Nocoes_de_Turbinas_a_Gas

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Autor: Cleuber Pozes Valadão
NOÇÕES DE 
TURBINAS 
A GÁS
NOÇÕES DE 
TURBINAS 
A GÁS
Ao final desse estudo, o treinando poderá:
• Ordenar as etapas de funcionamento de uma turbina a gás;
• Descrever as etapas de funcionamento de uma turbina a gás;
• Compreender o princípio de funcionamento de uma turbina a gás 
industrial;
• Identificar os principais componentes de uma turbina a gás 
industrial;
• Correlacionar as finalidades dos circuitos auxiliares e de controle 
das turbinas a gás industrial;
• Compreender o desempenho de uma turbina a gás industrial.
Para o alcance destes objetivos são indicados como pré-
requisitos os conhecimentos de: 
• Noções de termodinâmica;
• Noções de máquinas térmicas.
Autor: Cleuber Pozes Valadão
NOÇÕES DE 
TURBINAS 
A GÁS
Este material é o resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos 
da área de Exploração & Produção da Petrobras. Ele se estende para 
além dessas páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a 
experiência de anos de dedicação e aprendizado no exercício das 
atividades profissionais na Companhia.
É com tal experiência, refletida nas competências do seu corpo de 
empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes 
desafios com os quais ela se depara no Brasil e no mundo.
Nesse contexto, o E&P criou o Programa Alta Competência, visando 
prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força 
de trabalho às estratégias do negócio E&P.
Realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como premissa 
a participação ativa dos técnicos na estruturação e detalhamento das 
competências necessárias para explorar e produzir energia.
O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das 
competências, de modo a facilitar a formação de novos empregados 
e a reciclagem de antigos.
Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo 
que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para 
esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os 
que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de 
sucesso que ela é.
Programa Alta Competência
Programa Alta Competência
Esta seção tem o objetivo de apresentar como esta apostila 
está organizada e assim facilitar seu uso. 
No início deste material é apresentado o objetivo geral, o qual 
representa as metas de aprendizagem a serem atingidas. 
Autor
Ao fi nal desse estudo, o treinando poderá:
• Identifi car procedimentos adequados ao aterramento 
e à manutenção da segurança nas instalações elétricas;
• Reconhecer os riscos de acidentes relacionados ao 
aterramento de segurança;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de 
aterramento de segurança e sua aplicabilidade nas 
instalações elétricas.
ATERRAMENTO 
DE SEGURANÇA
Como utilizar esta apostila
Objetivo Geral
O material está dividido em capítulos. 
No início de cada capítulo são apresentados os objetivos 
específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como 
orientadores ao longo do estudo.
No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que 
visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem.
Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do 
capítulo em questão.
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas 
C
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lo
 1
Riscos elétricos 
e o aterramento 
de segurança
Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá:
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e 
riscos elétricos;
• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de 
equipamentos e sistemas elétricos;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de 
segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas. 
20
Alta Competência
21
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a 
quatro fatores fundamentais:
 Tensão;• 
 Resistência elétrica do corpo; • 
 Área de contato;• 
 Duração do choque.• 
 Os riscos elétricos, independente do tipo de • 
instalação ou sistema, estão presentes durante toda 
a vida útil de um equipamento e na maioria das 
instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob 
controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou 
de continuidade operacional.
 Os • choques elétricos representam a maior fonte 
de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das 
medidas de engenharia para seu controle, a obediência 
a padrões e procedimentos de segurança.
1.4. Exercícios
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e 
aterramento de segurança?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que 
abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. 
Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, 
o caso: 
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser 
projetadas e executadas de modo que seja possível 
prevenir, por meios seguros, os perigos de choque 
elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas 
(...) devem ser adotados dispositivos de proteção, 
como alarme e seccionamento automático para 
prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de 
isolamento, aquecimentos ou outras condições 
anormais de operação.”
( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) 
durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for 
julgado necessário à segurança, devem ser colocadas 
placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas 
e demais meios de sinalização que chamem a atenção 
quanto ao risco.”
( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e 
sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas 
(...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no 
âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
24
Alta Competência
25
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas 
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. 
Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 
14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med.
br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes 
do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados 
e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, 
marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e 
executadas demodo que seja possível prevenir, por meios seguros, os 
perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser 
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento 
automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas 
de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de 
operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os 
trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário 
à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de 
advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem 
a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados 
à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à 
sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes 
normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer 
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um 
equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se 
houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um 
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem 
da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas 
defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos 
textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente 
identifi cados, pois estão em destaque.
48
Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
49
3. Problemas operacionais, riscos e 
cuidados com aterramento de segurança
Todas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). 
A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os 
mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção 
nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos.
Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o 
seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve 
ser mantido em perfeitas condições de funcionamento. 
Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir 
diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar 
imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando 
problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico 
por contato indireto e de incêndio e explosão.
3.1. Problemas operacionais
Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo 
de aterramento são:
• Falta de continuidade; e
• Elevada resistência elétrica de contato. 
É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor 
de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo 
admissível para resistência de contato.
56
Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
57
Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se 
manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma 
corrente elétrica.
Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica.
Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas 
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade 
– Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso 
em: 14 mar. 2008.
3.5. Bibliografi a3.4. Glossário
Objetivo Específi co
O material está dividido em capítulos. 
No início de cada capítulo são apresentados os objetivos 
específi cos de aprendizagem, que devem ser utilizados como 
orientadores ao longo do estudo.
No fi nal de cada capítulo encontram-se os exercícios, que 
visam avaliar o alcance dos objetivos de aprendizagem.
Os gabaritos dos exercícios estão nas últimas páginas do 
capítulo em questão.
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas 
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Riscos elétricos 
e o aterramento 
de segurança
Ao fi nal desse capítulo, o treinando poderá:
• Estabelecer a relação entre aterramento de segurança e 
riscos elétricos;
• Reconhecer os tipos de riscos elétricos decorrentes do uso de 
equipamentos e sistemas elétricos;
• Relacionar os principais tipos de sistemas de aterramento de 
segurança e sua aplicabilidade nas instalações elétricas. 
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Alta Competência
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
A gravidade dos efeitos fi siológicos no organismo está relacionada a 
quatro fatores fundamentais:
 Tensão;• 
 Resistência elétrica do corpo; • 
 Área de contato;• 
 Duração do choque.• 
 Os riscos elétricos, independente do tipo de • 
instalação ou sistema, estão presentes durante toda 
a vida útil de um equipamento e na maioria das 
instalações. Por isso é fundamental mantê-los sob 
controle para evitar prejuízos pessoais, materiais ou 
de continuidade operacional.
 Os • choques elétricos representam a maior fonte 
de lesões e fatalidades, sendo necessária, além das 
medidas de engenharia para seu controle, a obediência 
a padrões e procedimentos de segurança.
1.4. Exercícios
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e 
aterramento de segurança?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que 
abordam os cuidados e critérios relacionados a riscos elétricos. 
Correlacione-os aos tipos de riscos, marcando A ou B, conforme, 
o caso: 
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser 
projetadas e executadas de modo que seja possível 
prevenir, por meios seguros, os perigos de choque 
elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( ) “Nas instalações elétricas de áreas classificadas 
(...) devem ser adotados dispositivos de proteção, 
como alarme e seccionamento automático para 
prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas de 
isolamento, aquecimentos ou outras condições 
anormais de operação.”
( ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) 
durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for 
julgado necessário à segurança, devem ser colocadas 
placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas 
e demais meios de sinalização que chamem a atenção 
quanto ao risco.”
( ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e 
sistemas destinados à aplicação em instalações elétricas 
(...) devem ser avaliados quanto à sua conformidade, no 
âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemaselétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. 
Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 
14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med.
br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes 
do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados 
e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, 
marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e 
executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os 
perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser 
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento 
automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas 
de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de 
operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os 
trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário 
à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de 
advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem 
a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados 
à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à 
sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes 
normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer 
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um 
equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se 
houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um 
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem 
da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a
Para a clara compreensão dos termos técnicos, as suas 
defi nições estão disponíveis no glossário. Ao longo dos 
textos do capítulo, esses termos podem ser facilmente 
identifi cados, pois estão em destaque.
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Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
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3. Problemas operacionais, riscos e 
cuidados com aterramento de segurança
Todas as Unidades de Exploração e Produção possuem um plano de manutenção preventiva de equipamentos elétricos (motores, geradores, painéis elétricos, transformadores e outros). 
A cada intervenção nestes equipamentos e dispositivos, os 
mantenedores avaliam a necessidade ou não da realização de inspeção 
nos sistemas de aterramento envolvidos nestes equipamentos.
Para que o aterramento de segurança possa cumprir corretamente o 
seu papel, precisa ser bem projetado e construído. Além disso, deve 
ser mantido em perfeitas condições de funcionamento. 
Nesse processo, o operador tem importante papel, pois, ao interagir 
diariamente com os equipamentos elétricos, pode detectar 
imediatamente alguns tipos de anormalidades, antecipando 
problemas e, principalmente, diminuindo os riscos de choque elétrico 
por contato indireto e de incêndio e explosão.
3.1. Problemas operacionais
Os principais problemas operacionais verifi cados em qualquer tipo 
de aterramento são:
• Falta de continuidade; e
• Elevada resistência elétrica de contato. 
É importante lembrar que Norma Petrobras N-2222 defi ne o valor 
de 1Ohm, medido com multímetro DC (ohmímetro), como o máximo 
admissível para resistência de contato.
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Alta Competência Capítulo 3. Problemas operacionais, riscos e cuidados com aterramento de segurança
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Choque elétrico – conjunto de perturbações de natureza e efeitos diversos, que se 
manifesta no organismo humano ou animal, quando este é percorrido por uma 
corrente elétrica.
Ohm – unidade de medida padronizada pelo SI para medir a resistência elétrica.
Ohmímetro – instrumento que mede a resistência elétrica em Ohm.
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas 
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade 
– Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso 
em: 14 mar. 2008.
3.5. Bibliografi a3.4. Glossário
Objetivo Específi co
Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os 
insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, 
ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, 
basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo. 
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão 
presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. 
A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo 
abordado de um determinado item do capítulo. 
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do 
conteúdo tratado no capítulo. 
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Alta Competência
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Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas 
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. 
Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalaçõese serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 
14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med.
br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes 
do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados 
e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, 
marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e 
executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os 
perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser 
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento 
automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas 
de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de 
operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os 
trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário 
à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de 
advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem 
a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados 
à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à 
sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes 
normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer 
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um 
equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se 
houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um 
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem 
da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a
14
Alta Competência
15
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a 
primeira observação de um fenômeno relacionado 
com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um 
fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido 
um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de 
atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome 
dado à resina produzida por pinheiros que protege a 
árvore de agressões externas. Após sofrer um processo 
semelhante à fossilização, ela se torna um material 
duro e resistente. 
Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:
1.1. Riscos de incêndio e explosão
Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:
Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, 
fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera 
potencialmente explosiva por descarga descontrolada de 
eletricidade estática.
Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer 
instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos 
pessoais, materiais e de continuidade operacional.
Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos 
observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de 
incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança 
durante o projeto da instalação, como por exemplo:
 A escolha do tipo de • aterramento funcional mais adequado 
ao ambiente;
 A seleção dos dispositivos de proteção e controle;• 
 A correta manutenção do sistema elétrico.• 
O aterramento funcional do sistema elétrico tem 
como função permitir o funcionamento confi ável 
e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da 
sensibilização dos relés de proteção, quando existe 
uma circulação de corrente para a terra, provocada 
por anormalidades no sistema elétrico.
Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados 
à ocorrência de incêndio e explosão:
Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta 
dos principais pontos abordados no capítulo.
Em “Atenção” estão destacadas as informações que não 
devem ser esquecidas.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm 
como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. 
Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional!
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
rESUmINDO...
NÍVEL DE RUÍDO DB (A) 
MÁXIMA EXPOSIÇÃO 
DIÁRIA PERMISSÍVEL
85 8 horas
86 7 horas
87 6 horas
88 5 horas
89 4 horas e 30 minutos
90 4 horas
91 3 horas e 30 minutos
92 3 horas
93 2 horas e 40 minutos
94 2 horas e 15 minutos
95 2 horas
96 1 hora e 45 minutos
98 1 hora e 15 minutos
100 1 hora
102 45 minutos
104 35 minutos
105 30 minutos
106 25 minutos
108 20 minutos
110 15 minutos
112 10 minutos
114 8 minutos
115 7 minutos
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
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110 15 minutos
112 10 minutos
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Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear ofl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
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Caso sinta necessidade de saber de onde foram retirados os 
insumos para o desenvolvimento do conteúdo desta apostila, 
ou tenha interesse em se aprofundar em determinados temas, 
basta consultar a Bibliografi a ao fi nal de cada capítulo. 
Ao longo de todo o material, caixas de destaque estão 
presentes. Cada uma delas tem objetivos distintos. 
A caixa “Você Sabia” traz curiosidades a respeito do conteúdo 
abordado de um determinado item do capítulo. 
“Importante” é um lembrete das questões essenciais do 
conteúdo tratado no capítulo. 
24
Alta Competência
25
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
CARDOSO ALVES, Paulo Alberto e VIANA, Ronaldo Sá. Aterramento de sistemas 
elétricos - inspeção e medição da resistência de aterramento. UN-BC/ST/EMI – 
Elétrica, 2007.
COELHO FILHO, Roberto Ferreira. Riscos em instalações e serviços com eletricidade. 
Curso técnico de segurança do trabalho, 2005.
Norma Petrobras N-2222. Projeto de aterramento de segurança em unidades 
marítimas. Comissão de Normas Técnicas - CONTEC, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Associação 
Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Brasileira ABNT NBR-5419. Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2005.
Norma Regulamentadora NR-10. Segurança em instalações e serviços em 
eletricidade. Ministério do Trabalho e Emprego, 2004. Disponível em: <http://
www.mte.gov.br/legislacao/normas_regulamentadoras/nr_10.pdf> - Acesso em: 
14 mar. 2008.
NFPA 780. Standard for the Installation of Lightining Protection Systems. National 
Fire Protection Association, 2004.
Manuais de Cardiologia. Disponível em: <http://www.manuaisdecardiologia.med.
br/Arritmia/Fibrilacaoatrial.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Educação. Disponível em: <http://mundoeducacao.uol.com.br/doencas/
parada-cardiorespiratoria.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008.
Mundo Ciência. Disponível em: <http://www.mundociencia.com.br/fi sica/eletricidade/
choque.htm> - Acesso em: 20 mai. 2008. 
1) Que relação podemos estabelecer entre riscos elétricos e aterramento de segurança?
O aterramento de segurança é uma das formas de minimizar os riscos decorrentes 
do uso de equipamentos e sistemas elétricos.
2) Apresentamos, a seguir, trechos de Normas Técnicas que abordam os cuidados 
e critérios relacionados a riscos elétricos. Correlacione-os aos tipos de riscos, 
marcando A ou B, conforme, o caso:
A) Risco de incêndio e explosão B) Risco de contato
( B ) “Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e 
executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os 
perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de acidentes.”
( A ) “Nas instalações elétricas de áreas classifi cadas (...) devem ser 
adotados dispositivos de proteção, como alarme e seccionamento 
automático para prevenir sobretensões, sobrecorrentes, falhas 
de isolamento, aquecimentos ou outras condições anormais de 
operação.”
( B ) “Nas partes das instalações elétricas sob tensão, (...) durante os 
trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário 
à segurança, devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de 
advertência, bandeirolas e demais meios de sinalização que chamem 
a atenção quanto ao risco.”
( A ) “Os materiais, peças, dispositivos, equipamentos e sistemas destinados 
à aplicação em instalações elétricas (...) devem ser avaliados quanto à 
sua conformidade, no âmbito do Sistema Brasileiro de Certifi cação.” 
3) Marque V para verdadeiro e F para falso nas alternativas a seguir:
( V ) O contato direto ocorre quando a pessoa toca as partes 
normalmente energizadas da instalação elétrica.
( F ) Apenas as partes energizadas de um equipamento podem oferecer 
riscos de choques elétricos.
( V ) Se uma pessoa tocar a parte metálica, não energizada, de um 
equipamento não aterrado, poderá receber uma descarga elétrica, se 
houver falha no isolamento desse equipamento.
( V ) Em um choque elétrico, o corpo da pessoa pode atuar como um 
“fi o terra”.
( F ) A queimadura é o principal efeito fi siológico associado à passagem 
da corrente elétrica pelo corpo humano.
