissional e análise 
crítica da aplicabilidade da norma para as condições onde estão sendo aplicadas. 
Uma norma para instalações elétricas do ano de 1934 pode não ser aplicável em 
uma obra de 1972, que deve suportar uma quantidade de equipamentos elétricos e 
eletrônicos não previstos no ano de publicação da norma.
Além disso, apesar da responsabilidade do engenheiro eletricista em projetar e 
implementar toda a instalação elétrica, é dever, também, do usuário, a correta ma-
nutenção e uso adequado dessa instalação. 
Sobrecarregar tomadas, por exemplo, é 
uma prática muito comum e extremamen-
te perigosa, e pode causar aquecimento 
da fiação, queima de equipamentos, e até 
mesmo incêndio.
Esses fatores foram determinantes para 
o que aconteceu neste caso.
Logo após sua construção, o edifício 
Joelma, localizado na região central de 
São Paulo, foi alugado ao Banco de inves-
timentos Crefisul. Mas antes de concluir a 
mudança de seus departamentos, um in-
cêndio tomou conta do prédio. A perícia 
concluiu que o incêndio havia se originado 
de um curto circuito em um aparelho con-
dicionador de ar no 12° andar.
Figura 4 – Edifício Joelma em incêndio de 1974
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
O edifício não possuía escadas de incêndio, e as escadarias comuns foram blo-
queadas pelo fogo e fumaça apenas quinze minutos após o curto-circuito. Algumas 
pessoas conseguiram se salvar descendo pelo elevador, até que ele parasse de fun-
cionar quando as chamas danificaram seu sistema elétrico.
Um dos episódios mais dramáticos deste incêndio foi acompanhado pela multi-
dão na rua. Uma criança foi salva pela mãe, que saltou do 15° andar com ela nos 
braços. A mãe não sobreviveu ao impacto, mas a criança foi rapidamente socorrida 
e levada ao hospital.
No momento do incêndio, estima-se que houvesse 756 pessoas no edifício. 
Dessas, 191 morreram, e o saldo de feridos passou de 300.
Dois anos antes, outro incêndio havia ocorrido no edifício Andraus, também 
provocado por sobrecarga na instalação elétrica. Esses dois incidentes evidencia-
ram as deficiências dos sistemas de prevenção e de combate a incêndios das edifi-
cações e a defasagem do Código de Obras do Município de São Paulo, datado de 
1934 e ainda utilizado para regulamentação das construções civis.
Incendio no Edificio Joelma em São Paulo Centro: https://youtu.be/-3RRsCQb1kY
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Passarela do Hyatt Regency (1981)
O conhecimento dos diferentes tipos de 
materiais, suas propriedades e compor-
tamento quando submetidos a esforços é 
essencial para o desenvolvimento e execu-
ção de projetos. Ao se substituir um tipo 
de material por outro ou uma estrutura por 
outra, deve ser analisado se o novo ma-
terial ou estrutura possuem características 
similares ou superiores de resistência às 
condições do projeto. Modificações reali-
zadas durante a execução de um projeto 
devem atender aos requisitos calculados no 
desenvolvimento dele.
O hotel Hyatt Regency Crown Center, 
um edifício de 40 andares, começou a ser 
construído em 1978, apresentou uma falha 
estrutural no teto em 1979, mas conseguiu 
iniciar suas atividades em 1980. Era então 
o edifício mais alto do estado americano 
Figura 5 – Passarelas destruídas dos 
Hyatt Regency Hotel em 1981
Fonte: Wikimedia Commons
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do Missouri. Possuía um conjunto de passarelas suspensas de concreto que cruza-
vam seus andares no átrio do edifício e marcavam a identidade da obra.
Uma competição de dança reuniu em torno de 2 mil pessoas no hotel no dia 17 
de julho de 1981. Com o lobby do prédio repleto de visitantes, as passarelas foram 
rapidamente ocupadas.
Durante a execução da obra, foram realizadas algumas modificações no projeto. 
