processo industrial

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UTILIDADES DE PROCESSOS 
 
Eng° Nivaldo Bernardo Ferreira
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capítulo 1: PROCESSOS INDUSTRIAIS 
 
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1. Conceitos Básicos 
 
1.1. Definição de Processo 
 
É o conjunto de equipamentos, escolhidos pelas suas funções específicas e 
interligados de modo a possibilitar a transformação de uma matéria-prima em um 
produto de interesse, de forma econômica, segura e em escala comercial. 
Os processos químicos podem ser constituídos por uma seqüência de etapas muito 
diferentes, que têm princípios fundamentais independentes da substância que está 
sendo operada e de outras características do sistema. No projeto de um processo, 
cada etapa a ser usada pode ser investigada individualmente. Algumas etapas são 
reações químicas, enquanto outras são modificações químicas. O conceito de 
operação unitária está baseado na filosofia de que uma seqüência amplamente variável 
de etapas pode ser reduzida a operações simples, ou a reações, que são idênticas 
independentemente do material que está sendo processado. 
 
1.2. Reação Química 
 
Transformação de uma ou mais substâncias, denominadas reagentes, em outras 
substâncias, denominadas produtos. 
 
1.3. Definição de Operações Unitárias 
 
Qualquer processo químico, qualquer que seja a sua escala, pode ser decomposto 
numa série coordenada do que se pode denominar ―ações unitárias‖, como moagem, 
mistura, aquecimento, absorção condensação, lixiviação, precipitação, cristalização, 
filtração, dissolução, eletrólise, entre outras. O número destas operações unitárias 
básicas não é muito grande, apesar de que nos últimos anos há uma tendência 
constante de introdução de novas técnicas de processamento. 
 
1.3.1. Operações Mecânicas 
 
 Operações com Sólidos: Fragmentação, Transporte, Peneiramento, Mistura, 
Armazenamento 
 Operações com Fluidos: Escoamento de fluidos, Bombeamento de líquidos, 
movimentação e Compressão de Gases, Mistura e Agitação de Líquidos 
 Operações com Sólidos e Fluidos: Fluidização de Sólidos e Separações 
mecânicas (sólido-sólido, líquido-sólido, sólido-gás, líquido-gás, líquido-líquido) 
 
1.3.2. Transferência de Calor 
 
 Transferência de Calor por Condução 
 Aquecimento e Resfriamento de Fluídos 
 Condensação 
 Ebulição 
 Evaporação 
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 Transferência de Calor por Radiação 
 
1.3.3. Transferência de Massa 
 
 Destilação 
 Absorção e ―Stripping‖ de Gases 
 Adsorção 
 Extração Líquido-Líquido 
 Lixiviação 
 Secagem e Umidificação de Gases 
 Secagem de sólidos 
 Cristalização 
 Troca Iônica 
 
1.4. Conceito de Balanço de Massa 
 
O Balanço de Massa (BM) é uma restrição imposta pela natureza. A lei da conservação 
de massa nos diz que a massa não pode nem ser criada, nem destruída. Logo, não 
havendo acúmulo de massa no interior de um equipamento, tem-se ao longo de um 
determinado intervalo de tempo que: massa total na entrada = massa total na saída. 
Fazendo o intervalo de tempo tender a zero, ao invés de quantidades de massa, 
passamos a falar em termos de vazões: vazão mássica total que entra = vazão 
mássica total que sai 
 
2. Classificações dos Sistemas 
 
2.1. Quanto ao Regime de Operação 
 
Um sistema pode ser operado da seguinte maneira: 
 