1.7. Gabarito1.6. Bibliografi a
14
Alta Competência
15
Capítulo 1. Riscos elétricos e o aterramento de segurança 
É atribuído a Tales de Mileto (624 - 556 a.C.) a 
primeira observação de um fenômeno relacionado 
com a eletricidade estática. Ele teria esfregado um 
fragmento de âmbar com um tecido seco e obtido 
um comportamento inusitado – o âmbar era capaz de 
atrair pequenos pedaços de palha. O âmbar é o nome 
dado à resina produzida por pinheiros que protege a 
árvore de agressões externas. Após sofrer um processo 
semelhante à fossilização, ela se torna um material 
duro e resistente. 
Os riscos elétricos de uma instalação são divididos em dois grupos principais:
1.1. Riscos de incêndio e explosão
Podemos defi nir os riscos de incêndio e explosão da seguinte forma:
Situações associadas à presença de sobretensões, sobrecorrentes, 
fogo no ambiente elétrico e possibilidade de ignição de atmosfera 
potencialmente explosiva por descarga descontrolada de 
eletricidade estática.
Os riscos de incêndio e explosão estão presentes em qualquer 
instalação e seu descontrole se traduz principalmente em danos 
pessoais, materiais e de continuidade operacional.
Trazendo este conhecimento para a realidade do E&P, podemos 
observar alguns pontos que garantirão o controle dos riscos de 
incêndio e explosão nos níveis defi nidos pelas normas de segurança 
durante o projeto da instalação, como por exemplo:
 A escolha do tipo de • aterramento funcional mais adequado 
ao ambiente;
 A seleção dos dispositivos de proteção e controle;• 
 A correta manutenção do sistema elétrico.• 
O aterramento funcional do sistema elétrico tem 
como função permitir o funcionamento confi ável 
e efi ciente dos dispositivos de proteção, através da 
sensibilização dos relés de proteção, quando existe 
uma circulação de corrente para a terra, provocada 
por anormalidades no sistema elétrico.
Observe no diagrama a seguir os principais riscos elétricos associados 
à ocorrência de incêndio e explosão:
Já a caixa de destaque “Resumindo” é uma versão compacta 
dos principais pontos abordados no capítulo.
Em “Atenção” estão destacadas as informações que não 
devem ser esquecidas.
Todos os recursos didáticos presentes nesta apostila têm 
como objetivo facilitar o aprendizado de seu conteúdo. 
Aproveite este material para o seu desenvolvimento profi ssional!
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentadomais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
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85 8 horas
86 7 horas
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89 4 horas e 30 minutos
90 4 horas
91 3 horas e 30 minutos
92 3 horas
93 2 horas e 40 minutos
94 2 horas e 15 minutos
95 2 horas
96 1 hora e 45 minutos
98 1 hora e 15 minutos
100 1 hora
102 45 minutos
104 35 minutos
105 30 minutos
106 25 minutos
108 20 minutos
110 15 minutos
112 10 minutos
114 8 minutos
115 7 minutos
Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
ImpOrTANTE!
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É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
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92 3 horas
93 2 horas e 40 minutos
94 2 horas e 15 minutos
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Uma das principais substâncias removidas em poços de 
petróleo pelo pig de limpeza é a parafi na. Devido às 
baixas temperaturas do oceano, a parafi na se acumula 
nas paredes da tubulação. Com o tempo, a massa pode 
vir a bloquear o fl uxo de óleo, em um processo similar 
ao da arteriosclerose.
VOCÊ SABIA??
É muito importante que você conheça os tipos de pig 
de limpeza e de pig instrumentado mais utilizados na 
sua Unidade. Informe-se junto a ela!
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ATENÇÃO
É muito importante que você conheça os 
procedimentos específicos para passagem de pig 
em poços na sua Unidade. Informe-se e saiba 
quais são eles.
Recomendações gerais
• Antes do carregamento do pig, inspecione o 
interior do lançador;
• Após a retirada de um pig, inspecione internamente 
o recebedor de pigs;
• Lançadores e recebedores deverão ter suas 
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SumárioSumário
Introdução 17
Capítulo 1 - Turbinas a gás - definição e princípio de funcionamento
Objetivos 21
1. Turbinas a gás - definição e princípio de funcionamento 23
1.1. Comparação entre os ciclos de funcionamento de motores 26
1.1.1. O ciclo Otto 28
1.1.2. O ciclo Brayton 29
1.2. Exercícios 31
1.3. Glossário 35
1.4. Bibliografia 36
1.5. Gabarito 37
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes 
Objetivo 41
2. Turbinas a gás - principais componentes 43
2.1. Compressor de ar 43
2.2. Câmara de combustão 48
2.3. Roda de turbina 50
2.4. Exercícios 52
2.5. Glossário 54
2.6. Bibliografia 55
2.7. Gabarito 56
Capítulo 3 - Turbinas a gás - tipos 
Objetivo 57
3. Turbinas a gás - tipos 59
3.1. Turbinas a gás aeronáuticas 59
3.2. Turbinas a gás industriais 60
3.2.1. Turbina a gás industrial aeroderivada 61
3.2.2. Turbina a gás industrial não aeroderivada 63
3.3. Comparação entre turbinas a gás industriais 66
3.4. Exercícios 68
3.5. Glossário 70
3.6. Bibliografia 71
3.7. Gabarito 72
Capítulo 4 - Turbinas a gás industriais - principais componentes 
Objetivo 75
4. Turbinas a gás industriais - principais componentes 77
4.1. Seções da turbina a gás industrial 77
4.1.1. Caixa de acessórios 77
4.1.2. Duto de admissão de ar 78
4.1.3. Conjunto de admissão de ar e alojamento do mancal n.º 1 78
4.1.4. Compressor de ar 78
4.1.5. Difusor de descarga do compressor axial de ar e 
alojamento do mancal n.º 2 78
4.1.6. Alojamento da seção de combustão e turbina geradora de gás 78
4.1.7. Conjunto da turbina de potência e exaustão de gases 79
4.2. Exercícios 80
4.3. Glossário 81
4.4. Bibliografia 82
4.5. Gabarito 83
Capítulo 5 - Turbinas a gás - circuitos auxiliares 
Objetivos 85
5. Turbinas a gás - circuitos auxiliares 87
5.1. Circuito de proteção 87
5.2. Circuito de ar 88
5.3. Circuito de partida 90
5.4. Circuito de óleo lubrificante e de comando hidráulico 92
5.5. Circuito de controle do fluxo de ar do compressor axial 92
5.6. Circuito de combustível 94
5.7. Casulo da turbina a gás 94
5.8. Exercícios 95
5.9. Glossário 97
5.10. Bibliografia 99
5.11. Gabarito 100
Capítulo 6 - Turbinas a gás - filosofia de seqüenciamento 
Objetivo 103
6. Turbinas a gás – filosofia de seqüenciamento 105
6.1. Ordem de partida 105
6.1.1. Parada / stop 105
6.1.2. Preparação / pré-lubrificação / pre-lub 106
6.1.3. Ventilação / purga / crank 106
6.1.4. Ignição 107
6.1.5. Idle / warm-up 107
6.1.6. Operação / load 108
6.1.7. Idle / cool-down 108
6.1.8. Parando / stopping 108
6.1.9. Pós-lubrificação / pos-lub 108
6.2. Exercícios 110
6.3. Glossário 112
6.4. Bibliografia 113
6.5. Gabarito 114
Capítulo 7 - Desempenho da turbina a gás 
Objetivo 115
7. Desempenho da turbina a gás 117
7.1. Condições de desempenho 117
7.2. Instruções de aplicação do gráfico “potência de saída”,
em função da temperatura de admissão de ar 118
7.3. Fator de correção de desempenho para altitude 120
7.4. Perda de pressão na admissão de ar e exaustão de gases 121
7.5. Exercícios 124
7.6. Glossário 125
7.7. Bibliografia 126
7.8. Gabarito 127
17
Introdução
O desenvolvimento da turbina a gás remonta a 200 a.C., quando o filósofo egípcio Hero, de Alexandria, inventou um dispositivo que demonstrava o princípio físico de uma turbina 
simples, na qual o vapor gerado após o aquecimento da água era 
direcionado para sair do balão rotativo através de dois dispositivos 
posicionados a 180º um do outro, proporcionando o seu giro.
Turbina a gás projetada por Hero
Leonardo da Vinci, filósofo italiano medieval multitalentoso, 
rascunhou uma turbina a gás acionada pela fumaça de uma chaminé, 
em 1550. 
Posteriormente, a invenção da turbina a gás e o desenvolvimento do 
seu projeto original tiveram como foco o acionamento de aviões e as 
pesquisas no campo de propulsão a jato.
A primeira patente de um projeto de motor a jato foi dada a John 
Barber, na Inglaterra, em 1791. Entretanto, não havia, na época, 
tecnologia, capacidade manufatureira e materiais disponíveis para 
fabricar essa máquina térmica.
CORPORATIVA
18
Alta Competência
Combustor
Retirada de potência
A turbina a gás de Jonh Barber
Admissão de ar
Compressão de ar
Bomba de combustível Combustível
Projeto de turbina a gás
O emprego de turbinas a gás para o acionamento de compressores, 
bombas e geradores foi adaptado após a Segunda Guerra Mundial. 
Devido à sua construção compacta, pequeno peso e à alta potência, 
quando comparado aos motores tradicionais de combustão interna, 
seu uso tem sido muito difundidoem aplicações industriais.
Além disso, as turbinas a gás, como geradoras de eletricidade, 
apresentam vantagens: segurança operacional, prazo de implantação 
reduzido, baixos custos e impacto ambiental menor. Esta última 
vantagem é muito relevante em tempos de grande preocupação com 
a preservação do planeta.
Por esses motivos, indústrias no mundo inteiro já têm empregado 
turbinas a gás para a geração de eletricidade e esse processo começa 
a se consolidar também no Brasil. 
A Petrobras utiliza amplamente estas turbinas para a geração 
de energia e compressão de gás nas plataformas marítimas, em 
termelétricas e nas plantas de co-geração de energia (energia 
elétrica e vapor d’água, produzidos simultaneamente). 
A matéria a seguir ratifica os investimentos da Petrobras nas 
termelétricas que, em sua maior parte, utilizam turbinas a gás.
CORPORATIVA
19
O Programa Prioritário de Termeletricidade (PPT), 
concebido com o propósito de assegurar o suprimento 
de energia nos próximos anos, foi responsável pela 
construção de 57 usinas termelétricas, responsáveis, 
a partir de 2003, por mais da metade da demanda de 
gás natural no país.
A Petrobras participa diretamente de 29 usinas, 
com investimentos da ordem de US$ 7 bilhões. Sua 
participação minoritária é de 25%. 
A Petrobras participa acionariamente de 10 
plantas de co-geração, com capacidade para 4.000 
megawatts de energia elétrica e 2.400 toneladas/ 
hora de vapor, e de 19 usinas termelétricas que irão 
gerar 7.000 megawatts.
Disponível em: <http://www2.petrobras.com.br/
Petrobras/portugues/perfil/gas_energia/per_ppt.
htm>. Acesso em: 30 mai 2008.
No estudo das turbinas a gás serão conhecidos mais detalhes a respeito 
do seu funcionamento e da sua aplicação.
CORPORATIVA
CORPORATIVA
PREfÁCIO
C
ap
ít
u
lo
 1
Turbinas a gás - 
definição e 
princípio de 
funcionamento
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Descrever o princípio de funcionamento da turbina a gás;
• Identificar os componentes básicos de uma turbina a gás;
• Diferenciar o ciclo termodinâmico da turbina a gás do ciclo 
de um motor convencional;
• Identificar as etapas do ciclo termodinâmico da turbina a gás 
nos gráficos P x V e T x S.
CORPORATIVA
22
Alta Competência
CORPORATIVA
23
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
1. Turbinas a gás - definição e 
princípio de funcionamento
As turbinas a gás, em termos de fabricação em série, foram projetadas inicialmente para equipar os aviões na Segunda Guerra Mundial. Posteriormente, passaram a equipar os 
aviões de passageiros e helicópteros.
Com o decorrer do desenvolvimento industrial, teve início o emprego 
das turbinas a gás aeronáuticas para acionamento de máquinas 
operatrizes, como bombas, compressores e geradores elétricos. Algum 
tempo depois, foram desenvolvidas as turbinas a gás industriais não 
aeroderivadas, ou seja, projetadas exclusivamente para a indústria. 
A turbina a gás é um motor de combustão interna que converte 
energia térmica em energia mecânica, e utiliza o ar como fluido 
motriz para prover energia.
Ela está ilustrada a seguir, sendo possível observar a sua estrutura de 
funcionamento: um ventilador (1), acionado por um motor elétrico, 
gera uma massa de ar com determinada velocidade. Essa massa de 
ar é direcionada para o ventilador (2), que funciona como uma roda 
de turbina e se encontra acoplado a um gerador elétrico e assim, 
conseqüentemente, a energia elétrica é produzida.
Gerador elétrico Motor elétrico
1
2
Turbina a gás
CORPORATIVA
24
Alta Competência
Na próxima ilustração, é apresentado um ventilador (1) que, na 
partida, é acionado por um motor elétrico (2) e, após a ignição e 
combustão, o seu acionamento ocorre através da roda de turbina (3), 
que foi acionada pela massa de ar oriunda do ventilador (1). Pode-se 
verificar que a massa de ar oriunda do ventilador é aquecida por uma 
chama contínua que, dessa forma, ganha temperatura e se expande 
na roda da turbina, de onde é retirado trabalho para o acionamento 
do ventilador, mantendo-se o ciclo de funcionamento.
Roda de turbina ( 3 )
Compressor de ar
Câmara de combustão
Motor/gerador ( 2 )
Ventilador ( 1 )
Concepção de uma turbina a gás
Em 1930, Frank Whittle apresentou a primeira patente de uma turbina 
a gás para produzir um jato de propulsão. A construção da turbina 
“Whittle” formou as bases das modernas turbinas a gás.
Na ilustração abaixo se vê a estrutura interna de uma turbina a gás e 
a simulação do fluxo de ar percorrendo o seu interior.
Compressor
Bico injetor
Entrada de ar
Rodas de 
turbina
Câmara de combustão
Bocal de propulsão
b
d
c
a
e
f
Estrutura interna de uma turbina a gás
CORPORATIVA
25
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
Cada parte da turbina a gás pode ser associada a uma etapa da 
conversão da energia térmica em energia mecânica.
Uma turbina a gás produz energia a partir do resultado das etapas 
contínuas do ciclo Brayton - ciclo básico da turbina a gás. As etapas 
estão apontadas a seguir.
1. Admissão - etapa em que ocorre a entrada de ar atmosférico (a) na 
turbina a gás. 
2. Compressão - um compressor dinâmico (b) - axial ou centrífugo - 
comprime o ar. Normalmente, o compressor é do tipo axial, de 
vários estágios, onde as energias de pressão e temperatura do 
fluido (ar) aumentam.
O compressor de ar da turbina é o componente responsável pelo 
aumento da pressão do ar, no ciclo Brayton, e é acionado pela roda 
de turbina.
Normalmente, o compressor axial é empregado nesses casos por ter 
uma capacidade maior de vazão, quando comparado ao compressor 
centrífugo, para o mesmo tamanho. 
3. Combustão - o ar comprimido flui para as câmaras de combustão 
(c), onde o combustível, à alta pressão, é injetado através do bico 
injetor (d) e queimado a uma pressão aproximadamente constante. 
A ignição da mistura ar/combustível ocorre durante a partida, através 
de ignitores. Posteriormente, a combustão se auto-sustenta.
4. Expansão - os gases gerados na combustão, a alta temperatura 
e pressão, (em c), são expandidos a uma alta velocidade, na seção 
de expansão. Esta seção é um conjunto de rodas estatoras (d), com 
palhetas, que promovem o efeito bocal e direcionam o fluido motriz 
(gases), a fim de proporcionar um melhor ângulo de ataque nas 
palhetas das rodas da turbina (e) ou no conjunto rotor (eixo com rodas 
de palhetas). Assim, a energia dos gases é convertida em potência no 
eixo, que aciona o compressor axial de ar (aproximadamente 2/3 da 
energia gerada com a queima).
CORPORATIVA
26
Alta Competência
5. Exaustão - os gases remanescentes da expansão na turbina passam 
através de um bocal de propulsão (f) para aumentar sua velocidade 
e, conseqüentemente, o impulso (propulsão). 
Na imagem a seguir estão representados as variações e os valores 
máximos de pressão e temperatura no interior da turbina a gás.
Pressão e temperatura
Pressão 
(Atmosfera)
Temperatura 
(graus C) 
Diagramas da evolução da pressão e da temperatura no interior da turbina a gás
É importante ratificar que a turbina a gás é uma máquina térmica 
que utiliza o ar como fluido motriz para prover energia. Para que isso 
ocorra, o ar que passa através da turbina deve ser acelerado, ou seja, 
a velocidade ou energia cinética do ar é aumentada. Para obter esse 
aumento, primeiramente eleva-se a pressão e, em seguida, adiciona-
se calor. Finalmente, a energia gerada (aumento de entalpia) é 
transformada em potência no eixo da turbina.