A passarela do segundo andar, que ficava exatamente abaixo da passarela do quarto 
andar, deveria ser suspensa por três pares de tirantes ligados diretamente ao teto, de 
acordo com o projeto original. A modificação realizada durante a execução da obra 
separou os tirantes na altura da passarela do quarto andar. Dessa forma, a passarela 
do quarto andar era suspensa pelo teto, enquanto a passarela do segundo andar pas-
sou a ser suspensa pela passarela do quarto andar.
O aço utilizado nos tirantes possuía resistência mecânica à tração suficiente para 
suportar as duas estruturas. Porém, após a modificação do projeto, a estrutura da 
passarela inferior passou a ser suportada pelas vigas de concreto da passarela su-
perior, que não havia sido projetada para suportar esse esforço.
Com a realização do evento e as passarelas ocupadas por muitas pessoas, a 
estrutura da passarela do quarto andar não suportou e falhou. A do quarto andar 
colidiu sobre a do segundo andar, e ambas foram ao chão. O incidente matou 114 
pessoas e deixou mais de 200 feridos. Este foi considerado, na época, o colapso 
estrutural com maior fatalidade dos Estados Unidos.
Acidente de Chernobyl (1986)
Alguns projetos são de simples desenvolvimento e execução. Outros são mais 
complexos e críticos. O sistema eletrônico de um avião, conhecido como aviônica, 
por exemplo, é um sistema crítico, pois a comunicação entre todos os módulos 
eletrônicos deve ser rápida e sem perda de dados, com algoritmos redundantes, 
garantindo a integridade de todos os componentes.
Uma usina nuclear é outro exemplo de projeto complexo, devido aos vários fa-
tores a serem considerados, desde as estruturas, as reações nucleares, sistemas de 
segurança e contenção, estudo de impacto ambiental da usina em funcionamento e 
soluções de minimização de risco de acidentes e vazamentos radioativos.
Como a funcionalidade de uma usina nuclear envolve reações nucleares e os 
comportamentos quânticos e clássicos relacionados a elas, é necessário que todo 
o projeto e as especificações sejam revisadas por profissionais especializadosem 
física nuclear, bem como o acompanhamento detalhado da construção da usina.
Da mesma maneira que um avião a jato não deve ser pilotado por uma pessoa 
sem experiência e muito conhecimento técnico, uma usina nuclear não deve ser 
operada por pessoas sem os conhecimentos físicos necessários.
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UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
O acidente nuclear de Chernobyl, ocorrido 
entre 25 e 26 de abril de 1986, ocorreu 
durante um teste de segurança que simulava 
uma falta de energia. Para realização do 
teste, foram desligados intencionalmente 
os sistemas de segurança de emergência e 
regulagem de energia.
Uma série de falhas no projeto e na 
operação do reator provocou o descontrole das 
reações nucleares, causando, inicialmente uma 
explosão de vapor da água de resfriamento, 
seguida do lançamento de grafite e produtos 
da reação de fissão na atmosfera.
Um relatório oficial publicado ainda 
em 1986 responsabilizou os operadores 
da usina pelo acidente. De acordo com 
esse relatório, o acidente teria sido 
causado pela violação de várias regras e 
regulamentos operacionais.
Mais tarde, em 1992, um novo relatório forneceu novas informações e 
perspectivas sobre as causas do acidente, apontando falhas na construção do reator 
e peculiaridades da física que não foram consideradas na operação.
Um dos defeitos apontados pelo novo relatório era referente ao projeto das 
hastes de controle, o componente responsável por diminuir a reação de fissão 
nuclear. As hastes de controle, construídas conforme estavam descritas no projeto, 
teriam um comportamento contrário ao esperado, e, ao invés de reduzir as reações 
imediatamente ao serem ativadas no reator, elas aumentavam as reações de fissão 
nos primeiros segundos para depois começarem a reduzir.