 Operação em Batelada: a massa não cruza as fronteiras do processo durante o 
tempo da batelada. O sistema é alimentado e os produtos são retirados de uma 
só vez, no início e ao final do tempo de processo, respectivamente. Assim, o 
processo ao longo da batelada se comporta como um sistema fechado. 
Normalmente, esta estratégia de operação é usada para produzir pequenas 
quantidades de especialidades químicas, produtos sazonais ou feitos por 
encomenda. 
 Operação Contínua: há continuamente a passagem de massa através das 
fronteiras do processo através das correntes de entrada e de saída. Desta forma 
o processo se comporta como um sistema aberto. Esta operação é característica 
de grandes volumes de produção, como ocorre, por exemplo, no refino do 
petróleo. 
 Operação Semi-batelada ou Semi-contínua: qualquer processo que não é 
operado em batelada ou em regime contínuo. Um exemplo deste tipo de 
processo é aquele em que uma massa de líquido é alimentada em um reator e 
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gás é borbulhado durante um certo tempo através do líquido. Ao final, a 
passagem de gás é interrompida e o líquido retirado do reator. 
 
2.2. Quanto ao Comportamento ao Longo do Tempo 
 
A operação de um processo também pode ser classificada conforme o comportamento 
das variáveis ao longo do tempo: 
 
 Operação em Regime Estacionário: os valores das variáveis de processo - 
temperatura, vazões, concentrações, por exemplo – não variam com o tempo 
em qualquer posição fixa. 
 Operação em Regime Transiente: os valores das variáveis variam com o tempo 
em alguma posição fixa do processo. Os processos em batelada têm uma 
natureza tipicamente transiente, enquanto os processos contínuos operam 
normalmente em regime estacionário. 
 
3. Fluxos Especiais em um Processo 
 
Existem algumas correntes de processo que têm um objetivo específico e aparecem 
em uma grande quantidade de fluxogramas. Estas correntes são apresentadas a 
seguir, bem como uma discussão inicial de suas finalidades. 
 
3.1. Reciclo 
 
A corrente de reciclo é uma corrente que retorna parte ou a totalidade da massa de um 
ponto avançado do processo para um outro em uma posição pela qual esta massa já 
tenha passado. Uma representação esquemática de uma corrente de reciclo é 
apresentada na figura abaixo. Note que a corrente de reciclo nasce em um ponto de 
divisão que não necessariamente é um divisor de corrente. Muitas vezes a sua origem 
é em um equipamento de separação, o que trás como conseqüência que a sua 
composição é diferente da composição das outras correntes que saem de tal 
equipamento. 
As correntes de reciclo servem para a recuperação de reagente não consumido na 
etapa de reação, para a recuperação de catalisador que seja arrastado para fora do 
reator, assim como podem auxiliar no controle de processos através da diluição da 
corrente que é alimentado no reator, situação importante em reações altamente 
exotérmicas. Nesses casos, o reciclo é parcial. Há ainda sistemas onde um fluido opera 
em circuito fechado, por exemplo em ciclos de refrigeração e o circuito de água de 
resfriamento em plantas de processo. Nesses sistemas a totalidade da corrente é 
recirculada. 
 
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3.2. ―By-pass‖ 
 
As correntes de by-pass podem ser entendidas como correntes de reciclo com o 
sentido do escoamento invertido. Assim, o fluido que passa por uma corrente de 
bypass não atravessa o(s) equipamento(s) posicionado(s) na direção principal do 
processo entre o início do by-pass e o seu retorno para a corrente principal (vide figura 
abaixo). As correntes de by-pass, via de regra, são originadas em um divisor de 
correntes e terminam em um misturador. 
A corrente de bypass tem a sua utilização ligada principalmente ao controle 
operacional da planta, ou especificamente, de equipamentos. Assim, é comum ocorrer 
o by-pass de um equipamento, com a vazão que passa por esta corrente sendo 
manipulada para manter as condições de saída desejadas. 
 
 
 
3.3. Purga 
 
A corrente de purga é uma corrente que é retirada de uma outra e é descartada. Seu 
objetivo é promover o descarte de substâncias que, sem a purga, iriam se acumular, 
principalmente em circuitos de reciclo. 
Imagine que haja a formação de um produto secundário na reação e que o processo de 
separação não seja capaz de separá-lo da matéria prima não reagida que é reciclada. 
Desde modo, a corrente de reciclo conterá toda a quantidade deste produto 
secundário. Assim, a corrente de purga retirada do reciclo é o único ponto de descartedeste produto secundário. Caso isto não fosse feito, haveria um acúmulo deste produto 
secundário, pois ele é continuamente formado na reação. 
 