1.1. Comparação entre os ciclos de funcionamento de motores
Todos os motores de combustão interna funcionam com base em 
um ciclo termodinâmico, portanto, vamos comparar os ciclos de 
funcionamento de uma turbina a gás (ciclo Brayton) e de um motor 
convencional de quatro tempos (ciclo Otto), para que as diferenças 
fiquem claras, e se entenda o conjunto de processo e princípios de 
funcionamento, destacando-se as vantagens.
CORPORATIVA
27
Capítulo 1. Turbinas a gás – definiçãoe princípio de funcionamento
Em uma turbina a gás, a combustão ocorre a uma pressão constante, 
ao passo que, em um motor convencional, a combustão ocorre a um 
volume constante.
A ilustração a seguir demonstra a comparação entre os dois ciclos.
Admissão de ar
Ar
Combustão
Exasutão
Compressor 
axial de ar Compressor
Câmara de
combustão Turbina
geradora de gás Turbina de
potência
Coletor de gás
combustível e 
bicos injetores
Válvula de 
sangria
Exaustão
Admissão Compressão Combustão
e expansão
Exaustão
Comparação entre ciclos
ATENÇÃO
Pode-se utilizar um trocadilho na comparação entre 
a turbina a gás e o motor convencional: na turbina a 
gás, as cinco etapas do ciclo termodinâmico ocorrem 
simultaneamente em seções diferentes e, no motor 
convencional, as cinco etapas do ciclo termodinâmico 
ocorrem na mesma seção em tempos diferentes.
CORPORATIVA
28
Alta Competência
1.1.1. O ciclo Otto
O ciclo Otto é o ciclo de funcionamento do motor convencional de 
quatro tempos, que equipa os automóveis.
Em ambos os ciclos – Otto e Brayton – ocorrem etapas de 
admissão, compressão, combustão, expansão e exaustão. 
Em um motor de ciclo convencional (Otto), essas etapas são 
produzidas no mesmo local (cilindro), em tempos diferentes, 
sendo, portanto, um ciclo intermitente.
Ciclo Otto
Pressão
Volume
Início do ciclo1 2
3
4
Do ponto 1 ao ponto 2, o ar é admitido, ocorrendo aumento do 
volume sem variação da pressão.
Do ponto 2 ao 3, ocorre o movimento ascendente do pistão, 
acarretando a redução do volume, o aumento da pressão e o 
conseqüente aumento da temperatura, visto tratar-se de um processo 
de compressão politrópica.
No ponto 3, acontece a ignição com grande aumento da temperatura 
da mistura.
O termo, volume constante, deve-se ao seguinte fato: do ponto 3 
ao ponto 4, durante a combustão da mistura, não ocorre mudança 
considerável no volume, mas sim, um grande aumento da pressão.
CORPORATIVA
29
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
Do ponto 4 ao ponto 5 ocorre a expansão dos gases empurrando o 
pistão, quando é extraído o trabalho para o acionamento do eixo, 
que faz funcionar as rodas do carro. Na expansão acontece a queda 
da temperatura e da pressão e aumento do volume. Esta é a única 
etapa (ponto 4 ao 5) em que a energia pode ser extraída (trabalho 
extraído do processo). 
Quando a válvula de exaustão abre (ponto 5 ao ponto2), resulta em 
uma rápida queda de pressão a volume constante. O pistão então 
sobe, forçando os gases remanescentes para a exaustão (ponto 2 ao 
ponto 1). O ciclo, então, é reiniciado.
1.1.2. O ciclo Brayton
O ciclo Brayton (ou de Joule) é um ciclo aberto e de fluxo contínuo, ou 
seja, todas as etapas ocorrem simultaneamente, tendo o ar escoado 
por dentro da turbina. 
As turbinas a gás operam no ciclo Brayton (pressão constante), que 
comumente é denominado ciclo aberto. As etapas deste ciclo são 
mostradas no gráfico P x V da ilustração a seguir.
Ciclo Brayton
P
re
ss
ão
C
om
pr
es
sã
o
Volume
1
2
4
5
3
Expansão 
nas turbinas
Combustão
Turbinas 
de potência
Pressão 
Atmosférica
CORPORATIVA
30
Alta Competência
A ilustração a seguir representa o ciclo termodinâmico, com suas 
etapas e as variações de temperatura correspondentes a cada uma 
delas, onde T é temperatura e S é a entropia.
Temperatura
Entropia
1
2
3
4
Ciclo Brayton
O ar é admitido e comprimido, do ponto 1 ao ponto 2, acarretando 
aumento de pressão e temperatura e redução de volume.
Do ponto 2 ao 3, temos representado a combustão à pressão 
constante, mas com um aumento acentuado do volume. Esta elevação 
de volume se manifesta em aumento de velocidade de escoamento 
dos gases, porque não há mudança acentuada na área dessa seção 
da turbina. A partir da combustão ocorre a expansão dos gases nas 
rodas da turbina, causando uma redução da pressão e temperatura e 
aumento de volume. 
A combustão isobárica do ciclo Brayton da turbina a gás proporciona 
o aumento do volume específico do ar, que se manifesta com o 
aumento de sua velocidade.
CORPORATIVA
31
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
1) Considerando o que foi apresentado sobre as turbinas a gás, res-
ponda ao que se pede.
a) Como podemos definir a turbina a gás?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b) Que fluido motriz é empregado na turbina a gás?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
c) Que processo ocorre no interior de uma turbina a gás e qual o re-
sultado obtido?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
2) Indique as diferenças existentes entre o funcionamento da turbina 
a gás e de um motor convencional.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
1.2. Exercícios
CORPORATIVA
32
Alta Competência
3) Identifique os componentes da turbina a gás, fazendo a corres-
pondência das letras aos elementos destacados.
( d ) Bico injetor
( a ) Entrada de ar
( b ) Compressor
( e ) Rodas de turbina
( c ) Câmara de combustão
( f ) Bocal de propulsão
CORPORATIVA
33
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
4) Assinale com um X a opção que completa corretamente as lacunas 
do texto a seguir.
O ar é admitido na turbina a gás e comprimido pelo _______________ 
e descarregado para uma _________________, onde é aquecido 
pela queima contínua de um combustível (diesel, querosene de 
aviação ou gás).
Os gases, ao saírem da câmara de combustão, são direcionados 
para ________________ , passando pelas aletas estatoras e, em 
seguida, encaminhados para a _____________________, que retira 
trabalho dos gases quentes para acionar o compressor de ar 
através do eixo e manter a continuidade do ciclo.
A energia necessária para o acionamento do compressor é de 2/3 
da energia liberada na combustão e a energia remanescente nos 
gases (1/3) escoa para a atmosfera, passando por um_________ 
_______ (redução da seção transversal), onde a velocidade é 
aumentada e, dessa forma, impulsiona a turbina para a frente 
devido à força de propulsão.
Portanto, a opção correta é:
( ) bocal, câmara de combustão, seção de expansão, roda de 
turbina e compressor;
( ) compressor, câmara de combustão, seção de expansão, 
roda de turbina e bocal;
( ) bocal, câmara de combustão, roda de turbina, seção de ex-
pansão e compressor;
( ) compressor, câmara de combustão, roda de turbina, seção 
de expansão e bocal.
CORPORATIVA
34
Alta Competência
5) Coloque V (verdadeira) e F (falsa) nas afirmativas abaixo.
( ) A combustão isobárica do ciclo Otto da turbina a gás pro-
porciona a diminuição do volume especifico do ar, que se 
manifesta com o aumento de sua velocidade.
( ) O ar quente resultante da combustão isobárica se expande 
com alta velocidade na seção da turbina. 
( ) A turbina a gás é um motor de combustão interna que 
converte energia mecânica em energia térmica.
( ) Na turbina a gás os processos termodinâmicos acontecem em 
locais diferentes, ao mesmo tempo e de forma contínua. 
( ) No motor convencional (ciclo Otto), os processos termodi-
nâmicos acontecem no mesmo local, em tempos diferentes, 
é um ciclo intermitente. 
6) Analise os gráficos P x V e T x S e assinale, com um X, a alternativacorreta a respeito dos processos do ciclo Brayton da turbina a gás.
P
re
ss
ão
C
om
pr
es
sã
o
Volume
1
2
4
5
3
Expansão 
nas turbinas
Combustão
Turbinas 
de potência
Pressão 
Atmosférica
Temperatura
Entropia
1
2
3
4
A alternativa correta é:
( ) 1-2 Combustão isobárica, 2-3 Expansão, 3-4 Compressão;
( ) 1-2 Expansão, 2-3 Combustão isobárica, 3-4 Compressão;
( ) 1-2 Compressão, 2-3 Combustão isobárica, 3-4 Expansão;
( ) 1-2 Compressão, 2-3 Expansão, 3-4 Combustão isobárica;
( ) 1-2 Combustão isobárica, 2-3 Compressão, 3-4 Expansão. 
CORPORATIVA
35
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
Combustão isobárica - combustão a pressão constante.
Palheta - palheta estacionária, fixada na carcaça da turbina.
1.3. Glossário
CORPORATIVA
36
Alta Competência
JOAQUIM, Manuel; IGLESIAS, Leopoldo; MATIAS, José Augusto. Noções de Turbinas 
a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
VALADÃO, Cleuber Pozes. Turbinas a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
1.4. Bibliografia
CORPORATIVA
37
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
1) Considerando o que foi apresentado sobre as turbinas a gás, responda ao que 
se pede.
a) Como podemos definir a turbina a gás?
A turbina a gás é um motor de combustão interna, é uma máquina térmica.
b) Que fluido motriz é empregado na turbina a gás?
O fluido motriz empregado é o ar.
c) Que processo ocorre no interior de uma turbina a gás e qual o resultado obtido?
No interior da turbina ocorre a conversão de energia térmica em energia 
mecânica a partir da elevação da pressão e da adição de calor. Como resultado 
desse ciclo tem a transformação da energia térmica em potência, o que ocorre 
no eixo da turbina.
2) Indique as diferenças existentes entre o funcionamento da turbina a gás e de um 
motor convencional.
Em uma turbina a gás, a combustão ocorre a uma pressão constante, ao passo que, 
em um motor convencional, a combustão ocorre a um volume constante.
Na turbina a gás, as cinco etapas do ciclo termodinâmico ocorrem simultaneamente 
em seções diferentes e, no motor convencional, as cinco etapas do ciclo 
termodinâmico ocorrem na mesma seção em tempos diferentes.
3) Identifique os componentes da turbina a gás, fazendo a correspondência das 
letras aos elementos destacados.
( d ) Bico injetor
( a ) Entrada de ar
( b ) Compressor
( e ) Rodas de turbina
( c ) Câmara de combustão
( f ) Bocal de propulsão
Compressor
Bico injetor
Entrada de ar
Rodas de 
turbina
Câmara de combustão
Bocal de propulsão
b
d
c
a
e
f
1.5. Gabarito
CORPORATIVA
38
Alta Competência
4) Assinale com um X a opção que completa corretamente as lacunas do texto a 
seguir.
O ar é admitido na turbina a gás e comprimido pelo compressor e descarregado 
para uma câmara de combustão, onde é aquecido pela queima contínua de um 
combustível (diesel, querosene de aviação ou gás).
Os gases, ao saírem da câmara de combustão, são direcionados para seção de 
expansão, passando pelas aletas estatoras e, em seguida, encaminhados para a 
roda de turbina, que retira trabalho dos gases quentes para acionar o compressor 
de ar através do eixo e manter a continuidade do ciclo.
A energia necessária para o acionamento do compressor é de 2/3 da energia 
liberada na combustão e a energia remanescente nos gases (1/3) escoa para 
a atmosfera, passando por um bocal (redução da seção transversal), onde a 
velocidade é aumentada e, dessa forma, impulsiona a turbina para a frente 
devido à força de propulsão.
Portanto, a opção correta é:
( ) bocal, câmara de combustão, seção de expansão, roda de turbina e 
compressor;
( X ) compressor, câmara de combustão, seção de expansão, roda de turbina e 
bocal;
( ) bocal, câmara de combustão, roda de turbina, seção de expansão e 
compressor;
( ) compressor, câmara de combustão, roda de turbina, seção de expansão e 
bocal.
5) Coloque V (verdadeira) e F (falsa) nas afirmativas abaixo.
( F ) A combustão isobárica do ciclo Otto da turbina a gás proporciona a 
diminuição do volume especifico do ar, que se manifesta com o aumento 
de sua velocidade.
Justificativa: A combustão isobárica do ciclo Brayton da turbina a gás 
proporciona o aumento do volume especifico do ar, que se manifesta 
com o aumento de sua velocidade.
( V ) O ar quente resultante da combustão isobárica se expande com alta 
velocidade na seção da turbina. 
( F ) A turbina a gás é um motor de combustão interna que converte energia 
mecânica em energia térmica.
Justificativa: A turbina a gás é um motor de combustão interna que 
converte energia térmica em energia mecânica.
( V ) Na turbina a gás os processos termodinâmicos acontecem em locais 
diferentes, ao mesmo tempo e de forma contínua. 
( V ) No motor convencional (ciclo Otto), os processos termodinâmicos 
acontecem no mesmo local, em tempos diferentes, é um ciclo 
intermitente. 
CORPORATIVA
39
Capítulo 1. Turbinas a gás – definição e princípio de funcionamento
6) Analise os gráficos P x V e T x S e assinale, com um X, a alternativa correta a 
respeito dos processos do ciclo Brayton da turbina a gás.
P
re
ss
ão
C
om
pr
es
sã
o
Volume
1
2
4
5
3
Expansão 
nas turbinas
Combustão
Turbinas 
de potência
Pressão 
Atmosférica
Temperatura
Entropia
1
2
3
4
A alternativa correta é:
( ) 1-2 Combustão isobárica, 2-3 Expansão, 3-4 Compressão;
( ) 1-2 Expansão, 2-3 Combustão isobárica, 3-4 Compressão;
( X ) 1-2 Compressão, 2-3 Combustão isobárica, 3-4 Expansão;
( ) 1-2 Compressão, 2-3 Expansão, 3-4 Combustão isobárica;
( ) 1-2 Combustão isobárica, 2-3 Compressão, 3-4 Expansão. 
CORPORATIVA
CORPORATIVA
PREfÁCIO
C
ap
ít
u
lo
 2
Turbinas a gás - 
principais 
componentes
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Reconhecer a função dos principais componentes de uma 
turbina a gás.
CORPORATIVA
42
Alta Competência
CORPORATIVA
43
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
2. Turbinas a gás - principais 
componentes
É importante ratificar que a turbina a gás é um motor de combustão interna. 
Nestes tipos de motor, utiliza-se o ar como fluido motriz, 
processando-o segundo o ciclo Brayton, onde é captado da 
atmosfera, comprimido, aquecido, expandido e exaurido de volta 
para atmosfera. Nas fases de compressão e aquecimento, o ar 
recebe trabalho e calor, sendo elevado o seu nível energético. Já na 
fase de expansão, o ar transfere trabalho para a roda de turbina, 
acionando o compressor e mantendo, desta forma, o funcionamento 
da turbina e a energia remanescente serve de força propulsora.
Nesse contexto, a turbina a gás é composta basicamente por:
Compressor de ar;• 
Câmara de combustão; • 
Roda de turbina;• 
Eixo. • 
Detalhes da estrutura e função desses componentes são apresentados 
a seguir. 
2.1. Compressor de ar
Na turbina a gás, o compressor é o componente no qual se dá a 
pressurização do fluido de trabalho, sendo sempre empregado 
o do tipo dinâmico (centrífugo, axial ou axial com o último 
estágio centrífugo).
CORPORATIVA
44
Alta Competência
O compressor axial trabalha com relações de compressão baixas, por 
estágios, valores usuais de projeto situados entre 1,1/1 e 1,4/1, o que 
resulta em um número grande de estágios para se atingir as relações 
de compressão elevadas, de até 21/1, empregadas em algumas 
máquinas modernas.
Na prática, relações de compressão muito elevadas são obtidas 
normalmente com dois ou três rotores axiais, operando em série, 
ou por um rotor com vários estágios axiais seguidos por um último 
estágio centrífugo.
O compressor axial permite obter altas vazões de ar, que atingem até 
700 Kg/ s, e eficiência isoentrópica muito boa, com valores típicos que 
variam de 85 a 90 %, sendo por isso empregado em praticamente 
todas as turbinas a gás de médio e grande porte.
Um inconveniente do compressor axial é o de apresentar faixa 
operacional pequena, entre os limites de surge e stonewall, o que 
exige cuidadosespeciais para evitar o surge durante os períodos de 
partida e/ou aceleração. 