Outro fator determinante para o acidente é que o reator possuía uma fração de 
vazio muito alta. A fração de vazio indica a quantidade de vapor de ar formada 
na água de resfriamento. Esse vapor forma bolhas, e essas bolhas de vapor não 
reduzem as reações na mesma intensidade que a água. Assim, quanto mais 
bolhas presentes na água de resfriamento, maior a taxa de fissão nuclear. Esse 
comportamento não era intuitivo e, muito provavelmente, não era conhecido 
pelos operadores da usina.
Chernobyl: A História Completa: https://youtu.be/DiGqjYkRQ6o
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Figura 6 – Fotografia aérea do reator 
tirada no dia seguinte à explosão
Fonte: Wikimedia Commons
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Um Avião Conversível da Aloha Airlines (1988)
Vários fatores são determinantes para a escolha de materiais que deverão ser 
aplicados em um projeto. Um dos mais importantes é a resistência mecânica, que 
indica quanto de esforço cada material suporta. Porém, suportar determinado 
esforço uma ou duas vezes não significa que o material sempre suportará essa 
mesma quantidade de esforço.
Quando um material é carregado com esforços de forma cíclica, ou seja, ora 
suportando a carga, ora relaxado, isso durante determinado período de tempo, 
pode falhar com níveis de tensão muito inferiores aos previstos. Essa falha abaixo 
do nível de resistência nominal é chamada de fadiga.
A resistência à fadiga indica a capacidade do material de suportar carregamentos 
cíclicos sem afetar a resistência nominal durante um grande número de ciclos, e 
esse é um fator de extrema importância a ser considerado na construção de máqui-
nas ou estruturas que possuirão ciclos de carga e relaxamento, como a fuselagem 
de um avião, por exemplo.
Figura 7 – Fuselagem do Boeing 737-297 após o incidente
Fonte: Wikimedia Commons
Em 28 de abril de 1988, o Boeing 737 da companhia Aloha Airlines decolou 
do aeroporto de Hilo, Havaí, para uma viagem de rotina até Honolulu. Após um 
pouco de turbulência no início da viagem e o sinal de atar cintos constantemente 
ligado, o avião de 19 anos de uso teve parte de seu teto arrancado assim que esta-
bilizou sua altitude em 7 mil metros. Uma comissária de bordo que estava de pé no 
momento da falha foi sugada para fora no mesmo instante. A habilidade do piloto 
garantiu um pouso de emergência bem-sucedido em um aeroporto próximo, e, 
com exceção da comissária de bordo, todos sobreviveram.
As investigações sobre o acidente indicaram como causa a fadiga dos elementos 
estruturais da fuselagem. A partir de então, os testes de fadiga em materiais se 
tornaram obrigatórios para aplicações críticas como esta. Além disso, as manutenções 
passaram a ser mais rigorosas a fim de prever falhas dos materiais.
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UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
Atualização de Software da AT&T (1990)
A AT&T é uma grande companhia de telecomunicações que oferece serviços de 
voz, dados, vídeos e internet para residências, empresas e alguns órgãos e agências 
do governo americano. Chegou a cobrir 94% do território dos EUA em seu auge 
de operações.
Com a informatização e automação do setor de comunicações, muitos operado-
res perderam seus empregos para as máquinas. Todas as operações passaram a ser 
controladas por computadores.
Figura 8 – Sede corporativa da AT&T no Texas
Fonte: Wikimedia Commons
Em 1990, uma atualização de software que havia sido implementada para ace-
lerar chamadas continha um erro em uma das linhas de código. Quando um dos 
switches de um dos 114 centros de controle sofreu um problema mecânico, fez 
com que seu centro inteiro fosse desligado. O erro no código criou um efeito em 
cascata com os demais centros de controle, deixando toda a empresa parada du-
rante 9 horas.
Essa falha custou à AT&T aproximadamente 75 milhões de ligações e 200 reser-
vas aéreas perdidas, além de manchar a imagem da empresa no mercado.
Acidente de Ayrton Senna (1994)
O fim de semana entre 30 de abril e 1° de maio de 1994 ficou marcado para a 
Fórmula 1 com duas tragédias. No sábado, o piloto Roland Ratzenberger perdeu a 
asa dianteira do carro em uma curva rápida do circuito e não conseguiu controlar 
o carro, chocando-se contra o muro a mais de 300 km/h.