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3.4. ―Make-up‖ 
 
A corrente de make-up é a corrente que repõe perdas em um circuito fechado. Seja, 
por exemplo, o circuito de água de resfriamento em uma planta de processos. Este 
circuito disponibiliza água, a temperatura ambiente, para retirar energia de qualquer 
ponto do processo. Ele é formado, principalmente, por uma bomba, que joga a água 
fria para o processo, e por uma coluna de resfriamento, que recebe a água aquecida 
que sai do processo e torna a resfriá-la até a temperatura ambiente, disponibilizando-a 
para ser novamente bombeada, fechando assim o circuito. Neste circuito, vazamentos 
e evaporação na torre de resfriamento são as principais causas da diminuição da água 
que circula. Para manter a quantidade constante, há a necessidade de repor esta água 
perdida, o que é feito através de uma corrente de make-up. 
 
 
 
4. Controle de Processo: Instrumentação e Automação 
 
4.1. Definições 
 
4.1.1. Medição 
 
Ato de medir. 
 
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4.1.2. Medida 
 
Resultado da medição. 
 
4.1.2.1. Instrumento de medida 
 
é o dispositivo pelo qual pode-se avaliar (medir) uma quantidade física, atribuindo-lhe 
um valor numérico ou uma qualificação. Por exemplo : a quantidade a ser medida pode 
ser uma temperatura, massa, pressão, velocidade, nível, etc. O valor numérico pode 
ser 34 ºC, ou 45 kg, ou 3,5 kgf/cm2, ou 122 km/h, etc. Uma qualificação da medida 
pode ser um aviso (luz de alerta) de pressão acima do permitido, ou um sinal (sonoro) 
de temperatura muito elevada, etc. 
 
4.1.2.2. Sistema de medida 
 
são vários instrumentos de medida usados em conjunto. Por exemplo, o medidor de 
nível de combustível de um automóvel é composto de uma bóia, uma resistência 
elétrica, condutores elétricos, e um mostrador (amperímetro ou voltímetro). Todo esse 
conjunto é usado para mostrar no painel do carro o nível de combustível do tanque. 
 
4.2. Utilização dos Instrumentos de Medida 
 
4.2.1. Monitoração de Processos e Operações 
 
Certas aplicações de instrumentos de medida podem ser caracterizadas por terem 
essencialmente a função de monitorar. Como exemplo os termômetros, barômetros e 
anemômetros usados em uma estação meteorológica, simplesmente indicam as 
condições do tempo, sem qualquer função de controle. Da mesma forma, os medidores 
domésticos de consumo de água, eletricidade, gás, apenas indicam o consumo, 
controlá-los. 
 
4.2.2. Controle de Processos e Operações 
 
Outra aplicação de extrema importância para os instrumentos de medida é utilizá-los 
como componentes num sistema automático de controle. É claro que, para controlar 
uma variável é necessário, inicialmente medi-la. Por isso todos os sistemas com 
"feedback" têm como elemento principal um instrumento de medida. 
Um exemplo bastante comum é o controle de temperatura do refrigerador doméstico. 
Um termômetro lê, continuamente, a temperatura interna do refrigerador. Quando ela 
aumenta e atinge um valor especificado, o termômetro aciona um contato elétrico que 
liga o motor de refrigeração. A temperatura diminui até atingir um valor mínimo, quando 
o o termômetro desliga o motor. Desta forma, a temperatura do refrigerador permanece 
continuamente entre dois valores de temperaturas pré-estabelecidos. Percebe-se 
claramente a função do termômetro como controlador do processo. 
 
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4.2.2.1. Controle por realimentação (feed-back): 
 
O controle é feito com base na comparação entre o resultado obtido e o desejado. 
 
4.2.2.2. Controle feed-forward (chamado às vezes de preditivo): 
 
O controle é feito com base nos dados de entrada. Para sua aplicação, o controlador 
deve entender as relações de causa e efeito relativos ao comportamento do processo. 
 