A ilustração representa um compressor do tipo axial:
Compressor axial
CORPORATIVA
45
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
O compressor de ar é o componente da turbina a gás responsável 
pelo aumento da pressão do ar no ciclo Brayton, sendo acionado pela 
roda de turbina através de um eixo. Nesses casos, o compressor axial 
é o mais indicado por suportar maior vazão do que os compressores 
centrífugos, no que se refere ao tamanho. 
Seu princípio de funcionamento é o da aceleração do ar, com posterior 
transformação em pressão. É composto por uma seção estacionária, 
onde se encontram instalados os anéis, com aletas estatoras, e por uma 
seção rotativa que possui um conjunto de rotores com palhetas.
Cada estágio de compressão é constituído por um rotor com palhetas 
e um anel com aletas estatoras. O rotor com palhetas é responsável 
pela aceleração do ar, funcionando como um ventilador. É nesta 
etapa que o ar recebe trabalho para aumentar a energia de pressão, 
velocidade e temperatura.
O anel de aletas estatoras tem a finalidade de direcionar o ar para 
incidir com um ângulo favorável sobre as palhetas do próximo estágio 
rotor e promover a desaceleração do fluxo de ar e, assim, transformar 
a energia de velocidade em pressão. Essas máquinas são projetadas 
para que a velocidade na entrada de cada rotor seja a mesma na 
condição de máxima eficiência.
Este processo é repetido nos estágios subseqüentes do compressor, 
sendo que cada estágio promove um pequeno aumento de pressão.
O fluxo de ar no compressor se dá paralelo ao eixo (axial) numa 
trajetória helicoidal, e a seção de passagem é reduzida da admissão 
para a descarga, com o propósito de se manter a velocidade do ar 
constante dentro da faixa de operação, uma vez que a pressão sobe 
a cada estágio e a sua massa específica também. Veja a equação da 
continuidade. O ganho de pressão e as variações de velocidade, a 
cada estágio, estão representados nos gráficos a seguir.
Na ilustração a seguir vê-se o conjunto rotor e as aletas estatoras 
fixadas à carcaça. 
CORPORATIVA
46
Alta Competência
Conjunto de 
admissão de ar
Carcaça do 
compressor
Compressor
VIGVs
Compressor axial da turbina a gás
No diagrama abaixo é possível perceber que a velocidade é elevada 
no rotor e reduzida no estator. Também é possível notar que a pressão 
se eleva progressivamente ao longo do compressor.
Diagrama pressão e velocidade
Admissão
Pressão
Velocidade
Descarga
Diagrama pressão e velocidade
No gráfico adiante, com a relação pressão/velocidade durante a 
compressão, tem-se o detalhe do aumento da velocidade do ar no 
rotor e a redução no estator. Vale ressaltar que a pressão aumenta 
em ambas as partes.
CORPORATIVA
47
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
Rotor
Pressão
Velocidade
Relação pressão / velocidade durante compressão
RotorEstator Estator
Relação pressão / velocidade durante compressão
As aletas estatoras do último estágio agem como pás guias de saída, 
que direcionam o ar, em um fluxo axial estabilizado, para a carcaça 
traseira do compressor e seção de combustão.
O compressor é projetado para operar com grande eficiência em altas 
rotações. Para manter o fluxo de ar estabilizado, à baixa rotação, 
tem-se instalado, na entrada de ar, um conjunto de aletas móveis 
guias de entrada (IGV - Inlet Guide Vanes) que altera automaticamente 
o ângulo de ataque das aletas para o primeiro rotor. A eficiência é 
gradualmente aumentada de acordo com a elevação da rotação. 
Para evitar o surge, o compressor axial é equipado com válvula 
de sangria instalada na descarga do compressor. Alguns modelos 
possuem mais de uma válvula de sangria, sendo instaladas no 
meio e na descarga do compressor. Essas válvulas ficam abertas na 
partida, aceleração e parada da turbina a gás, onde o ar é aliviado 
para atmosfera.
O conjunto formado pelas IGV e válvulas de sangria faz parte do 
sistema de controle do fluxo de ar da turbina.
CORPORATIVA
48
Alta Competência
Em algumas turbinas a gás, as VIGV (Variable Inlet Guide Vanes) são 
responsáveis por desempenhar o papel da válvula de sangria e dessa 
forma evitar o surge.
2.2. Câmara de combustão
A câmara de combustão, também conhecida como combustor, é o 
componente da turbina a gás onde ocorre a combustão, ou seja, 
onde o combustível é queimado, promovendo o aumento expressivo 
da temperatura do ar. 
A combustão em uma turbina a gás é um processo contínuo realizado 
a pressão constante. Um suprimento contínuo de combustível e ar 
é misturado e queimado, à medida que escoa através da zona de 
chama. A chama contínua não toca as paredes da camisa da câmara de 
combustão, sendo estabilizada e modelada pela distribuição do fluxo 
de ar admitido, que também resfria toda a câmara de combustão. 
Podem ser queimadas e misturadas com larga faixa de variação da 
relação combustível - ar, porque essa proporção é mantida em nível 
normal, na região da chama, sendo o excesso de ar injetado a jusante 
da chama. 
O projeto da câmara de combustão deve garantir resfriamento 
adequado da camisa, combustão completa, estabilidade da chama e 
baixa emissão de fumaça (monóxido de carbono, hidrocarbonetos e 
óxidos de nitrogênio - NOX).
O volume da câmara de combustão é muito pequeno em relação à 
taxa de liberação de calor desenvolvida, porque a combustão é feita 
à pressão elevada. Em turbinas aeronáuticas, este volume pode ser 
de apenas 5% do que seria necessário em uma caldeira com a mesma 
taxa de liberação de calor.
CORPORATIVA
49
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
Distribuição de fluxo de ar na câmara de combustão
Refrigeração
40%
Diluição
20%20%
12%20%
80%
8%
Zona primária Zona de diluição
Os combustores utilizados em uma turbina a gás podem ser do tipo: 
tubular, tubo-anular, anular e externo.
A câmara de combustão tubular é usada em turbinas industriais de 
médio e grande porte, especialmente em projetos europeus e em 
algumas turbinas automotivas ou auxiliares, de pequeno porte. 
Apresentam como vantagens: simplicidade de projeto, facilidade de 
manutenção e vida longa devida às baixas taxas de liberação de calor. 
Podem ser de fluxo direto ou de fluxo reverso. 
Em turbinas aeronáuticas, a área frontal é um dado importante. 
Os combustores empregados são do tipo tubo-anular ou anular. 
Esses combustores produzem uma distribuição circunferencial 
bastante uniforme de temperaturas, na entrada do primeiro 
estágio da turbina.
Embora seja de desenvolvimento mais difícil, a câmara de combustão 
anular é a mais empregada em turbinas aeronáuticas modernas, devido 
ao seu tamanho e à taxa de calor liberada. Combustores anulares são 
particularmente adequados para aplicações a altas temperaturas ou 
com gases de baixo poder calorífico, porque exigem menos ar de 
resfriamento, devido à menor área superficial da camisa.
A quantidade de ar de resfriamento requerida pela câmara de 
combustão é particularmente importante em aplicações com gases de 
baixo poder calorífico, porque esses gases exigem muito ar primário, 
sobrando pouco ar para resfriamento da câmara.
CORPORATIVA
50
Alta Competência
Os combustores anulares são usualmente de fluxo direto, enquanto 
os tubo-anulares são normalmente de fluxo direto em turbinas 
aeronáuticas e de fluxo reverso em turbinas industriais.
2.3. Roda de turbina
O exemplo mais simples de roda de turbina é o cata-vento, em que 
o vento com energia de velocidade transfere energia para o cata-
vento, roda de turbina, promovendo o seu giro. 
A roda de turbina é o meio mais eficaz para transformar a energia, 
contida em um fluxo de gás a alta pressão e temperatura, em trabalho 
no eixo. 
O gás, ao escoar através da roda de turbina, perde pressão e 
temperatura à medida que se expande e transforma sua energia 
em trabalho.
As rodas de turbina empregadas em turbinas a gás são, na grande 
maioria, do tipo axial porapresentarem maior eficiência isoentrópica, 
variando entre 75% e 90%.
Ao contrário do que acontece nos compressores axiais, as aletas 
estatoras antecedem as palhetas da roda de turbina e têm a finalidade 
de direcionar o fluxo de gás a um ângulo favorável de ataque nas 
palhetas rotoras, proporcionando o efeito bocal para que o fluxo 
aumente a velocidade. 
Na ilustração a seguir, pode-se observar o fluxo de ar sendo 
redirecionado para incidir com um ângulo de ataque favorável às 
palhetas da roda da turbina.
CORPORATIVA
51
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
Estator
Estator
Rotor
Rotor
Fluxo 
de gás
Conjunto estator / rotor - vista superior
Conjunto estator / rotor
A turbina pode ser equipada com vários estágios de aletas estatoras e 
rotoras, dependendo da aplicação ou projeto. É importante lembrar 
que as aletas estatoras são fixadas à carcaça da turbina, e as rotoras, 
às rodas que são presas ao eixo.
De qualquer forma, a energia extraída pela roda de turbina é 
transmitida ao eixo que, por sua vez, a transfere ao compressor de 
ar, que é fixado nesse eixo, proporcionando assim a compressão 
de um volume de ar para a câmara de combustão, fechando o 
ciclo de funcionamento.
CORPORATIVA
52
Alta Competência
1) Coloque V (verdadeira) e F (falsa) nas afirmativas abaixo.
( ) O compressor de ar é o componente da turbina a gás onde 
o fluido de trabalho é pressurizado, sendo sempre empre-
gado o do tipo dinâmico (centrífugo, axial ou axial com o 
último estágio centrífugo).
( ) O compressor centrífugo permite obter altas vazões de ar, 
até 700 kg/s, e eficiência isoentrópica muito boa, valores tí-
picos entre 85 a 90 %, sendo por isso empregado em prati-
camente todas as turbinas a gás de médio e grande porte.
( ) O compressor axial é empregado nestes casos por ser es-
pecificado para maiores vazões do que os centrífugos com 
relação ao porte.
( ) O compressor axial é projetado para que a velocidade na 
entrada de cada rotor seja a mesma para a condição de 
máxima eficiência.
( ) A combustão em uma turbina a gás é um processo contínuo 
realizado a volume constante.
2.4. Exercícios
CORPORATIVA
53
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
2) Complete as lacunas abaixo com os nomes corretos dos 
componentes das turbinas a gás.
a) As aletas estatoras de entrada com variação angular que têm 
a finalidade de controlar o fluxo de ar nos primeiros estágios 
do compressor axial do conjunto gerador de gás da turbina são 
chamadas de _______________.
b) O componente que evita o surge no compressor axial 
durante as partidas e paradas da turbina a gás chama-se 
___________________________.
c) O projeto da __________________________ deve garantir 
resfriamento adequado da camisa, combustão completa, 
estabilidade da chama e baixa emissão de fumaça, monóxido de 
carbono, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio.
d) A chama contínua não toca as ___________________________ de 
combustão, sendo estabilizada e modelada pela distribuição do 
fluxo de ar admitido, que também resfria toda a câmara.
e) O compressor que é basicamente composto por um conjunto 
rotor e por um conjunto estator, composto por aletas fixadas 
internamente à carcaça, chama-se __________________________.
CORPORATIVA
54
Alta Competência
Helicoidal - que tem forma ou é semelhante a uma hélice.
Isoentrópica - processo de compressão ou expansão sem troca de calor, também 
conhecida como adiabática.
Palheta - palheta estacionária, fixada na carcaça da turbina.
VIGV - Variable Inlet Guide Vanes. Aleta Guia Variável de Entrada.
2.5. Glossário
CORPORATIVA
55
Capítulo 2 - Turbinas a gás - principais componentes
JOAQUIM, Manuel; IGLESIAS, Leopoldo; MATIAS, José Augusto. Noções de Turbinas 
a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
VALADÃO, Cleuber Pozes. Turbinas a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
2.6. Bibliografia
CORPORATIVA
56
Alta Competência
1) Coloque V (verdadeira) e F (falsa) nas afirmativas abaixo.
( V ) O compressor de ar é o componente da turbina a gás onde o fluido de 
trabalho é pressurizado, sendo sempre empregado o do tipo dinâmico 
(centrífugo, axial ou axial com o último estágio centrífugo).
( F ) O compressor centrífugo permite obter altas vazões de ar, até 700 kg/s, e 
eficiência isoentrópica muito boa, valores típicos entre 85 a 90 %, sendo 
por isso empregado em praticamente todas as turbinas a gás de médio e 
grande porte.
Justificativa – O compressor axial permite obter altas vazões de ar, até 700 
kg/s, e eficiência isoentrópica muito boa, valores típicos entre 85 a 90 %, 
sendo por isso empregado em praticamente todas as turbinas a gás de 
médio e grande porte.
( V ) O compressor axial é empregado nestes casos por ser especificado para 
maiores vazões do que os centrífugos com relação ao porte.
( V ) O compressor axial é projetado para que a velocidade na entrada de cada 
rotor seja a mesma para a condição de máxima eficiência.
( F ) A combustão em uma turbina a gás é um processo contínuo realizado a 
volume constante.
Justificativa – A combustão em uma turbina a gás é um processo contínuo 
realizado a pressão constante.
2) Complete as lacunas abaixo com os nomes corretos dos componentes das turbinas 
a gás.
a) As aletas estatoras de entrada com variação angular que têm a finalidade de 
controlar o fluxo de ar nos primeiros estágios do compressor axial do conjunto 
gerador de gás da turbina são chamadas de VIGVs.
b) O componente que evita o surge no compressor axial durante as partidas e 
paradas da turbina a gás chama-se válvula de sangria.
c) O projeto da câmara de combustão deve garantir resfriamento adequado da 
camisa, combustão completa, estabilidade da chama e baixa emissão de fumaça, 
monóxido de carbono, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio.
d) A chama contínua não toca as paredes da camisa da câmara de combustão, 
sendo estabilizada e modelada pela distribuição do fluxo de ar admitido, que 
também resfria toda a câmara.
e) O compressor que é basicamente composto por um conjunto rotor e por um 
conjunto estator, composto por aletas fixadas internamente à carcaça, chama-se 
compressor axial.
2.7. Gabarito
CORPORATIVA
PREfÁCIO
C
ap
ít
u
lo
 3
Turbinas a 
gás - tipos
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Identificar os tipos de turbina a gás.
CORPORATIVA
58
Alta Competência
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
59
3. Turbinas a gás - tipos
As turbinas a gás inicialmente foram projetadas para equipar aviões, funcionando como motores de propulsão. Mas, com o desenvolvimento da indústria, começaram 
a ser empregadas também para acionar geradores elétricos, 
compressores e bombas. Na marinha, são empregadas para 
acionar a hélice de grandes embarcações.
3.1. Turbinas a gás aeronáuticas 
As turbinas a gás aeronáuticas foram concebidas e projetadas para 
serem aplicadas à aeronáutica, tendo como principal finalidade 
gerar gases de exaustão a alta velocidade, promovendo a propulsão 
da aeronave. São empregadas como motores de jatos, boings e 
helicópteros devido à larga faixa de potência disponível. 
A ilustração abaixo destaca a montagem de uma turbina a gás 
instalada na carenagem da asa de um boing. 
Turbina a gás
CORPORATIVA
60
Alta Competência
3.2. Turbinas a gás industriais
A aplicação das turbinas a gás na indústria iniciou-se com o emprego da 
turbina a gás aeronáutica, adaptada para acionamento de máquinas 
operatrizes, como geradores elétricos, bombas e compressores. 
Na aplicação industrial, os gases gerados pela turbina a gás são 
direcionados para outra roda de turbina, independente do tipo 
de reação. Essa roda de turbina é designada como roda de turbina 
livre ou turbina de potência, em que a energia residual dos gases 
(aproximadamente um terço da energia gerada) é convertida em 
potência disponível no eixo para acionar um compressor de gás, 
gerador elétrico ou uma bomba.
Nessa aplicação, a turbina a gás é fixada em umabase, para não 
resistir à força de propulsão. Os gases gerados pela turbina a gás 
são direcionados por meio de uma peça de transição para uma 
turbina de potência - um conjunto de estágios de aletas estatoras 
e palhetas rotoras com a finalidade de extrair potência através 
da transformação da energia dos gases (pressão, temperatura 
e velocidade) em energia mecânica. Esta é transmitida para o 
equipamento acionado através de um eixo que utiliza um redutor 
de velocidade para acionar um gerador elétrico ou um multiplicador 
de velocidade para acionar compressores.
Mais tarde foram desenvolvidos projetos próprios de turbina a gás 
para a indústria com características próprias para essa aplicação.
Nessa configuração, a turbina a gás é designada como Geradora de 
Gás (GG) ou Produtora de Gás (PG) e a turbina livre é chamada de 
Turbina de Potência (PT).