No domingo, dia 1° de maio, a corrida já começou tensa, quando um dos pilotos 
deixou seu carro morrer causando um acidente e levando o safety car à pista por 
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cinco voltas. A corrida foi recomeçada, Senna fez a melhor volta da corrida e já 
abriu vantagem em relação aos outros pilotos. Na sétima volta, ao perder o controle 
do veículo, Senna tentou reduzir sua velocidade, mas não foi o suficiente para evitar 
a colisão com o muro de concreto a aproximadamente 200 km/h.
Figura 9 – Momento do acidente que matou Sena
Fonte: Wikimedia Commons
As investigações apontaram a quebra da coluna de direção como causa do 
acidente, sugerindo negligência da equipe técnica em um reparo realizado na 
peça. De acordo com a perícia, uma solda na coluna da direção teria sido o 
motivo da quebra.
A causa da morte do piloto foi um pedaço da suspenção dianteira direita que 
quebrou no impacto e perfurou seu capacete, atingindo e danificando seu lobo 
frontal de forma irreversível. Outros dois traumas graves foram identificados, uma 
fratura na base do crânio devida ao impacto do acidente e fraturas na têmpora com 
rompimento da artéria temporal.
Esse acidente levou a várias considerações, alterações e atualizações das normas 
de segurança da competição e dos carros. Além disso, as manutenções passaram 
a ser muito mais minuciosas e vários sensores foram espalhados pelo carro a fim 
de prever defeitos.
Acidente de Ayrton Senna: https://youtu.be/FDK22odZZLc
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Economia de Bits em Foguete Ariane 5 (1996)
O primeiro lançamento do foguete francês da série Ariane 5 foi um grande 
fracasso. Isso porque, menos de um minuto após lançado, ele se autodestruiu no ar. 
Imediatamente foi constituída uma comissão para investigar as causas do acidente.
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UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
A investigação apontou como causa uma falha no software de controle. As 
condições meteorológicas no dia do lançamento foram consideradas aceitáveis, e não 
teriam influência no acidente, com exceção do critério de visibilidade, que não era 
totalmente satisfatório.A ignição dos propulsores e a decolagem ocorreram conforme o esperado, 
até que, 37 segundos após o lançamento, o foguete desviou bruscamente a rota 
traçada, explodindo em seguida, a uma altitude de aproximadamente 4 mil metros.
O sistema de controle de voo do Ariane 5 não era muito diferente de sistemas 
de outros tipos de foguetes. As informações de velocidade, ângulos e acelerações 
eram obtidas de sensor giroscópio a laser, e acelerômetros, e tratadas por um com-
putador de bordo responsável pela tomada de decisões relativas ao controle dos 
sistemas de propulsão.
Por padrão, considerando a natureza crítica de operação, onde os menores erros 
podem ser catastróficos, os sistemas de controle eram redundantes, contendo dois 
conjuntos de hardware executando os mesmos softwares.
Um bit é capaz de armazenar apenas 
um dado binário. Zero ou um, ligado ou 
desligado, aceso ou apagado, verdadeiro 
ou falso, certo ou errado, e por aí vai. 
Imagine um bit como um espaço de 
memória que cabe somente uma bolinha, 
e podemos indicar se esse espaço está 
preenchido pela bolinha ou não através de 
0 (falso) ou 1 (verdadeiro). Logo, um bit é 
capaz de escrever apenas dois números, o 
zero e o um.
Se utilizarmos dois bits, poderemos escrever 
4 números diferentes. Eles são representados 
como uma combinação dos valores desses 
dois bits. As combinações e suas possíveis 
designações são 00 para o número 0, 01 para 
o número 1, 10 para o número 2 e 11 para o 
número 3.
Seguindo a mesma lógica, que é utilizada para representações numéricas em 
computação, um valor de 3 bits nos permite escrever até 8 número, um valor de 
4 bits possibilita até 16 números, e assim por diante, sempre seguindo potências 
de base 2, ou binária.