4.3. Abrangência da automação 
 
4.3.1. Funções da automação 
 
A automação pode ter as seguintes funções em um processo: 
 
 Controle: controle de variáveis de processo (temperatura, vazão, pH, pressão, 
etc), balanceamento de passes, controle de razão, etc. 
 Segurança: válvulas de segurança, discos de ruptura, intertravamentos, 
diagrama de causa e efeito e lógicos, etc. 
 
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4.3.2. Níveis de automação 
 
No início da revolução industrial, o objetivo da automação se restringia a controlar (no 
sentido de manter constante) uma variável específica. Atualmente, o objetivo é a 
otimização do processo para maximização dos resultados, utilizando-se de ferramentas 
avançados de previsão e desenvolvimento de modelos. 
 
4.4. Motivação para controle de processo 
 
As principais causas que levam a um controle de processo mais eficaz são os 
seguintes: 
 
 Segurança operacional e pessoal 
 Adaptação a perturbações externas 
 Estabilidade operacional 
 Especificação do produto 
 Redução do impacto ambiental 
 Adaptação às restrições inerentes à operação do sistema 
 Otimização 
 Resultado econômico do processo 
 
Desta forma, um sistema de controle é justificável economicamente, quando permite 
operar próximo aos limites impostos pela segurança, pelo meio-ambiente e pelo 
processo (temperatura máxima, pureza mínima), alterando as condições de operação 
anteriores (linha tracejada) para uma condição mais favorável (linha contínua). 
Os ganhos associados a uma menor variabilidade se tornam ainda maiores em 
processos onde existem transições entre produtos com diferentes graus ou 
especificações, como ocorre freqüentemente no refino do petróleo e em unidades de 
polimerização. Inevitavelmente, durante a transição, haverá um período em que será 
gerado um produto fora de especificação, que será reciclado (maior gasto de energia) 
ou vendido (a preços mais baixos). A seleção de uma boa estratégia de controle 
permite reduzir o tempo de produção fora da especificação, e conseqüentemente 
melhora o resultado econômico do processo. 
 
4.5. Equipamentos convencionais de controle 
 
4.5.1. Sensores e transmissores 
 
Os elementos primários de medição têm por função medir alguma propriedade do 
sistema e convertê-la em um sinal que possa ser utilizado para controle. Em alguns 
casos, o elemento sensor gera um tipo de sinal que não é diretamente compatível com 
o sistema de controle. Neste caso, utiliza-se um transmissor para gerar um sinal 
compatível a partir do sinal recebido do sensor. Em muitos casos, o próprio transmissor 
é também o elemento sensor. 
Tipicamente, o sensor e o transmissor estão localizados perto do processo, e por isso 
são denominados "elementos de campo". 
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Existem diversas padronizações para o envio de sinais a um sistema de controle. O 
padrão pneumático (pressões de ar de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 ou de 3 a 15 psi), usual há 
alguns anos, está praticamente em desuso. O padrão eletrônico consiste em sinais de 
corrente de 4 a 20 mA. Cada vez mais se impõe a comunicação digital entre os 
elementos de campo e o sistema de controle. Recentemente foi padronizado, depois de 
anos de teste, o protocolo fieldbus de comunicação digital, em que os elementos de 
campo trocam informações entre si. 
 
4.5.1.1. Medição de Pressão 
 
Há séculos que se conhecem métodos mecânicos de medição de pressão. Os 
manómetros de tubo em U, foram os primeiros medidores de pressão. Originalmente, 
estes tubos eram feitos de vidro e as escalas eram adicionadas conforme fosse 
necessário. Mas os manómetros são largos, tornando-se incómodos, e não estão bem 
ajustados para integração nas cadeias automáticas de controlo. No entanto, os 
manómetros encontram-se usualmente no laboratório, ou são usados como indicadores 
locais. Dependendo da pressão de referência usada, podem indicar pressões 
absolutas, atmosféricas e diferenciais. 
Os medidores de pressão podem ser classificados de acordo com os seus princípios defuncionamento: 
 
