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 por