O problema detectado no software do Ariane 5 era referente à conversão de um 
número decimal de 64 bits para outro inteiro de 16 bits. No momento da falha, 
o número que precisava ser convertido não era possível de ser escrito em apenas 
16 bits, resultando em um valor inválido.
Figura 10 – Foguete modelo Ariane 5
Fonte: Wikimedia Commons
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Orbitador Climático de Marte (1999)
A maioria dos professores de física do colégio são lembrados por sua exigência na 
representação das unidades em contas e resultados. Para muitos, esses professores se 
passam por metódicos demais, mas no mundo real essa exigência se faz necessária.
Todas as medidas possuem pelo menos dois elementos, um valor numérico e 
uma unidade correspondente. Ao se medir a altura de uma pessoa, por exemplo, é 
necessário expressar o valor numérico encontrado na escala utilizada e indicar qual 
tipo de medida essa escala utiliza, como em 1,70 m ou 72”.
Ao omitir a unidade de medida, o valor numérico perde completamente o sentido. 
Imagine, por exemplo, que você pare seu carro num posto de combustível para 
abastecer e só possua R$ 30,00 para pagar pela gasolina, que nesse posto custa R$ 
4,00. Ao ser questionado pelo frentista, você pede que ele coloque 30 de gasolina. 
Então ele abastece 30 litros de gasolina e você terá que pagar R$ 120,00 por não se 
comunicar corretamente.
Figura 11 – Sonda Mars Climate
Orbite sendo montada
Fonte: Wikimedia Commons
O Orbitador Climático de Marte era para ser uma sonda espacial americana que 
tinha como objetivo estudar o clima marciano. Ele foi construído e lançado em 1998, 
e alcançou Marte no ano seguinte, porém, acabou sendo destruído na atmosfera 
marciana por conta de um erro de navegação. A altitude de órbita da sonda deveria 
ser entre 140 e 150 km, mas as manobras necessárias para colocar a sonda em 
movimento orbital começaram quando ela já estava a menos de 60 km de altitude.
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UNIDADE Estudo de Casos de Engenharia
Esse erro ocorreu devido às diferenças entre as unidades de medidas utilizadas 
pela sonda e pela equipe que a comandava da Terra. A sonda operava em unidades 
do sistema métrico (metros, centímetros, quilômetros), enquanto que a equipe de 
terra enviou os parâmetros em medidas inglesas (jardas, polegadas, milhas).
Os Mortos-Vivos do Hospital 
St. Mary’s Mercy (2002)
Quando programas de computador apresentam problemas, os resultados podem 
ser desastrosos. Neste caso, apenas causaram transtorno e muita confusão.
Por conta de um erro no software que operava nos sistemas do hospital 
St. Mary’s Mercy em 2002, em torno de 8500 pacientes que estavam vivos 
e registrados no hospital foram declarados como mortos. Parentes foram 
surpreendidos com notificações e contas, o governo foi notificado dos óbitos e 
também as empresas de seguros e outras com vínculos com os pacientes.
Figura 12 – Hospital St. Mary’s Mercy
Fonte: Wikimedia Commons
Quando os testes de funcionamento de softwares necessários não são realiza-
dos corretamente, transtornos como esse têm grandes chances de acontecer, e a 
possibilidade de a empresa que utiliza o software e os programadores ou enge-
nheiros responsáveis podem perder a credibilidade e ainda serem implicados em 
processos jurídicos.
Ponte de Laufenburg (2003)
A ponte que liga a parte suíça à parte alemã da cidade de Laufenburg é um 
bom exemplo de como os referenciais são importantes. Ela foi construída em 2003 
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para solucionar o problema de tráfego, que já não era suportado pela antiga ponte. 
Ela deveria possuir 225 m de comprimento e cruzar o rio Reno. Não deveria ser 
nenhuma obra grandiosa, apenas funcional.