 Por equilíbrio com uma coluna de liquído de densidade conhecida 
o Manómetros de tubo em U 
o Manómetros de tipo reservatório 
o Manómetros de ramo inclinado 
o Manómetro diferencial 
o Manómetro com flutuador 
 Por equilíbrio de uma força produzida sobre uma área conhecida com uma força 
mensurável 
o Anel basculante 
o Campânula 
o Êmbolo 
 Por equilíbrio de uma força produzida sobre uma área conhecida com a tensão 
actuante num meio elástico 
o Bourdon 
o Diafragma 
o Cápsula 
o Fole 
 
4.5.1.2. Medição de Temperatura 
 
O parâmetro temperatura é um dos mais medidos em um processo industrial. Por ser 
um parâmetro cujo resultado é conseqüência de outros, a sua medição é bastante 
crítica. 
Os principais elementos primários de medição são: 
 
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 Termômetros comuns: 
o Expansão de fluído (de mercúrio ou outros líquidos como álcool) 
o Bimetálicos 
 Termistores: são resistores sensíveis à temperatura. Os elementos resistivos 
são óxidos de metais como manganês, níquel, cobalto, cobre, ferro, titânio. 
 Sensores de Semi–Condutor: É sabido que os parâmetros elétricos dos 
semicondutores variam com a temperatura. E eles podem ser usados como 
sensores térmicos. 
 RTDs (Termoresistência): RTD é abreviação inglesa de "Resistance 
Temperature Detector". A base do funcionamento é o conhecido fenômeno da 
variação da resistência elétrica dos metais com a temperatura. Os metais mais 
usados são platina, níquel, cobre, ferro, molibdênio e/ou ligas dos mesmos. 
o Cobre. 
o Molibdênio 
o Níquel 
o Níquel-Ferro 
o Platina 
 Termopares: Os sensores anteriores operam basicamente pela variação da 
resistência elétrica com a temperatura. Isso significa que uma corrente elétrica 
deve ser fornecida ao elemento sensor 
 
4.5.1.3. Medição de Nível 
 
O parâmetro nível é fundamental para estabilizar a operação de um processo. 
É possível medir o nível através de: 
 
 Medidores de contato: 
o Bóia e fita 
o Corpo Imerso 
 Medidores de pressão diferencial: 
o D/P Cell 
o Caixa de Diafragma 
 Medidores sonares ou por Raios γ 
 
5. Engenharia de Processo 
 
A área da Engenharia Química que se preocupa com a visão sistemática dos 
Processos Químicos, é a chamada Engenharia de Processos. Esta pode ser definida 
da seguinte forma: ―Conjunto de atividades que incluem a concepção, o 
dimensionamento e a avaliação de desempenho do processo para obter um produto 
desejado.‖ Definido o produto desejado, informações quanto as possíveis matérias-
primas, o seu preço no mercado, a sua demanda e a qualidade requerida pelo mercado 
devem ser conhecidas de modo que sejam iniciadas as atividades da Engenharia de 
Processos. 
Estas atividades são normalmente realizadas em equipes multidisciplinares e podem 
ser divididas em três níveis: nível tecnológico (NT), nível estrutural (NE) e nível de 
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processos (NP). Os dois primeiros níveis são tratados durante o ESTUDO BÁSICO do 
projeto, e o último é desenvolvido nas etapas de ENGENHARIA BÁSICA deste mesmo 
projeto. 
 
 NT - Nível Tecnológico: definição da rota química a ser utilizada. Com esta 
definição fica decidido o tipo de matéria-prima a utilizada, bem como a natureza 
da reação química, quando presente, ou do processo físico preponderante. 
 NE - Nível Estrutural definição da estrutura do processo, ou seja, escolha dos 
principais equipamentos a serem utilizados bem como especificação da forma 
de interligá-los. 
 NP – Nível de Processo neste nível, conhecida a estrutura do processo, deve-se 
definir os valores dos principais parâmetros operacionais, de modo que as 
operações ocorram de forma segura e maximizando o lucro. 
 