Em uma turbina a gás industrial, o conjunto Gerador de Gás (GG) tem 
a finalidade de gerar energia para acionamento do compressor de 
ar, mantendo o ciclo de funcionamento contínuo e disponibilizando 
gases de exaustão (ar quente) para promover o acionamento da 
Turbina de Potência (PT).
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
61
Roda de turbina livre
3.2.1. Turbina a gás industrial aeroderivada
Esse tipo de turbina é composta pela turbina a gás aeronáutica 
adaptada para o acionamento da turbina de potência.
A turbina a gás industrial aeroderivada tem dois componentes 
básicos: o gerador de gás e a turbina de potência. O gerador 
de gás é uma turbina a gás aeronáutica adaptada para queimar 
combustível industrial. A roda de turbina de potência é projetada 
e fabricada pelo fornecedor do pacote.
O projetista da turbina de potência é responsável pela adaptação, 
pela montagem e pelos testes do conjunto completo. Isso inclui, 
além do gerador de gás e da turbina de potência, todos os acessórios 
e sistemas auxiliares, tais como: base e suportes; sistemas de óleo, 
de combustível, instrumentação de proteção e controle; painéis; 
filtros de ar; dutos de admissão e descarga; silenciadores; proteção 
acústica. O fornecedor normalmente entrega ao comprador o pacote 
totalmente montado e testado em sua fábrica, devido ao fator custo 
de aquisição.
São características importantes das turbinas a gás industrial 
aeroderivadas:
CORPORATIVA
62
Alta Competência
Facilidade de instalação e • comissionamento;
Boa adaptabilidade a controle remoto;• 
Bom planejamento para a manutenção em oficina.• 
A interligação entre a turbina a gás e a turbina livre se dá através 
de uma peça de transição, ou seja, um duto para conduzir o fluxo 
dos gases. 
Para que essa adaptação seja feita, a turbina a gás é fixada em uma 
base e o fluxo dos gases quentes é direcionado para uma roda de 
turbina livre com eixo independente, também fixada a uma base. 
As ilustrações a seguir mostram a turbina a gás, a turbina livre e a 
montagem das duas.
Turbina a gás - Geradora de Gás (GG)
Turbina Livre - Turbina de Potência (PT)
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
63
Geradora de Gás (GG) Turbina de Potência (PT)
Montagem típica de uma turbina a gás industrial aeronáutica
A turbina de potência aciona uma máquina operatriz (bomba, 
compressor ou gerador elétrico) através do eixo e de um processo de 
acoplamento. Normalmente, para o acionamento do compressor, é 
necessário elevar a rotação na transmissão, então, são empregadas 
caixas multiplicadoras; e para o acionamento de gerador elétrico, 
é necessário reduzir a rotação de transmissão. Nesse caso são 
empregadas caixas redutoras.
3.2.2. Turbina a gás industrial não aeroderivada
Essas turbinas são projetadas para aplicação industrial, ou seja, em um 
único projeto de um mesmo fabricante tem-se o projeto, a fabricação, 
a montagem e a instalação da turbina geradora de gás, da turbina de 
potência e dos sistemas auxiliares. São divididas em duas concepções 
de projetos:
a) Turbina a gás industrial não-aeroderivada de porte leve 
Essas turbinas são projetadas para a indústria, em que a turbina livre 
faz parte de um projeto integrado da máquina. Nessa configuração, 
a GG e a PT são bem próximas uma da outra. São de porte leve, 
pelo aspecto estrutural, no qual o eixo, as carcaças e a câmara de 
combustão são leves (estrutura anular). 
CORPORATIVA
64
Alta Competência
Turbina a gás industrial não-aeroderivada de porte leve
b) Turbina a gás industrial não-aeroderivada de porte pesado 
(heavy duty) 
As primeiras turbinas a gás projetadas para aplicação industrial 
eram máquinas de construção pesada, com projetos normalmente 
derivados das práticas utilizadas na construção de turbinas a 
vapor. Essas máquinas deram origem às, atualmente chamadas, 
turbinas industriais para serviço pesado a gás (industrial heavy duty 
gas turbines).
Essas turbinas têm como principais características:
Potência elevada;• 
Projetos com pouca restrição quanto a peso e tamanho;• 
Carcaças pesadas de partição horizontal;• 
Mancais• de deslizamento;
Câmaras de combustão de grande diâmetro;• 
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
65
Boa durabilidade;• 
Fácil acesso para inspeção e manutenção;• 
Palhetas• de seção espessa;
Compressores e turbinas axiais com vários estágios;• 
Baixo nível de ruído, devido às baixas velocidades de admissão • 
de ar normalmente empregadas em seu projeto;
Baixa relação de compressão por estágio, propiciando larga • 
faixa de operação estável do compressor.
As turbinas de porte pesado são projetadas para a indústria, 
assim como as de porte leve, porém, o eixo é maciço, a câmara de 
combustão é externa à máquina (tubular) e a Turbina de Potência 
(PT) é robusta. 
Suas principais vantagens são:
Longa vida útil;• 
Grande confiabilidade operacional;• 
Boa eficiência térmica e baixo nível de ruído.• 
CORPORATIVA
66
Alta Competência
Suas principais desvantagens são peso e tamanho. 
Turbina a gás industrial não-aeroderivada de porte pesado
Estrutura interna de uma turbina a gás industrial 
não-aeroderivada de porte pesado
3.3. Comparação entre turbinas a gás industriais
Como existem vários tipos de turbinas e cada uma possui características 
específicas que definem sua aplicação, o quadro a seguir apresenta 
uma comparação, considerando apenas as turbinas industriais, por 
serem as mais utilizadas nas atividades da Petrobras. 
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
67
QUADRO COMPARATIVO DE TURBINAS
Aeroderivadas Não aeroderivadas
Câmara de 
combustão
Anular ou tubo-anular Tubular ou anular
Divisão das 
carcaças
Vertical Horizontal
Número de rotores Dois a três Um a dois
Relação potência / 
peso
> Relação BHP/KG
Eficiência > Rc,T3
Faixa de potência 50 MW 200 MW
CORPORATIVA
68
Alta Competência
1) Coloque V (verdadeira) e F (falsa) nas afirmativas abaixo.
( ) As turbinas a gás são classificadas em aeronáuticas e indus-
triais, sendo que essas últimas se dividem em aeroderivadas 
e não-aeroderivadas.
( ) As principais vantagens do uso das turbinas a gás aeronáu-
ticas são: longa vida útil; grande confiabilidade operacio-
nal; boa eficiência térmica e baixo nível de ruído.
( ) Em uma turbina a gás industrial, o conjunto gerador de 
gás (GG) tem a finalidade de gerar energia para aciona-
mento do compressor de ar, mantendo o ciclo de funcio-
namento intermitente e disponibilizando gases de exaus-
tão (ar frio) para promover o acionamento da turbina de 
potência (PT).
( ) As turbinas a gás industrial aeroderivada têm dois compo-
nentes básicos: o gerador de gás e a turbina de potência.
( ) As primeiras turbinas a gás fabricadas para aplicação indus-
trial eram máquinas de construção pesada, com projetos 
derivados das práticas utilizadas na construção de turbinas 
a vapor. Essas máquinas deram origem às, atualmente cha-
madas, turbinas industriais para serviço pesado (industrial 
heavy duty gas turbines).
3.4. Exercícios
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
69
2) Você encontra a seguir umalista de tipos de turbina e as imagens 
que lhes são correspondentes. Faça a correlação.
1. Turbina livre
2. Turbina a gás aeronáutica
3. Turbina a gás industrial não aeroderivada de porte pesado
4. Turbina a gás industrial não aeroderivada de porte leve
( )
( )
( )
( )
CORPORATIVA
70
Alta Competência
Caixa multiplicadora - conjunto de engrenagens que multiplica a rotação do eixo 
de entrada, fornecendo uma rotação maior no eixo de saída. São empregados onde 
a máquina motriz tem uma rotação menor que da máquina operatriz.
Caixa redutora - conjunto de engrenagens que reduz a rotação do eixo de entrada, 
fornecendo uma rotação menor no eixo de saída. São empregados onde a máquina 
motriz tem uma rotação maior que da máquina operatriz.
Carenagem - revestimento protetor de certas peças de avião, para reduzir a 
resistência do ar e o atrito resultante.
Comissionamento - montagem, instalação, preparação e partida de um equipamento.
GG - sigla utilizada para denominar uma turbina “Geradora de Gás”.
Palheta - palheta estacionária, fixada na carcaça da turbina.
PG - sigla utilizada para denominar uma turbina “Produtora de Gás”.
PT - sigla utilizada para denominar “Turbina de Potência”.
3.5. Glossário
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
71
JOAQUIM, Manuel; IGLESIAS, Leopoldo; MATIAS, José Augusto. Noções de Turbinas 
a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
VALADÃO, Cleuber Pozes. Turbinas a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
3.6. Bibliografia
CORPORATIVA
72
Alta Competência
1) Coloque V (verdadeira) e F (falsa) nas afirmativas abaixo.
( V ) As turbinas a gás são classificadas em aeronáuticas e industriais, sendo que 
essas últimas se dividem em aeroderivadas e não-aeroderivadas.
( F ) As principais vantagens do uso das turbinas a gás aeronáuticas são: longa 
vida útil; grande confiabilidade operacional; boa eficiência térmica e baixo 
nível de ruído.
Justificativa: As principais vantagens do uso das turbinas a gás industrial não 
aeroderivadas de porte pesado são: longa vida útil; grande confiabilidade 
operacional; boa eficiência térmica e baixo nível de ruído.
( F ) Em uma turbina a gás industrial, o conjunto gerador de gás (GG) tem a 
finalidade de gerar energia para acionamento do compressor de ar, mantendo 
o ciclo de funcionamento intermitente e disponibilizando gases de exaustão 
(ar frio) para promover o acionamento da turbina de potência (PT).
Justificativa: Em uma turbina a gás industrial, o conjunto gerador de gás 
(GG) tem a finalidade de gerar energia para acionamento do compressor 
de ar, mantendo o ciclo de funcionamento contínuo e disponibilizando 
gases de exaustão (ar quente) para promover o acionamento da turbina 
de potência (PT).
( V ) As turbinas a gás industrial aeroderivada têm dois componentes básicos: o 
gerador de gás e a turbina de potência.
( V ) As primeiras turbinas a gás fabricadas para aplicação industrial eram 
máquinas de construção pesada, com projetos derivados das práticas 
utilizadas na construção de turbinas a vapor. Essas máquinas deram origem 
às, atualmente chamadas, turbinas industriais para serviço pesado (industrial 
heavy duty gas turbines).
3.7. Gabarito
CORPORATIVA
Capítulo 3. Turbinas a gás - tipos
73
2) Você encontra a seguir uma lista de tipos de turbina e as imagens que lhes são 
correspondentes. Faça a correlação.
1. Turbina livre
2. Turbina a gás aeronáutica
3. Turbina a gás industrial não aeroderivada de porte pesado
4. Turbina a gás industrial não aeroderivada de porte leve
( 2 )
( 3 )
( 4 )
( 1 )
CORPORATIVA
CORPORATIVA
PREfÁCIO
C
ap
ít
u
lo
 4
Turbinas a 
gás industrial - 
principais 
componentes
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Identificar os principais componentes das turbinas a gás 
industrial.
CORPORATIVA
76
Alta Competência
CORPORATIVA
Capítulo 4. Turbinas a gás industrial - principais componentes
77
4. Turbinas a gás industrial - 
principais componentes
Será utilizada como exemplo para este estudo a turbina a gás SOLAR TAURUS 60 - 7002. Trata-se de uma turbina de duplo eixo, fluxo axial, composta por uma turbina geradora de gás e 
turbina de potência, ambas do tipo reação com dois estágios. Potência 
máxima de 6960 HP, 5.119 KW ISO (ao nível do mar, 1 atm., 15 °C e 
60% de umidade relativa) e rotação nominal de 14 300 rpm.
Eixo 
de saída
Turbina 
GG
Turbina 
PT
Caixa de
acessórios
Conjunto de 
admissão de ar
Compressor 
axial de ar
Válvula de
sangria
Coletor de
exaustão
Coletor de gás 
combustível
VIGVs
Câmara de 
combustão
Difusor de descarga
do compressor axial
Difusor de
exaustão da PT
Turbina a gás SOLAR TAURUS 60 - 7002
4.1. Seções da turbina a gás industrial
A turbina SOLAR TAURUS 60 se divide basicamente nas seções a seguir. 
4.1.1. Caixa de acessórios
Consiste de uma caixa de engrenagens para conexão mecânica entre o 
eixo do conjunto gerador de gás (GG) e os equipamentos acessórios.
CORPORATIVA
78
Alta Competência
A finalidade da caixa de acessórios é acionar os equipamentos 
acessórios dos sistemas auxiliares como bombas, motor de 
partida etc.
4.1.2. Duto de admissão de ar
Tem a finalidade de direcionar o ar do sistema de filtragem para o 
conjunto de admissão de ar.
4.1.3. Conjunto de admissão de ar e alojamento do mancal n.º 1
Esse conjunto incorpora uma tela que permite a passagem de ar em 
360° para a sucção do compressor axial e suporta a montagem da 
caixa de acessórios. Suporta também o alojamento do selo e o mancal 
nº 1 do compressor axial de ar (mancal radial dianteiro GG).
4.1.4. Compressor de ar 
O compressor de ar dessa turbina é do tipo axial de 12 estágios, 
sendo os quatro primeiros com VIGVs - palhetas estacionárias guias 
de entrada com variação angular.
4.1.5. Difusor de descarga do compressor axial de ar e alojamento do 
mancal n.º 2
Consiste em uma passagem, com formato de um difusor, permitindo 
que o ar proveniente do último estágio do compressor axial seja 
direcionado para a seção de combustão. Internamente suporta o 
mancal n.º 2 do compressor axial de ar (mancal combinado radial e 
escora central GG).
4.1.6. Alojamento da seção de combustão e turbina geradora de gás
Aloja a câmara de combustão e conjunto de turbina geradora de gás 
(GG). Internamente, suporta também o alojamento do mancal n.º 3 
da turbina GG (mancal radial traseiro GG).
CORPORATIVA
Capítulo 4. Turbinas a gás industrial - principais componentes
79
4.1.7. Conjunto da turbina de potência e exaustão de gases
Esse conjunto é formado por uma turbina de potência, pelo 
alojamento do mancal n.º 4 (mancal radial dianteiro PT), n.º 5 
(mancal combinado radial e escora traseiro PT), pelo difusor de 
exaustão da turbina PT e pelo coletor de exaustão.
Os seguintes itens agrupados formam o conjunto 
gerador de gás (GG): conjunto de admissão de ar e 
alojamento do mancal n.º 1; compressor de ar; di-
fusor de descarga do compressor axial de ar e alo-
jamento do mancal n.º 2; alojamento da seção de 
combustão e turbina geradora de gás. Esse conjun-
to tem a finalidade de gerar gases para acionar as 
turbinas geradoras de gás, dando continuidade ao 
ciclo de funcionamento através do acionamento do 
compressor axial (2/3 da energia gerada). A energia 
disponibilizada pelo conjunto GG, acionará a turbina 
de potência (1/3 da energia gerada), e esta fará fun-
cionar os compressores centrífugos de gás através da 
caixa multiplicadora.
ImpOrTANTE!
É importante ressaltar que a turbina a gás consiste de várias seções 
conectadas entre si, em linha, usando parafusos nos flanges das 
carcaças e alojamentos de cada seção. Pode-se definir, então, que 
a turbina é dividida basicamente em duas partes principais: o 
conjunto gerador de gás (admissão de ar, compressor axial, seção 
de combustão e turbina geradora de gás) e a turbina de potência 
com o coletor de exaustão.
CORPORATIVA
80
Alta Competência
1) Você encontra a seguir a lista dos componentes de uma turbina a 
gás industriale a imagem que a representa. Numere os parênteses cor-
retamente, na ilustração, correlacionando os nomes aos elementos.
1 - Caixa de acessórios
2 - Conjunto de admissão de ar
3 - VIGVs
4 - Compressor axial de ar
5 - Válvula de sangria
6 - Coletor de exaustão
7 - Eixo de saída
8 - Difusor de exaustão da PT
9 - Turbina PT
10 - Turbina GG
11 - Câmara de combustão
12 - Difusor de descarga do compressor axial de ar 
13 - Coletor de gás combustível
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
4.2. Exercícios
CORPORATIVA
Capítulo 4. Turbinas a gás industrial - principais componentes
81
Caixa de acessório - conjunto de engrenagens onde se encontram instalados os 
diversos equipamentos auxiliares e que são acionados pela GG.
Caixa multiplicadora - conjunto de engrenagens que multiplica a rotação do eixo 
de entrada, fornecendo uma rotação maior no eixo de saída. São empregados onde 
a máquina motriz tem uma rotação menor que da máquina operatriz.