Figura 13 – Ponte que interliga a parte suíça de Laufenburg à parte alemã
Fonte: Wikimedia Commons
A construção foi iniciada simultaneamente em ambos os lados do rio e era previsto 
que as duas partes se encontrassem no meio. O problema foi percebido conforme a 
obra avançava. Os engenheiros perceberam uma diferença de 54 cm de altura entre 
os dois lados.
Essa diferença aconteceu devido aos padrões de referência da altura do nível do 
mar que ambos os países utilizam. A Alemanha mede o nível do mar em relação ao 
Mar do Norte, enquanto a Suíça utiliza como referência o Mediterrâneo.
Ao iniciarem as construções, cada país usou sua própria referência como 
altura do nível do mar. Um erro simples, que poderia ter sido evitado com 
maiores detalhamentos no projeto ou uma execução acompanhada pela mesma 
equipe em ambos os lados. Para a conclusão da obra, o lado Alemão precisou 
ser rebaixado.
Edifício 20 Fenchurch Street (2013)
O edifício que recebeu o mesmo nome de seu endereço, 20 Fenchurch Street, e 
foi apelidado de “Walkie Talkie”, devido ao seu formato, foi construído em Londres 
em 2009, e possui 35 andares, cobertos externamente por vidros.
A arquitetura do prédio, em formato côncavo, aliada ao acabamento de vidro, 
criou uma estrutura similar a um espelho côncavo, que concentra toda a luz que 
incide sobre ele em uma região denominada de foco. No caso do prédio, a luz que 
ele concentra é a luz do sol, juntamente com seu calor, com o foco localizado do 
outro lado da rua.
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Figura 14 – Edifício 20 Fenchurch Street
Fonte: Wikimedia Commons
Esse problema só foi percebido depois que o edifício estava pronto, após derreter 
parte da lataria de um veículo Jaguar que estava estacionado no local e causar um 
pequeno incêndio em uma barbearia localizada em frente.
Uma solução temporária encontrada para contornar o problema foi a construção 
de uma proteção na calçada, que fazia com que a luz refletida do sol não chegasse à 
região de foco. Mais tarde, optou-se por utilizar uma cobertura de tecido nos vidros 
para reduzir a reflexão da luz.
Prédio reflete luz do sol e jornalista frita ovo na calçada em Londres. 
Disponível em: https://youtu.be/tGD93f39isAE
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Trens Fora de Medida da SNCF (2014)
Sabe aquelas aproximações como o número Pi ser aproximadamente 3, ou a 
gravidade aproximadamente 10 m/s²? Muitas vezes, elas podem ser válidas, mas 
em determinadas circunstâncias a precisão é definitiva para o resultado correto.
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A companhia operadora de transportes ferroviários SNCF da França protagonizou 
um erro de dimensionamentomilionário em 2014. Foram adquiridos 2 mil novos 
veículos, mas eles não couberam nas estações.
Figura 15 – Um dos trens da Société Nationale des Dhemins de Fer Français (SNCF)
Fonte: Wikimedia Commons
Na França existem dois tamanhos de estações diferentes. As estações mais 
estreitas foram construídas para trens de 50 anos atrás, enquanto as estações 
mais largas servem para trens de 30 anos atrás. Os novos trens foram adquiridos 
para circular pelas estações mais antigas, porém, foram encomendados com as 
dimensões das mais novas.
A solução encontrada para esse erro foi reformar e modificar as 1300 plataformas 
e adequá-las aos novos trens. O custo dessas modificações ficou em torno de 50 
milhões de euros.
O Celular Explosivo da Samsung (2016)
Casos de celulares explodindo pelo mundo não eram novidade em 2016. Alguns 
casos já eram divulgados sobre aparelhos que explodiam enquanto carregavam, 
muitas vezes causando queimaduras e outras consequências nos usuários.
O aparelho Galaxy Note 7, da gigante coreana Samsung, agitou o mercado de 
smartphones assim que lançado, devido às suas configurações muito desejáveis por 
consumidores de tecnologia.