À medida que a concepção do processo evolui e que o equipamento passa a ser 
projetado, o trabalho de engenharia evolui da área do processamento químico para as 
especialidades da mecânica, elétrica e civil. Os equipamentos são especificados de 
forma completa e passam a integrar um projeto capaz de ser montado, testado e 
operado. Esta fase é denominada de FASE DE DETALHAMENTO. 
Encerrada esta fase, os equipamentos serão montados e testados. Após o ―startup‖ 
da planta, inicia-se a FASE DE OPERAÇÃO do sistema. O avanço no estudo e 
desenvolvimento do processo veio a demonstrar que para aplicação correta da 
ENGENHARIA DE PROCESSO, além da necessidade da fundamentação científica 
para a transformação da matéria, através dos princípios da Física, Química, 
Matemática e Computação é também indispensável o estudo em termos de 
Administração, Sociologia, Economia, visando conhecer a influência social e 
econômica das aplicações tecnológicas. Outra avaliação indispensável é a questão da 
legislação aplicável, especialmente, nas questões ligadas à Segurança do Trabalho e 
ao Controle de Poluição. 
 
6. Materiais de Construção 
 
A Ciência dos Materiais teve um desenvolvimento histórico bastante acentuado nas 
recentes décadas, mas seu início ocorreu quando o homem preparou qualquer 
ferramenta ou utensílio usado para atender suas necessidades de sobrevivência 
natural. 
 
 Materiais naturais: são materiais que apresentam-se prontos ou quase prontos 
para uso na natureza. Exemplos: madeira, couro, ossos, pedras, etc.; 
 Materiais desenvolvidos empiricamente: materiais desenvolvidos a partir da 
observação e reprodução de ocorrências naturais. Exemplos: ligas de ferro, 
bronze, cerâmicas, vidro, papel e concreto; 
 Materiais desenvolvidos pelo conhecimento: materiais cuja descoberta foi 
orientada por considerações técnicas. Exemplos: ligas mais antigas de alumínio, 
de titânio de magnésio, metal duro, aços inoxidáveis, termoplásticos, 
termorígidos, elastômeros e fases de ligas de ferro. 
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 Materiais projetados: são materiais quase que exclusivamente preparados a 
partir de conhecimentos científicos e cujas propriedades podem ser 
quantitativamente previstas. Exemplos: semicondutores, materiais para reatores 
nucleares, aços de ultra-alta resistência mecânica, materiais compósitos 
reforçados com fibras, ligas com memória de forma e vidros metálicos. 
 
6.1. Seleção de materiais 
 
Visando selecionar um material destinado para certa aplicação é necessário elaborar 
uma especificação, que determine qual o material mais adequado para a construção do 
equipamento, considerando-se fatores técnicos e econômicos. 
 
 Fatores técnicos: 
o quanto às propriedades mecânicas: o material deve resistir aos esforços 
solicitados, o que também determina a espessura adequada. 
o quanto às propriedades térmicas: maior ou menor capacidade que o 
material tem de transmitir o calor, estabilidade à elevadas temperaturas e 
tensões mecânicas originadas com dilatações térmicas. 
o quanto às propriedades químicas: resistência à corrosão do material, 
considerando o fluido de contato e tempo útil de vida dentro da vida 
prevista para toda unidade. 
o quanto ao serviço de uso: condições de escoamento do fluido de contato 
sobre o material. 
o quanto à segurança: quando o risco do equipamento ou do local onde se 
encontra for alto, usa-se materiais mais nobres de forma a evitar a 
ocorrência de problemas de vazamentos ou paradas. 
o quanto às experiências anteriores e novas tecnologias: referências 
anteriores, tanto em literatura, como também através da similaridade no 
emprego de materiais em outras aplicações. 
 