GG - sigla utilizada para denominar uma turbina “Geradora de Gás”.
Mancal - peça sobre a qual apóia cada extremidade de um eixo horizontal, ou que 
o sustenta em vários pontos quando em outra posição.
Palheta - palheta estacionária, fixada na carcaça da turbina.
PT - sigla utilizada para denominar “Turbina de Potência”. 
VIGV - Variable Inlet Guide Vanes. Aleta Guia Variável de Entrada.
4.3. Glossário
CORPORATIVA
82
Alta Competência
JOAQUIM, Manuel; IGLESIAS, Leopoldo; MATIAS, José Augusto. Noções de Turbinas 
a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
VALADÃO, Cleuber Pozes. Turbinas a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
VALADÃO, Cleuber Pozes; PAIXÃO, José Guilherme Monteiro. Turbinas a Gás Solar 
Tauros. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2008.
4.4. Bibliografia
CORPORATIVA
Capítulo 4. Turbinas a gás industrial - principais componentes
83
1) Você encontra a seguir a lista dos componentes de uma turbina a gás industrial 
e a imagem que a representa. Numere os parênteses corretamente, na ilustração, 
correlacionando os nomes aos elementos.
1 - Caixa de acessórios
2 - Conjunto de admissão de ar
3 - VIGVs
4 - Compressor axial de ar
5 - Válvula de sangria
6 - Coletor de exaustão
7 - Eixo de saída
8 - Difusor de exaustão da PT
9 - Turbina PT
10 - Turbina GG
11 - Câmara de combustão
12 - Difusor de descarga do compressor axial de ar
13 - Coletor de gás combustível
( 1 )
( 2 )
( 4 )
( 5 )
( 13 )
( 12 )
( 11 )
( 10 )
( 9 )
( 8 )
( 7 )
( 6 )
( 3 )
4.5. Gabarito
CORPORATIVA
CORPORATIVA
PREfÁCIO
C
ap
ít
u
lo
 5
Turbinas a 
gás – circuitos 
auxiliares
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Identificar os circuitos auxiliares da turbina a gás e suas 
funções;
• Reconhecer os sinais que compõem o circuito de controle de 
combustível.
CORPORATIVA
86
Alta Competência
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
87
5. Turbinas a gás - circuitos 
auxiliares
Toda turbina a gás industrial necessita de circuitos auxiliares para promover sua operação dentro das faixas seguras em condições limites, de forma a garantir sua integridade e durabilidade.
Serão apresentados, mais detalhadamente, quais são e como funcionam 
os circuitos auxiliares da turbina a gás.
5.1. Circuito de proteção
O circuito de proteção é formado por sensores e tem como função 
proteger a turbina a gás através do comando de parada automático.
Seguem abaixo os seus componentes e função:
Sensores de vibração e temperatura dos mancais• 
Nos mancais, são feitas monitorações de vibração radial através 
de sensores por deslocamento e aceleração (VEs) e sensores de 
deslocamento axial (ZEs). A monitoração de temperatura é feita nos 
mancais de escora e nos drenos de óleo dos mancais radiais, utilizando-
se sensores do tipo termorresistência, RTDs (TEs).
O eixo do conjunto Gerador de Gás (GG) e o eixo da Turbina de 
Potência (PT) são apoiados em mancais radiais e axiais (escora) do 
tipo pastilhas deslizantes (tilting pads bearings) ou de rolamentos 
(ball bearings), sendo este último mais aplicado nas geradoras de gás 
aeroderivadas. 
Sensores de temperatura dos gases gerados• 
Constituem-se de termopares, normalmente instalados entre a 
exaustão da turbina GG e a admissão da turbina PT, onde recebem a 
denominação de termopares T4 ou T5.
CORPORATIVA
88
Alta Competência
Em algumas turbinas do tipo industrial porte pesado esses termopares 
são instalados na exaustão da turbina de potência, onde recebem a 
denominação de termopares T6. A monitoração da temperatura é 
feita individualmente para cada termopar, gerando uma temperatura 
média calculada. Essa monitoração é de extrema importância para a 
vida útil da turbina, sendo um item de limitação na operação. 
Sensores de velocidade• 
Servem para monitorar as velocidades da geradora de gás e da turbina 
de potência.
São utilizados Sensores Magnéticos (SEs), montados sobre engrenagens 
instaladas nos eixos GG e PT. As monitorações das velocidades GG (NGG) 
e PT (NPT) são itens de limitação na operação da turbina. No eixo da 
turbina PT, além dos sensores normalmente instalados, são utilizados 
também sensores reservas de emergência de sobrevelocidade (backup 
overspeed), pois a turbina PT é livre, o que aumenta a necessidade de 
monitoração de sobrevelocidade.
5.2. Circuito de ar
O circuito de ar é dividido, normalmente, em 5 subsistemas, devido às 
finalidades distintas de cada um. Acompanhe a seguir:
Sistema de filtragem de ar de admissão para o gerador de gás• 
Considerando que o ar succionado é utilizado no ciclo de funcionamento 
da turbina a gás com vários propósitos, dentre eles o da vida útil e o do 
desempenho da turbina que depende, necessariamente, da eficiência 
do sistema de filtragem. Este sistema normalmente é composto 
de um casulo (alojamento) que possui de três a cinco estágios de 
filtragem, juntas de expansão, duto de admissão com silenciadores e 
estabilizadores de fluxo.
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
89
A seguir, serão mostrados como funcionam os três estágios básicos 
de filtragem:
O primeiro deles é do tipo inercial com uma tela de aço inoxidável •	
e com venezianas verticais, cuja finalidade é reter partículas maiores 
(insetos) e água proveniente de chuvas;
O segundo estágio é composto por elementos do tipo manta de •	
fibra sintética coalescedora, extratora de névoa de alta eficiência, 
com densidade progressiva;
O terceiro estágio é composto por elementos tipo caixa ou •	
multibolsa para a filtragem final de partículas finas. Nesses sistemas 
são instalados indicadores, transmissores e sensores de pressão (PDIs, 
PDTs, PDSH, PDSHH) para monitoração e proteção através de sinal 
de alarme (normalmente em torno de 5” H2O) ou sinal de parada 
(normalmente em torno de 7” H2O).
Sistema de ar de combustão• 
É a parcela do ar comprimido pelo compressor, que faz parte da 
queima do combustível.
O ar admitido, após filtrado, é comprimido e passa por um difusor 
de descarga, alcançando a câmara de combustão onde ocorrerá a 
mistura de ar e gás combustível que será queimada. A quantidade de 
ar utilizada na combustão, também denominada de ar primário, é de 
aproximadamente 25%.
Sistema de ar de referência para controle• 
É uma tomada de ar proveniente da descarga do compressor (PCD ou 
P2), onde é direcionada para ser utilizada como referência no sistema 
de controle de combustível e/ou sistema de controle do fluxo de ar 
do compressor axial (atuadores das VIGVs, das válvulas de sangria). 
CORPORATIVA
90
Alta Competência
Sistema de ar de resfriamento• 
Considera-se que aproximadamente 75% do ar admitido e comprimido 
são utilizados como resfriamento (ar secundário) da parede interna da 
câmara de combustão, onde grande parte dessa massa de ar recebe 
energia da combustão. Essa massa de ar transforma-se em gases a alta 
temperatura (fluido motriz) que se expandem através das turbinas, 
transformandoa energia térmica em energia mecânica. Através de 
tomadas de ar internas e externas, parcelas de ar são direcionadas 
para resfriar as aletas estatoras (vanes) dos primeiros estágios GG e as 
faces dos discos das rodas das turbinas.
Sistema de ar de selagem dos mancais• 
Esse sistema tem a finalidade de pressurizar os selos de labirinto 
dos mancais para evitar a fuga de óleo lubrificante desses mancais 
para as seções internas do compressor, da câmara de combustão e 
das rodas das turbinas. Evita-se, assim, a formação de pontos quentes 
causados pela queima desse óleo e, conseqüentemente, sérios danos 
às partes internas da turbina. Isso é conseguido através de tomadas 
de ar internas e externas provenientes da descarga do compressor de 
ar (PCD ou P2).
5.3. Circuito de partida
O circuito de partida tem a finalidade de retirar o conjunto GG da 
inércia, proporcionando um fluxo de ar para purga GG, PT, duto de 
exaustão e recuperador de calor (WHRU), quando utilizado. Após 
o ciclo de purga, é iniciada a ignição seguida da combustão, com a 
sustentação da rotação pelo motor de partida. Com o incremento 
de combustível, o torque no eixo do motor vai sendo reduzido e 
a velocidade elevada. Assim, segue até o ponto em que o ciclo 
de funcionamento gere energia suficiente para se auto-sustentar. 
Nesse ponto, o sistema de partida é desacoplado e o motor de 
partida é desligado.
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
91
Os circuitos de partida podem ser montados como indicados a seguir:
Elétrico• 
Nesse sistema, utiliza-se um motor elétrico cujo suprimento é feito 
através de um variador de freqüência (VSD), que tem a função de 
controlar a velocidade do motor. Pode ser utilizado também um 
motor elétrico, com duas velocidades, através da alteração dos pólos 
na gaveta de comando do motor.
A vantagem é a facilidade de instalação e manutenção. É um dos 
circuitos mais empregados.
Hidráulico• 
Utiliza um motor hidráulico cujo fluido motriz é oriundo de uma 
unidade hidráulica à parte.
A vantagem desse circuito é o de ser compacto e de fácil substituição. A 
desvantagem é que necessita de um circuito hidráulico de suprimento 
de energia hidráulica para acionar o motor.
Eletro-hidráulico• 
Utiliza um motor elétrico para acionar um conversor de torque 
hidráulico ou uma bomba hidráulica que descarrega óleo a alta 
pressão, acionando uma turbina hidráulica ou motor hidráulico.
Tem as mesmas vantagens com relação ao circuito elétrico.
Pneumático• 
Utiliza uma turbina cujo fluido motriz é o gás natural ou ar 
comprimido. São compactas e de fácil instalação e manutenção. 
Não são muito empregadas.
CORPORATIVA
92
Alta Competência
Em todos os sistemas citados, o acoplamento entre 
o sistema de partida e o eixo do conjunto GG é fei-
to através de um conjunto mecânico com catracas, 
denominado embreagem livre, cujo acoplamento e 
desacoplamento são feitos automaticamente através 
de força centrífuga.
ImpOrTANTE!
5.4. Circuito de óleo lubrificante e de comando hidráulico
O circuito de óleo lubrificante é equipado com reservatório, 
bombas (principal mecânica, pré e pós lubrificação CA e emergência 
CC, hidráulica), filtro dúplex, resfriadores dúplex, válvulas 
controladoras de pressão e temperatura, válvulas de bloqueio, 
segurança e retenção, indicadores, sensores e transmissores de 
pressão, temperatura e nível. 
Esses sistemas têm a finalidade de suprir óleo do tipo mineral 
(turbinas industriais de porte leve e pesado) ou do tipo sintético 
(geradoras de gás aeroderivadas), a uma determinada temperatura, 
pressão e vazão. Dessa forma, consegue-se resfriar e lubrificar os 
mancais da turbina, mancais e engrenagens da caixa de acessórios, 
mancais e engrenagens das caixas multiplicadoras ou redutoras 
e mancais dos compressores centrífugos de gás e dos geradores, 
durante a partida (pré-lubrificação), operação e parada (pós-
lubrificação). Em algumas turbinas, têm também a finalidade de 
suprir óleo de comando hidráulico para o atuador das válvulas 
de sangria (Bleed Valves), atuador das palhetas variáveis, guias de 
entrada (VIGVs) e atuador da válvula dosadora de combustível.
5.5. Circuito de controle do fluxo de ar do compressor axial
Esse circuito de controle tem a finalidade de ajustar a vazão de ar do 
compressor axial da turbina de acordo com sua condição operacional, 
com os seguintes propósitos:
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
93
Evitar danos causados por efeitos aerodinâmicos (• stall e surge) 
em baixas rotações;
Controlar o fluxo de ar na admissão do compressor axial, • 
mantendo ajustada a sua curva de desempenho com a curva do 
sistema (oferta de ar).
O compressor é projetado para operar com alta eficiência, em altas 
rotações, situação considerada normal para esse tipo de operação. 
Nas condições de baixas rotações, a faixa operacional estável é 
muito estreita. Isso pode gerar a saída dessa faixa e a entrada na 
zona de instabilidade operacional, ocorrendo efeitos aerodinâmicos 
danosos ao compressor, tais como o descolamento da camada limite 
que envolve as palhetas e ondas de choque. O primeiro, conhecido 
como stall provoca o bloqueio do fluxo de ar e se inicia nos primeiros 
estágios. O segundo, conhecido como surge, pode ser descrito como 
sucessivas inversões e reversões do fluxo, que ocorrem quando o 
compressor atinge a condição de vazão mínima que corresponde à 
máxima energia (head), para uma determinada rotação. Isso provoca 
os choques das massas de ar e, conseqüentemente, vibrações a níveis 
capazes de danificar o compressor. 
O surge, nos compressores axiais, é evitado através da utilização de 
uma ou mais válvulas de sangria (bleed valve), que proporcionam a 
sangria de ar de alguns estágios ou da descarga do compressor axial 
para o duto de exaustão da turbina. 
Esse sistema utiliza os seguintes componentes:
Atuador hidráulico das • VIGVs;
Anéis atuadores das • VIGVs;
Estatores com • palhetas guias variáveis de entrada (VIGVs);
Atuador hidráulico ou pneumático das válvulas de sangria;• 
Válvulas de sangria (• bleed valve).
CORPORATIVA
94
Alta Competência
5.6. Circuito de combustível
O circuito de combustível da turbina tem a finalidade de suprir diesel 
ou gás limpo, a determinada pressão, temperatura e vazão, através 
do coletor de distribuição de combustível, com os bicos injetores 
para a câmara de combustão. O sistema dosa automaticamente 
o combustível durante a partida, aceleração, operação normal, 
desaceleração e comutação. 
O circuito de combustível é composto por: válvulas de bloqueio 
automáticas denominadas primárias e secundárias, válvulas 
solenóides de comando e alívio, válvulas controladoras de pressão e 
vazão, sensores e transmissores de pressão e temperatura, ignitores e 
coletores de gás e diesel com os bicos injetores.
O painel de controle recebe os sinais de NGG, NPT, T5, T1, ponto de 
ajuste NGG ou NPT fornecendo-os para o controlador de combustível. 
Este processa os sinais e gera um sinal de saída para um atuador que 
posicionará a válvula dosadora de combustível, fornecendo para a 
câmara de combustão a vazão de combustível requerida durante toda 
a etapa de funcionamento da turbina.
5.7. Casulo da turbina a gás 
O casulo tem a finalidade de isolar a turbina a gás tanto do ruído 
quanto da temperatura, pois a turbina a gás gera um nível muito alto 
de ruído e irradia uma quantidade muito grande de calor.
O casulo é uma estrutura de projeto modular, composta por painéis 
de aço removíveis, com capacidade de isolamento térmico e acústico. 
Possui portas de acesso e pontes rolantes para a movimentação da 
geradora de gás, da turbina de potência ou da turbina a gás completa 
durante a manutenção. É pressurizado para manter a turbina isolada 
da atmosfera externa. 
Possui ainda um sistema de ventilação/pressurização, equipado com 
ventiladores, abafadores (dampers) e sensores de pressão diferencial (PDSL, 
PDSLL), bem como um sistema de segurançainterno, que inclui sensores 
de gás, UV, de temperatura e sistema de extinção de incêndio (CO2).
Nas laterais são instalados painéis com instrumentos para monitoração 
e proteção.
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
95
1) Na primeira coluna, você encontra os tipos de circuitos auxiliares 
das turbinas a gás e, na segunda coluna, a descrição de sua estrutura, 
funcionamento e/ou finalidades. Correlacione-as.
1. Circuito 
de com-
bustível
( ) Sensores de vibração e temperatura dos 
mancais, sensores de temperatura dos gases 
gerados e sensores de velocidade.
2. Circuito de 
proteção
( ) Sistema de filtragem de ar de admissão para 
o gerador de gás, sistema de ar de combus-
tão, sistema de ar de referência para contro-
le, sistema de ar de resfriamento e sistema 
de ar de selagem dos mancais.
3. Circuito 
de partida
( ) Tem a finalidade de retirar o conjunto GG da 
inércia, proporcionando um fluxo de ar para 
purga, GG, PT, duto de exaustão e recupera-
dor de calor (WHRU), quando utilizado. Após 
o ciclo de purga é iniciada a ignição, seguida 
da combustão e, a partir da sustentação da 
rotação pelo motor de partida e com incre-
mento de combustível, o torque no eixo do 
motor vai sendo reduzido e a velocidade au-
mentada. Assim, segue até o ponto em que 
o ciclo de funcionamento gere energia sufi-
ciente para se auto-sustentar.