Mas não levou muito tempo para se tornar notícia devido a um problema crônico, 
relatado por um grande número de usuários: ele explodia. O problema foi confirmado 
pela fabricante que se pronunciou a respeito e realizou campanhas para recolher os 
aparelhos do mercado.
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A explicação para o problema apontava 
defeito nas baterias. Na verdade, a bateria é o 
único componente do celular com capacidade 
de causar a explosão do aparelho. No caso 
do Note 7, foram produzidos aparelhos com 
baterias de duas origens diferentes. Alguns 
aparelhos foram vendidos com baterias 
produzidas pela mesma marca e outros com 
baterias de outra empresa chinesa.
Ambas as baterias falhavam devido à 
compactação exagerada dos componentes do 
aparelho. Quando o aparelho aquecia, não 
havia espaço suficiente para a expansão dos 
eletrodos da bateria, e eventualmente eles 
encostavam uns nos outros provocando curtos-
circuitos e, consequentemente causando a 
explosão ou incêndio.
O projeto de um aparelho de celular não é algo trivial, onde um engenheiro é 
encarregado de todas as partes. É possível listar várias áreas específicas que são 
necessárias para a concepção e desenvolvimento de um aparelho smartphone. 
Qualquer falta de integração entre as diferentes áreas pode se tornar motivo para o 
fracasso de um projeto com essa dimensão.
Volkswagen Investe na Indústria 4.0 (2017)
A indústria como conhecemos atualmente se desenvolveu através da história, 
principalmente nas três revoluções industriais do passado. A primeira revolução 
industrial ocorreu entre o final do século XVIII e início do século XIX, e foi marcado 
pela introdução da máquina a vapor. A segunda revolução industrial, ocorrida no 
início do século XX, foi responsável pela organização das linhas de produção na 
indústria, e o emprego de mão de obra sem nenhuma instrução. A terceira revolução 
industrial, ocorrida a partir da década de 1970, introduziu as ideias japonesas de 
produção, exigindo a especialização da mão de obra e a produção consciente dos 
produtos, baseada na demanda, o chamado “just-in-time”.
A quarta revolução industrial, acontecendo atualmente, denominada de indústria 
4.0 como uma alusão à informatização e automação da produção, incorpora a 
internet, mais especificamente a Internet das Coisas (IoT), muitos sensores, 
inteligência artificial, e todos os recursos que podem ser providos pela tecnologia e 
sistemas de comunicação.
Na indústria 4.0, todos os elementos da indústria estão conectados entre si, 
máquinas, robôs, operadores, supervisores e fornecedores. Não há uma centralização 
Figura 16 – Celular Samsung Galaxy Note 7
Fonte: Wikimedia Commons
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nesse tipo de indústria, e as correções de erros podem ser, na maioria das vezes, 
realizadas pelos próprios sistemas digitais.
Figura 17 – Fábrica da Volkswagen em Wolfsburg
Fonte: Wikimedia Commons
Esta quarta geração da indústria já está presente nas fábricas brasileiras da 
Volkswagen. Os sistemas computacionais controlam e gerenciam toda a produção, e 
garantem a eficiência da produtividade, reduzindo a praticamente zero a quantidade 
de defeitos na produção.
Os veículos iniciam as etapas de produção com todas as informações necessárias, 
como modelo, versão, cor e até mesmo o local de destino. Como tudo está no 
sistema e todas as operações possuem o máximo de automatização, a rapidez da 
produção do veículo é muito maior do que se fosse realizada diretamente por mão 
de obra humana.
Isso não quer dizer que o ser humano é dispensável nesse tipo de indústria, mas 
que a mão de obra empregada deve possuir cada vez mais conhecimento técnico e 
especialização para operar os sistemas dessa nova indústria.
Quarta Revolução Industrial: https://youtu.be/jTLpqipsw0g
Ex
pl
or
Atraso nos Relógios Europeus (2018)
Em 2018, os europeus registraram atrasos em seus relógios conectados à rede 
elétrica. Esses relógios acumularam um atraso de cerca de 6 minutos, e, por mais 
estranho que pareça, foi devido a uma disputa política entre a Sérvia e Kosovo.