 Fatores econômicos 
o quanto ao preço: é fator decisivo na escolha e tem implicação direta no 
custo de fabricação e tempo de vida. 
o quanto à disponibilidade: facilidade de obtenção, necessidade de 
importação, prazo de entrega, quantidades mínimas de compra e outros 
fatores de fornecimento. 
o quanto à qualidade do fornecimento: as características de um mesmo 
material podem variar entre vários fornecedores. 
o quanto a urgência: quando a parada de certo equipamento, 
principalmenteos pequenos como válvulas, filtros, etc., implica em parar 
toda uma grande unidade, esses devem ser fabricados com materiais 
mais nobres. 
 
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6.2. Classificação dos principais materiais 
 
materiais para vasos de pressão e 
trocadores de calor 
 
 
metais ferrosos 
aços-carbono; 
aços-liga; 
aços inoxidáveis. 
metais não-ferrosos 
alumínios e ligas; 
cobre e ligas; 
níquel e ligas; 
titânio, zircônio e ligas. 
 
materiais para caldeiras 
e fornos 
 
 
metais ferrosos 
aços-carbono; 
aços-liga; 
aços inoxidáveis 
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materiais para tanques 
de armazenamento e 
outros reservatórios 
sem pressão. 
 
 
metais ferrosos 
aços-carbono; 
aços-liga; 
aços inoxidáveis. 
metais não-ferrosos 
alumínios e ligas; 
cobre e ligas; 
níquel e ligas; 
titânio, zircônio e ligas. 
materiais não-metálicos 
concreto armado; 
materiais plásticos com 
fibras. 
 
materiais para 
tubulações, válvulas e 
acessórios de tubulação 
 
 
metais ferrosos 
aços-carbono; 
aços-liga; 
aços inoxidáveis; 
ferros fundidos. 
metais não-ferrosos 
alumínios e ligas; 
cobre e ligas; 
níquel e ligas; 
chumbo e ligas; 
titânio, zircônio e ligas. 
materiais não-metálicos 
concreto armado; 
materiais plásticos com 
fibras; 
vidro. 
 
No passado os materiais metálicos eram de muito maior importância, entretanto, com o 
advento de tecnologias para produção à preços razoáveis de materiais cerâmicos 
(materiais inorgânicos) e de materiais poliméricos (materiais orgânicos), esses últimos 
estão assumindo maiores aplicações. Exemplo: a larga aplicação de materiais 
poliméricos nos veículos automotivos. 
 
6.3. Principais materiais utilizados 
 
6.3.1. Metais Ferrosos 
 
 Aço Carbono 
o O aço carbono é o que apresenta menor relação custo/resistência 
mecânica, além de ser um material fácil de soldar e de se conformar. E, 
por estes motivos, é o material mais largamente utilizado na indústria. Em 
uma refinaria de petróleo, por exemplo, mais de 90% de todas as 
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tubulações são feitas em aço-carbono. Emprega-se o aço carbono para 
água doce, vapor de baixa pressão, condensados, ar comprimido, óleos, 
gases e muitos outros fluidos corrosivos, em temperaturas desde –45°C, 
e a qualquer pressão. 
o Devido ao fato de que o aço carbono é bastante susceptível às condições 
ambientais – umidade, temperatura e qualidade do ar, muitas vezes os 
materiais são fornecidos com uma película de proteção de zinco, sendo 
conhecido por galvanizado. 
o São fatores limitantes ao uso: 
 Temperatura de operação inferior a 450°C 
 uso com álcalis, desde que a temperatura de operação não supere 
a 40°C 
 O material não é recomendado para uso com ácidos ou para 
aplicações que exijam o contato direto com o solo. 
 
 Aços-Liga ou Inoxidáveis 
o Denomina-se aço-liga a todos os aços que possuem qualquer quantidade 
de outros elementos, além dos que entram na composição dos aços-
carbono. Dependendo da quantidade total de elementos de liga, 
distinguem-se os aços de baixa liga - com até 5% de elementos de liga, 
aços de liga intermediária – contendo entre 5 e 10%, e os aços de alta 
liga – com mais de 10%. 
o Os aços inoxidáveis sãos os que contém pelo menos 12% de cromo, o 
que lhes confere a propriedade de não se enferrujarem mesmo em 
exposição prolongada a uma atmosfera normal. 
o Em geral, estes materiais somente são utilizados em condições especiais 
devido aocusto. Os principais casos em que se justifica o emprego destes 
aços são: 
 Altas ou baixas temperaturas: fora da faixa adotada pelos aços 
carbono. 
 Alta corrosão; salvo em condições especiais, como por exemplo a 
água salgada. 
 Exigência de não contaminação do fluido 
 Segurança de instalações. 
 