4. Circuito 
de óleo lu-
brificante 
e óleo de 
comando 
hidráulico
( ) Esse sistema é equipado com reservatório, 
bombas (a principal é mecânica, auxiliar de 
corrente alternada e a de emergência, de 
corrente contínua), filtro dúplex, resfriadores 
dúplex, válvulas controladoras de pressão e 
temperatura, válvulas de bloqueio, seguran-
ça e retenção, indicadores, sensores e trans-
missores de pressão, temperatura e nível.
5.8. Exercícios
CORPORATIVA
96
Alta Competência
5. Circuito 
de contro-
le do fluxo 
de ar do 
compres-
sor axial
( ) Esse sistema de controle tem a finalidade 
de ajustar a vazão de ar do compressor 
axial da turbina de acordo com sua con-
dição operacional.
6. Circuito de 
ar
( ) O sistema é composto por válvulas de blo-
queio automáticas controladoras de pressão 
e vazão, válvulas solenóides de comando e 
alívio, sensores e transmissores de pressão 
e temperatura, ignitores e coletor de gás e 
diesel com os bicos injetores.
2) Quais são os sinais processados pelo módulo de controle de com-
bustível? Assinale com um X a resposta correta.
( ) NGG, NPT, vibração GG, vibração PT e T1.
( ) NGG, NPT, T1, T5 e ponto de ajuste (set-point) remoto.
( ) NPT, T1, T5, P1 e P2.
( ) NGG, NPT, P1, P2 e T5.
( ) NPT, P1, T1,T5 e ponto de ajuste (set-point) remoto.
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
97
CA - bomba acionada por um motor de corrente alternada e serve para pré e pós- 
lubrificação.
Caixa de acessório - conjunto de engrenagens onde se encontram instalados os 
diversos equipamentos auxiliares e que são acionados pela GG.
Caixa multiplicadora - conjunto de engrenagens que multiplica a rotação do eixo 
de entrada, fornecendo uma rotação maior no eixo de saída. São empregados onde 
a máquina motriz tem uma rotação menor que da máquina operatriz.
Casulo - container projetado para conter a turbina a gás com a turbina de 
potência.
CC - bomba acionada por um motor de corrente contínua e serve para pós- 
lubrificação em emergência, quando não se tem a alimentação de corrente 
alternada.
Coalescedora - serve para coalescer, aglutinar, aumentar a massa.
GG - sigla utilizada para denominar uma turbina “Geradora de Gás”.
Mancal - peça sobre a qual apóia cada extremidade de um eixo horizontal, ou que 
o sustenta em vários pontos quando em outra posição.
NGG - rotação da geradora de gás.
NPT - rotação da turbina de potência.
Palheta - palheta estacionária, fixada na carcaça da turbina.
PCD ou P2 - tomada de ar proveniente da descarga do compressor.
PDIs - Indicador de Pressão Diferencial.
PDSH - Sensor de Pressão Diferencial de Alta.
PDSHH - Sensor de Pressão Diferencial muito alta.
PDTs - Transmissor Diferencial de Pressão.
PDSL - Sensor Diferencial de pressão de Baixa.
PDSLL - Sensor Diferencial de Pressão Muito Baixa.
PG - sigla utilizada para denominar uma “Turbina Produtora de Gás”.
Pós-lubrificação - período de suprimento de óleo de lubrificação, logo após o 
comando de parada da turbina a gás. 
5.9. Glossário
CORPORATIVA
98
Alta Competência
Pré-lubrificação - período de suprimento de óleo de lubrificação, que precede a 
partida da turbina a gás.
PT - sigla utilizada para denominar “Turbina de Potência”.
Purga / crank/ ventilação - período de suprimento de ar realizado pelo compressor 
da turbina a gás para promover a renovação do ar no interior da turbina e, dessa 
forma, evitar uma possível mistura explosiva.
SEs - sigla utilizada para “sensores magnéticos”.
TEs - sigla para “sensores do tipo termorresistência”.
VEs - sigla para “sensores de vibração por deslocamento ou aceleração”.
VSD - variador de freqüência.
VIGV - Variable Inlet Guide Vanes. Aleta Guia Variável de Entrada.
WHRU - Unidade Recuperadora de Calor Rejeitado.
ZEs - sigla para “sensores de deslocamento axial”.
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
99
VALADÃO, Cleuber Pozes. Turbinas a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
VALADÃO, Cleuber Pozes; PAIXÃO, José Guilherme Monteiro. Turbinas a Gás Solar 
Tauros. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2008.
5.10. Bibliografia
CORPORATIVA
100
Alta Competência
1. Na primeira coluna, você encontra os tipos de circuitos auxiliares das turbinas 
a gás e, na segunda coluna, a descrição de sua estrutura, funcionamento e/ou 
finalidades. Correlacione-as.
1. Circuito de 
combustível
( 2 ) Sensores de vibração e temperatura dos mancais, 
sensores de temperatura dos gases gerados e sensores 
de velocidade.
2. Circuito de 
proteção
( 6 ) Sistema de filtragem de ar de admissão para o gerador 
de gás, sistema de ar de combustão, sistema de ar de 
referência para controle, sistema de ar de resfriamento 
e sistema de ar de selagem dos mancais.
3. Circuito de 
partida
( 3 ) Tem a finalidade de retirar o conjunto GG da inércia, 
proporcionando um fluxo de ar para purga GG, PT, duto 
de exaustão e recuperador de calor (WHRU), quando 
utilizado. Após o ciclo de purga, é iniciada a ignição, 
seguida da combustão e, a partir da sustentação da 
rotação pelo motor de partida e com incremento de 
combustível, o torque no eixo do motor vai sendo 
reduzido e a velocidade aumentada. Assim, segue até 
o ponto em que o ciclo de funcionamento gere energia 
suficiente para se auto-sustentar.
4. Circuito de 
óleo lubrifi-
cante e óleo 
de comando 
hidráulico
( 4 ) Esse sistema é equipado com reservatório, bombas (a 
principal é mecânica, auxiliar de corrente alternada e 
a de emergência, de corrente contínua), filtro dúplex, 
resfriadores dúplex, válvulas controladoras de pressão 
e temperatura, válvulas de bloqueio, segurança e 
retenção, indicadores, sensores e transmissores de 
pressão, temperatura e nível.
5. Circuito de 
controle 
do fluxo 
de ar do 
compressor 
axial
( 5 ) Esse sistema de controle tem a finalidade de ajustar a 
vazão de ar do compressor axial da turbina de acordo 
com sua condição operacional.
6. Circuito de ar ( 1 ) O sistema é composto por válvulas de bloqueio 
automáticas controladoras de pressão e vazão, válvulas 
solenóides de comando e alívio, sensores e transmissores 
de pressão e temperatura, ignitores e coletor de gás e 
diesel com os bicos injetores.
5.11. Gabarito
CORPORATIVA
Capítulo 5. Turbinas a gás – circuitos auxiliares
101
2) Quais são os sinais processados pelo módulo de controle de combustível? Assinale 
com um X a resposta correta.
( ) NGG, NPT, vibração GG, vibração PT e T1.
( X ) NGG, NPT, T1, T5 e ponto de ajuste (set-point) remoto.
( ) NPT, T1, T5, P1 e P2.
( ) NGG, NPT, P1, P2 e T5.
( ) NPT, P1, T1,T5 eponto de ajuste (set-point) remoto.
CORPORATIVA
CORPORATIVA
PREfÁCIO
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 6
Turbinas a gás - 
filosofia de 
seqüenciamento
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Determinar a seqüência de partida e parada da turbina 
a gás.
CORPORATIVA
104
Alta Competência
CORPORATIVA
Capítulo 6. Turbinas a gás – filosofia de seqüenciamento
105
6. Turbinas a gás - filosofia de 
seqüenciamento
O seqüenciamento de partida e parada é a parte do processo da operação da turbina a gás que permite tirá-la da inércia, levá-la até o ponto de operação, mantê-la em atividade e 
também efetuar sua parada de forma segura, evitando acidentes, 
sem afetar sua integridade e durabilidade.
Apesar de haver vários fabricantes e uma diversidade de modelos 
de turbina, elas guardam semelhanças entre si na filosofia de 
seqüenciamento.
O seqüenciamento pode ser apresentado e descrito em nove etapas.
6.1. Ordem de partida
Trata-se da etapa preparatória necessária para garantir a renovação 
do ar no interior da turbina, suprir os mancais de óleo lubrificante, 
retirar a turbina da inércia e levá-la ao início da operação de forma 
segura, sem danificá-la.
A partir de agora acompanhe as etapas, propriamente ditas, 
do seqüenciamento.
6.1.1. Parada / stop
O painel de controle e o centro de motores (CCM) encontram-
se energizados e todos os componentes rotativos dos sistemas 
auxiliares parados. 
Caso não haja nenhum alarme de desligamento (trip) e as condições 
prévias, tanto da turbina como da carga acionada (compressor, 
gerador, bomba etc.) estando atendidas, a turbina estará pronta, 
aguardando a ordem de partida para entrar em funcionamento.
CORPORATIVA
106
Alta Competência
Após a ordem de partida, ocorrerão os eventos indicados nos itens 
que se seguem.
6.1.2. Preparação / pré-lubrificação / pre-lub
Nessa etapa, no caso de um turbocompressor, a seqüência de válvulas 
no compressor de gás é iniciada.
Os ventiladores do hood são acionados. 
A bomba de emergência (motor CC) é colocada em operação e testada. 
Caso a pressão esteja ok, a partida continua. Caso contrário, a partida 
deverá ser interrompida.
A bomba auxiliar (motor CA) é acionada. 
Decorrido o tempo necessário (≈30 segundos) para preencher as linhas 
de óleo lubrificante e garantir a perfeita lubrificação, será necessário 
verificar a pressão do óleo. Caso esteja tudo dentro do esperado, o 
processo de partida deve continuar.
6.1.3. Ventilação / purga / crank
Essa etapa tem a finalidade de evitar uma explosão da turbina, ou seja, 
tem uma importância muito significativa quanto ao SMS. Para isso, 
promove a renovação do ar no interior da turbina, principalmente na 
câmara de combustão e, dessa forma, garante que não se tenha uma 
atmosfera explosiva no momento da ignição. 
O sistema de partida coloca o motor em funcionamento, retirando o 
GG da inércia e levando a sua rotação para a rotação de ventilação 
(10% a 20% do máximo GG), desde que a pressão de óleo lubrificante 
atenda às determinações. A rotação do GG permite realizar a purga 
interna da turbina (de 30 a 180 segundos) com ar limpo.
Em alguns casos, o sistema de gás combustível verifica a estanqueidade 
do sistema, desde que a partida seja a gás.
CORPORATIVA
Capítulo 6. Turbinas a gás – filosofia de seqüenciamento
107
A pressão de óleo hidráulico é iniciada.
Após o tempo de purga, deve-se avançar para a fase seguinte.
6.1.4. Ignição
O sistema de combustível dá seqüência às válvulas, realizando • 
a sua purga;
É enviado combustível para o piloto (tocha) e a vela de ignição • 
é acionada;
O painel de controle começa a enviar sinal, conforme rampa • 
de partida, para a abertura da válvula reguladora;
O sistema de partida começa a acelerar novamente e o • GG, 
junto com a queima dos gases, aumenta a rotação;
A vela de ignição e a tocha são desligadas;• 
Atingida a rotação de • idle (sustentação), o sistema de 
partida é desligado;
A bomba principal já fornece óleo e a bomba auxiliar • 
(motor AC) é desligada. 
6.1.5. Idle / warm-up
Refere-se ao tempo para aquecimento antes da aceleração para a 
colocação de carga e isto diminui o gradiente de temperatura ao 
qual a turbina está sujeita.
CORPORATIVA
108
Alta Competência
6.1.6. Operação / load
O painel de controle acelera e desacelera a turbina, dentro 
dos parâmetros de aceleração (accel) e desaceleração (disaccel) 
estabelecidos em função da variação de carga, desde que os limites 
de temperatura dos gases de exaustão velocidade GG ou velocidade 
PT não sejam atingidos.
A turbina permanece nesta condição até que:
O técnico de operação envie uma ordem de retirada de • 
carga ou ordem de parada. A turbina indicará a posição idle 
/ cool-down;
Seja detectado um alarme de mau funcionamento (• trip). 
Nesse caso, a turbina será parada, stopping.
6.1.7. Idle / cool-down
Tempo de resfriamento que ocorre após a desaceleração e antes do 
corte de combustível. Essa etapa reduz o gradiente de temperatura 
ao qual a turbina está sujeita.
6.1.8. Parando / stopping 
 O combustível é cortado, fechando-se as válvulas de corte • 
(shut-off valves);
 A bomba auxiliar (motor • CA) é acionada;
 Após a desaceleração e parada do • GG e PT, segue-se para a 
fase seguinte.
6.1.9. Pós-lubrificação / pos-lub
A bomba auxiliar (motor AC) e os ventiladores continuam operando 
durante toda esta fase.
CORPORATIVA
Capítulo 6. Turbinas a gás – filosofia de seqüenciamento
109
Caso não haja nenhum alarme de desligamento (trip) e as condições 
prévias de segurança tenham sido atendidas, a turbina estará liberada 
para a partida. Se o técnico de operação ordenar a partida, a máquina 
entrará na segunda fase de operação (preparação).
Decorrido o tempo de pós-lubrificação, a bomba auxiliar e 
os ventiladores serão desligados e a máquina volta à fase 1 
(parada / stop).
Observe o esquema a seguir que ilustra as fases de seqüenciamento 
apontadas e descritas anteriormente.
1
2 3
4
5
6
7
8
9
Parada / stop / stand-by
Tempo indeterminado
Preparação / Pós-lubrificação / pós-lub
1/2 min a 10 min
Parando / stopping
4 min a 20 min
Desempenho (performance) da 
turbina a gás - idle / cool-down
Ordem de desligamento
Ventilação / purga / crank
1/2 min a 4 min
Partida / ignição 
1 min a 15 min
Idle / warm-up
20 min
Aceleração e 
colocação de carga
Operação com duração 
Intermediária
Ordem de partida
 Desligamento
Pós lubrificação / pos-lub
2h a 3h
CORPORATIVA
110
Alta Competência
1) Após a observação do esquema que representa as etapas de par-
tida e parada do seqüenciamento de uma turbina a gás, ordene os 
itens abaixo, numerando-os.
( ) Ventilação / purga / crank
( ) Operação / load
( ) Ignição
( ) Pós-lubrificação / pos-lub
( ) Preparação / pré-lubrificação / pre-lub
( ) Idle / cool-down
( ) Idle / warm-up
( ) Parando / stopping
6.2. Exercícios
CORPORATIVA
Capítulo 6. Turbinas a gás – filosofia de seqüenciamento
111
2) Na primeira coluna, você encontra as etapas da seqüência de ope-
ração e, na segunda, as descrições que lhes são correspondentes. Faça 
a correlação adequadamente.
( 1 ) Idle / 
Warm-Up
( ) A bomba auxiliar e os ventiladores per-
manecem em operação durante toda 
essa fase.
( 2 ) Operação ( ) Refere-se ao tempo para aquecimento 
antes da aceleração para a colocação 
de carga, diminui o gradiente de tem-
peratura ao qual a turbina está sujeita.
( 3 ) Idle / Cool-
Down
( ) O combustível é cortado, fechando-se 
as válvulas de corte (shut-off valves); a 
bomba auxiliar é acionada e, após a de-
saceleração e parada do GG e PT.
( 4 ) Stopping ( ) Refere-se ao tempo de resfriamento 
que ocorre após a desaceleração e an-
tes do corte de combustível.
( 5 ) Pos-Lub ( ) O painel de controle acelera e desacelera 
a turbina, dentro dos parâmetros de 
aceleração (Accel) e desaceleração 
(Disaccel) estabelecidos em função 
da variação carga, caso os limites de 
temperatura dos gases de exaustão, 
velocidade GG ou velocidadePT não 
sejam atingidos.
CORPORATIVA
112
Alta Competência
CA - sigla utilizada para denominar “Corrente Alternada”.
CC - sigla utilizada para denominar “Corrente Contínua”.
CCM - sigla utilizada para denominar “Centro de Controle de Motores”.
GG - sigla utilizada para denominar uma turbina “Geradora de Gás”.
Gradiente - alteração no valor de uma grandeza. 
Idle - velocidade de auto-sustentação.
Pós-lubrificação - período de suprimento de óleo de lubrificação, logo após o 
comando de parada da turbina a gás. 
Pré-lubrificação - período de suprimento de óleo de lubrificação, que precede a 
partida da turbina a gás.
PT - sigla utilizada para denominar “Turbina de Potência”.