Relógios digitais que funcionam pela rede elétrica, como os rádio-relógios, micro-
ondas, geladeiras e outros aparelhos eletrônicos e eletrodomésticos com relógios 
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embutidos possuem um método diferente de marcação das horas que outros 
relógios. Eles utilizam a frequência de oscilação da rede de corrente alternada para 
marcar o tempo.
A frequência de oscilação da rede 
elétrica europeia é padronizada em 50 
Hz. Isso quer dizer que, a cada segundo, 
ocorrem 50 picos de tensão alternada na 
rede. Os aparelhos com relógios digitais 
possuem um conjunto eletrônico que 
realiza a contagem desses 50 picos e 
incrementa os segundos.
O que aconteceu na Europa foi 
que, como a Sérvia não reconheceu a 
declaração de independência de Kosovo 
em 2008, surgiram conflitos sobre 
quem administraria a infraestrutura 
de eletricidade. Em 2017, parte de 
Kosovo que é habitada majoritariamente 
por sérvios deixou de pagar a conta 
da energia elétrica, causando um 
desequilíbrio no sistema, que provocou 
uma pequena alteração na frequência 
fornecida pela rede elétrica, que passou 
a ser de aproximadamente 49,996 Hz. 
Esse pequeno desvio da frequência 
nominal foi o responsável pelo atraso 
dos 6 minutos nos relógios europeus.
Esse é um bom exemplo de como um desbalanço em uma instalação elétrica 
pode afetar vários sistemas. Situações similares a essas ocorrem o tempo todo em 
instalações industriais ou residenciais que utilizam máquinas de grande porte ou 
motores, como elevadores. Ao se acionarem equipamentos de alta potência, a rede 
sofre o denominado “surto”, e, se não possuir mecanismos de balanço de potência, o 
consumo energético pode ser ainda mais alto devido à presença da potência reativa, 
que não passa de um consumo extra de energia elétrica sem proveito algum.
Figura 18 – Elizabeth Tower, também conhecida como 
Big Ben, um dos símbolos mais importantes de Londres
Fonte: Wikimedia Commons
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Projeto Mecânico: Enfoque Baseado na Fadiga e na Mecânica da Fratura
DE ALMEIDA, J. C. Projeto mecânico: Enfoque baseado na fadiga e na mecânica da 
fratura. Elsevier Brasil, 2018.
Avaliação e Impacto Ambiental
SÁNCHEZ, L. E. Avaliação de impacto ambiental. Oficina de Textos, 2015.
 Leitura
A Importância da Manutenção Preventiva para o Bom Desempenho da Edificação
VILLANUEVA, M. M. A importância da manutenção preventiva para o bom 
desempenho da edificação. Trabalho de Conclusão de Curso para obtenção do grau 
de Engenheira Civil. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2015.
https://bit.ly/1NskfxN
Indústria 4.0: Conceitos e Perspectivas para o Brasil
PEREIRA, A.; DE OLIVEIRASIMONETTO, E. Indústria 4.0: Conceitos e Perspectivas 
para o Brasil. Revista da Universidade Vale do Rio Verde, v. 16, n. 1, 2018.
http://bit.ly/35Nsrsj
Indústria 4.0: Desafios e Oportunidades
SANTOS, B. P. et al. Indústria 4.0: desafios e oportunidades. Revista Produção e 
Desenvolvimento, v. 4, n. 1, p. 111-124, 2018.
http://bit.ly/2MpZTgC
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Referências
ATKINS, P. W.; PAULA, J. de. Físico-química. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 2 v. 
CALLISTER JUNIOR, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e engenharia de ma-
teriais: uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. 882 p. 
PINHEIRO, A. C. da F. B.; CRIVELARO, M. Fundamentos de resistência dos 
materiais. Rio de Janeiro: LTC, c2016. 193 p. 
SEARS, F. W.; ZEMANSKY, M. W.; YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Física I: 
mecânica . 12. ed. Rio de Janeiro: A. Wesley, 2008. 
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