Ventilação / purga / crank - período de suprimento de ar realizado pelo compressor 
da turbina a gás para promover a renovação do ar no interior da turbina e, dessa 
forma, evitar uma possível mistura explosiva.
6.3. Glossário
CORPORATIVA
Capítulo 6. Turbinas a gás – filosofia de seqüenciamento
113
JOAQUIM, Manuel; IGLESIAS, Leopoldo; MATIAS, José Augusto. Noções de Turbinas 
a Gás. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2003.
6.4. Bibliografia
CORPORATIVA
114
Alta Competência
1) Após a observação do esquema que representa as etapas de partida e parada do 
seqüenciamento de uma turbina a gás, ordene os itens abaixo, numerando-os.
( 2 ) Ventilação / purga / crank
( 5 ) Operação / load
( 3 ) Ignição
( 8 ) Pós-lubrificação / pos-lub
( 1 ) Preparação / pré-lubrificação / pre-lub
( 6 ) Idle / cool-down
( 4 ) Idle / warm-up
( 7 ) Parando / stopping
2) Na primeira coluna, você encontra as etapas da seqüência de operação e, 
na segunda, as descrições que lhes são correspondentes. Faça a correlação 
adequadamente. 
( 1 ) Idle / Warm-Up ( 5 ) A bomba auxiliar e os ventiladores permanecem 
em operação durante toda essa fase.
( 2 ) Operação ( 1 ) Refere-se ao tempo para aquecimento antes da 
aceleração para a colocação de carga, diminui 
o gradiente de temperatura ao qual a turbina 
está sujeita.
( 3 ) Idle / Cool-Down ( 4 ) O combustível é cortado, fechando-se as válvu-
las de corte (shut-off valves); a bomba auxiliar é 
acionada e, após a desaceleração e parada do 
GG e PT.
( 4 ) Stopping ( 3 ) Refere-se ao tempo de resfriamento que ocorre 
após a desaceleração e antes do corte de 
combustível.
( 5 ) Pos-Lub ( 2 ) O painel de controle acelera e desacelera a 
turbina, dentro dos parâmetros de aceleração 
(Accel) e desaceleração (Disaccel) estabelecidos, 
em função da variação carga, caso os limites de 
temperatura dos gases de exaustão, velocidade 
GG ou velocidade PT não sejam atingidos.
6.5. Gabarito
CORPORATIVA
PREfÁCIO
C
ap
ít
u
lo
 7
Desempenho da 
turbina a gás
Ao final desse capítulo, o treinando poderá:
• Determinar o desempenho da turbina a gás.
CORPORATIVA
116
Alta Competência
CORPORATIVA
Capítulo 7. Desempenho da turbina a gás
117
7. Desempenho da turbina a gás
A turbina a gás é um motor de combustão interna, que utiliza o ar como fluido motriz. Assim sendo, as condições atmosféricas afetam diretamente o seu desempenho.
A seguir, serão vistos os três parâmetros que estão diretamente 
relacionados ao desempenho da turbina a gás. A saber:
Temperatura de admissão de ar;• 
Pressão atmosférica (altitude);• 
Perdas de pressão na admissão e descarga.• 
As curvas apresentadas nesta seção, nos gráficos que seguem, são 
típicas de uma turbina Solar Taurus. Estas podem ser usadas para 
determinar a potência máxima contínua de saída (hp) disponível e 
o consumo específico de combustível, em milhares de Btus por hp/ 
hora (Kbtu / hp-h), a uma determinada temperatura ambiente de 
admissão de ar e velocidade da turbina de potência.
7.1. Condições de desempenho
Pelo fato de as condições atmosféricas afetarem o desempenho da 
turbina a gás, algumas condições foram padronizadas para servir de 
base aos projetos, comparar as turbinas entre fabricantes e modelos 
e realizar os acompanhamentos operacionais. 
Parte das condições definidas é determinada pela norma ISO. A saber:
Perda de pressão na admissão e descarga igual a zero;• 
Ausência de • caixa multiplicadora na saída;
Ausência de • caixa de acessórios acoplada ao eixo GG;
CORPORATIVA
118
Alta Competência
100% da velocidade da turbina geradora de gás = 15.000 rpm;• 
100% da velocidade da turbina de potência = 14.300 rpm;• 
Temperatura de admissão de ar = 15 °C (59 °F);• 
Altitude = nível do mar;• 
Pressão atmosférica = 14,7 psia (29,92” Hg); • 
Umidade relativa do ar = 60%.• 
7.2. Instruções de aplicação do gráfico “potência de saída”, em 
função da temperatura de admissão de ar
O gráfico a seguir serve para verificar a potência que a turbina a gás 
deve ter em relação a uma determinada temperatura de admissão 
(temperatura atmosférica local), e para uma dada temperatura na 
entrada da turbina de potência.
Em relação a uma dada temperatura na entrada da turbina de 
potência, por exemplo, quanto maior a temperatura de admissão de 
ar, menor será a potência disponível para o acionamento da máquina 
operatriz. Isso significa que, para as mesmas condições de operação, 
nos dias quentes, as turbinas a gás disponibilizam menor potência. 
CORPORATIVA
Capítulo 7. Desempenho da turbina a gás
119
Para utilizar o gráfico, siga as instruções que seguem.
1. Entre no gráfico com a temperatura de admissão de ar desejada 
no eixo X (exemplo 60 °F); seguindo a linha da temperatura de 
60 °F até a interseção com a curva de carga plena de saída (full 
load output);
2. Prossiga, horizontalmente, na direção do eixo Y, para obter a 
potência máxima no eixo de saída (6500 hp).
8000
7500
7000
6500
5500
4500
3500
3000
2500
2000
1000
-20 20 40 60 80 100 1200
1500
4000
5000
6000
Po
tê
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 n
o 
ei
xo
 d
e 
sa
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a,
 H
P 
(n
ív
el
 d
o 
m
ar
)
Temperatura de admissão de ar ( °F)
PDC - pre
ssão de d
escarga d
o compres
sor axial (
PSIG)
T5 - temperatura na entrada da turbina de potencia ( °F)
Carga plena de saída
1400 F
1500 F
1300 F
900 F
800 F
1500 F
1100 F
1200 F
150 
160 
140 
120
130
100
90
100
70
80
130
110
Gráfico de correção da potência de saída da turbina a gás em 
função da temperatura ambiente
CORPORATIVA
120
Alta Competência
7.3. Fator de correção de desempenho para altitude
Conforme a influência da temperatura de admissão, a turbina a gás 
disponibiliza menor potência quanto maior for a altitude onde ela será 
instalada (turbinas industriais) ou quando em vôo (aeronáuticas).
Um fator de correção para altitude (δ) deve ser aplicado ao dado de 
desempenho, caso a turbina esteja instalada a uma altitude acima de 
500 pés do nível do mar.
A altitude não afeta o consumo específico de combustível, mas reduz 
a potência de saída com a utilização do fator de correção. 
Para esta correção será necessário que você:
1. Procure no gráfico a altitude apropriada (ver ilustração: gráfico de 
fator de correção para altitude) na altitude apropriada em pés (eixo X);
2. Faça uma reta vertical, até a interseção com a linha de pressão (P);
3. Faça uma reta horizontal a partir deste ponto para a esquerda, até 
encontrar o eixo Y, onde é determinado o fator de correção.
ATENÇÃO
No exemplo a seguir, para a altitude acima do nível do 
mar de 3.000 pés, o fator de correção é 0,90.
CORPORATIVA
Capítulo 7. Desempenho da turbina a gás
121
1.00
0.95
0,90
0.85
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0 1000 2000 4000
Altitude acima do nível do mar (pés)
Fa
to
r 
d
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co
rr
eç
ão
 p
ar
a 
al
ti
tu
d
e
5000 6000 7000 8000 9000 100003000
Gráfico de fator de correção para altitude
7.4. Perda de pressão na admissão de ar e exaustão de gases
A perda de pressão (contrapressão) na admissão de ar e no duto 
de exaustão de gases tem um efeito importante no desempenho da 
turbina. Se a pressão não for mantida nas condições necessárias, isso 
poderá ocasionar uma redução considerável da potência de saída. 
A fim de determinar as perdas de pressão na admissão e naexaustão de gases, você deverá levar em consideração os 
seguintes procedimentos:
Entre no gráfico (observe a ilustração que se segue), • 
com a potência de saída obtida no gráfico “potência de 
saída em função da temperatura de admissão de ar”, 
apresentado anteriormente;
Prossiga verticalmente até a interseção com a curva de perda • 
de pressão no duto de exaustão;
Prossiga horizontalmente, para a esquerda, a partir da • 
interseção até o eixo Y (perda de potência / perda de pressão 
no duto por polegada de H2O);
Repita o procedimento para encontrar a perda de potência • 
resultante da perda de pressão na admissão de ar;
CORPORATIVA
122
Alta Competência
Calcule a perda de potência total, somando as perdas da • 
admissão e exaustão. Em seguida, subtraia o valor da potência 
obtida no gráfico “potência de saída em função da temperatura 
de admissão de ar (6500 hp)”, do somatório das perdas de 
potência na admissão e exaustão (ver o gráfico que se segue).
No exemplo abaixo, nas curvas de perda de potência na admissão e 
na exaustão, para uma potência de saída de 6.500 hp, é indicada uma 
perda de potência de 27 e 12 hp / pol de H2O, respectivamente.
P
er
da
 d
e 
po
tê
nc
ia
 / 
pe
rd
a 
no
 d
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po
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ol
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H
2O
Per
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na 
adm
issã
o
Perda n
a exaus
tão
Potência de saída - hp (nível do mar)
35
30
27
25
20
1000 2000 4000 5000 600065007000 8000
12
10
5
0
15
Gráfico - perda de potência X perdas de cargas na admissão e exaustão
A seguir, serão analisados os dados indicados nos gráficos anteriores 
e aplicados aos conteúdos estudados.
EXEMPLO 1
Qual é a potência real de uma turbina a gás com perda de carga de 
4” H2O na admissão e 6” H2O na exaustão, onde a temperatura de 
admissão de ar é de 60 °F e a uma altitude de 3.000 pés?
CORPORATIVA
Capítulo 7. Desempenho da turbina a gás
123
No gráfico “potência de saída em função da temperatura de admissão 
de ar”, apresentado anteriormente, determine a potência máxima 
ao nível do mar e a uma temperatura de 60 °F.
Hp = 6.500
No “gráfico de fator de correção para altitude” obtenha o fator de 
correção para a altitude.
3.000 pés = 0,9
No gráfico intitulado “perda de potência X perdas de cargas na 
admissão e exaustão”, apresentado anteriormente, determine a perda 
de potência/pol. H2O, ocasionada pelas perdas de pressão na admissão 
de ar e pela exaustão de gases para uma potência de 6.500 hp.
Admissão de ar = 4” H2O
27 (hp / “H2O) x 4 (“H2O) = 108 hp
Exaustão de gases = 6” H2O
12 (hp / “H2O) x 6 (“H2O) = 72 hp
Perda total de potência = 108 + 72 = 180 hp
Calcule a potência líquida ao nível do mar.
6.500 – 180 = 6.320 hp
Calcule a potência total disponível a 3.000 pés.
6.320 hp x 0,9 = 5.688 hp é a potência disponível dessa turbina para 
essas condições operacionais. 
CORPORATIVA
124
Alta Competência
1) Assinale, com um X, a alternativa correta:
Determine a potência real de uma turbina a gás, com perdas de 
5” H2O e 7” H2O na admissão de ar e exaustão, respectivamente, 
para uma temperatura de admissão de ar de 75 °F e a uma alti-
tude de 1.000 pés.
P
er
da
 d
e 
po
tê
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ia
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no
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a exaus
tão
Potência de saída - hp (nível do mar)
35
30
27
25
20
1000 2000 4000 5000 600065007000 8000
12
10
5
0
15
( ) 5.724 hp
( ) 5.792 hp
( ) 6.000 hp
( ) 5.796 hp
( ) 5.560 hp
1.00
0.95
0,90
0.85
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0 1000 2000 4000
Altitude acima do nível do mar (pés)
Fa
to
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co
rr
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ão
 p
ar
a 
al
ti
tu
d
e
5000 6000 7000 8000 9000 100003000
8000
7500
7000
6500
5500
4500
3500
3000
2500
2000
1000
-20 20 40 60 80 100 1200
1500
4000
5000
6000
Po
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 H
P 
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ar
)
Temperatura de admissão de ar ( °F)
Pcd - pres
são de de
scarga do
 compress
or axial (p
sig)
T5 - temperatura na entrada da turbina de potencia ( °F)
Carga plena de saída
1400 F
1500 F
1300 F
900 F
800 F
1500 F
1100 F
1200 F
150 
160 
140 
120
130
100
90
100
70
80
130
110
7.5. Exercícios
CORPORATIVA
Capítulo 7. Desempenho da turbina a gás
125
Caixa de acessório - conjunto de engrenagens onde se encontram instalados os 
diversos equipamentos auxiliares e que são acionados pela GG.117
Caixa multiplicadora - conjunto de engrenagens que multiplica a rotação do eixo 
de entrada, fornecendo uma rotação maior no eixo de saída. São empregados 
onde a máquina motriz tem uma rotação menor que da máquina operatriz.
GG - sigla utilizada para denominar uma turbina “Geradora de Gás”.
Perda de carga - perda de pressão em função do escoamento da massa de ar.
7.6. Glossário
CORPORATIVA
126
Alta Competência
VALADÃO, Cleuber Pozes; PAIXÃO, José Guilherme Monteiro. Turbinas a Gás Solar 
Tauros. Apostila. Centro de produção. Macaé: 2008.
7.7. Bibliografia
CORPORATIVA
Capítulo 7. Desempenho da turbina a gás
127
1) Assinale, com um X, a alternativa correta:
Determine a potência real de uma turbina a gás, com perdas de 5” H2O e 7” H2O na 
admissão de ar e exaustão, respectivamente, para uma temperatura de admissão 
de ar de 75 °F e a uma altitude de 1.000 pés.
P
er
da
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2O
Per
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na 
adm
issã
o
Perda n
a exaus
tão
Potência de saída - hp (nível do mar)
35
30
27
25
20
1000 2000 4000 5000 600065007000 8000
12
10
5
0
15
( ) 5.724 hp
( ) 5.792 hp
( ) 6.000 hp
( ) 5.796 hp
( X ) 5.560 hp
1.00
0.95
0,90
0.85
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0 1000 2000 4000
Altitude acima do nível do mar (pés)
Fa
to
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5000 6000 7000 8000 9000 100003000
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1000
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1500
4000
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)
Temperatura de admissão de ar ( °F)
PDC - pre
ssão de d
escarga d
o compres
sor axial (
PSIG)
T5 - temperatura na entrada da turbina de potencia ( °F)
Carga plena de saída
1400 F
1500 F
1300 F
900 F
800 F
1500 F
1100 F
1200 F
150 
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120
130
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90
100
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80
130
110
Acompanhe o processo de solução da questão:
1 - Determinação da potência máxima disponível para carga plena com 75º F de 
temperatura ambiente.
A interseção da linha vertical da temperatura de 75º F com a linha de carga plena, 
levando-se na horizontal para esquerda chega-se à potencia de 6.000 hp.
7.8. Gabarito
CORPORATIVA
128
Alta Competência
2 - Determinação das perdas de potência devido às perdas de carga na admissão e 
descarga.
2.1 - Perda de potência na admissão e na exaustão. 
Utilizando o gráfico da “perda de potência X perdas de cargas na admissão e 
exaustão”, com a potência de 6.000 hp obtém-se:
25, 5 e 11,5 hp / ”H2O.
2.2 - Perda de potência devido às perdas de carga na admissão.
Perda de carga na admissão = 5 “H2O
Perda de potência na admissão = 25,5 (hp/ “H2O) * 5 (“H2O) = 127,5 hp.
2.3 - Perda de potência devido às perdas de carga na exaustão.
Perda de carga na admissão = 7 “H2O
Perda de potência na admissão = 11,5 (hp/ “H2O) * 7 (“H2O) = 80,5 hp.
2.4 - Perda de potência total devido às perdas de carga na admissão e na exaustão.
Perda de potência total = 127,5 hp + 80,5 hp = 208 hp
3 - Determinação da potência total disponível
3.1- Potência disponível ao nível do mar = 6.000 – 208 = 5.792 hp
3.2 - No gráfico de “fator de correção para altitude” obtenha o fator de correção 
para a altitude.
1.000 pés = 0,96
3.3 - Potência total disponível = 5.792 * 0,96 = 5.560 hp
CORPORATIVA
Anotações
129
Anotações 
130
Anotações 
Anotações
131
Anotações 
132
Anotações 
Anotações
133
Anotações 
134
Anotações 
Anotações
135
Anotações136
Anotações 
Anotações
137
Anotações 
138
Anotações