 Ferro Fundido 
o O ferro fundido é utilizado para água, gás, água salgada e esgoto, em 
serviços de baixa pressão, temperatura ambiente, e onde não ocorram 
grandes esforços mecânicos. Esses tubos têm boa resistência à corrosão, 
principalmente ao solo, e grande duração. 
Em geral, é um material cuja utilização vem sendo reduzido pela 
excessiva fragilidade, pela dificuldade de manutenção e pelo tipo de 
fabricação. 
 
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6.3.2. Metais Não ferrosos 
 
Fazendo-se uma comparação geral entre os metais não-ferrosos e o aço carbono, 
podemos dizer que os metais não-ferrosos têm bem melhor resistência à corrosão. Em 
outros fatores, especialmente quanto ao custo, levam desvantagem. Devido a este 
fator, muitas vezes tem sido substituído por materiais plásticos em condições de alta 
corrosão. 
 
 Cobre e suas Ligas 
o O cobre é comercializado puro ou em ligas de cobre-niquel e latões. 
Possui excelente resistência ao ataque da atmosfera, da água (inclusive a 
salgada), álcalis, ácidos diluídos, muitos compostos orgânicos e outros 
produtos corrosivos. É especialmente susceptível à corrosão quando em 
contato com amônia, aminas e compostos nitrados. São muito utilizados 
em sistemas de refrigeração, sendo proibido o seu uso em processos que 
envolvam produtos alimentares ou farmacêuticos. 
 
 Alumínio e suas ligas 
o O alumínio é uma material muito leve, com alto coeficiente de transmissão 
de calor e muito boa resistência ao contato com a atmosfera, a água e 
compostos orgânicos. Possui resistência mecânica baixa. São mais 
utilizados em sistemas de refrigeração. 
 
 Chumbo 
o O chumbo é um material de baixa resistência mecânica, porém com 
excelente resistência química. Resiste bem à atmosfera, ao solo, às 
águas (inclusive salgadas ou ácidas), álcalis, halógenos e outros meios 
corrosivos. É muito utilizado para equipamentos que operem com ácido 
sulfúrico. 
 
 Níquel e suas ligas 
o São materiais de excelente resistência mecânica e química. O mais usual 
destes materiais é o monel (67% Ni, 30% Cu), que é empregado para 
tubulações de água salgada, ácido sulfúrico diluído, ácido clorídrico 
diluído, ácido fluorídrico, álcalis aquecidos e outros serviços corrosivos ou 
com exigência de não contaminação. 
 
 Titânio, Zircônio e suas ligas 
o Metais de propriedades extraordinárias quanto a resistência química, 
mecânica e térmica, sendo muito mais leves que os aços. Sua principal 
desvantagem é o preço. 
 
6.3.3. Materiais não metálicos 
 
 Materiais Plásticos 
19/127 
o Os materiais plásticos são atualmente o grupo mais importante dos 
materiais não metálicos utilizados na indústria, especialmente pelo custo 
dos materiais metálicos. Destaca-se dentre as vantagens do uso destes 
materiais: baixo peso, alta resistência a corrosão e facilidade de 
fabricação e manuseio. São desvantagens: baixa resistência ao calor, 
baixa resistência mecânica, pouca estabilidade dimensional e risco maior 
de propagação de incêndio. 
Destacam-se duas classes específicas: os termoplásticos e os 
termoestáveis, cuja diferenciação básica é que o primeiro pode ser 
facilmente conformado sob calor. São exemplos de termoplásticos, o 
polietileno e o PVC, e de termoestáveis, os epóxis e os poliésteres. Os 
termoestáveis são normalmente utilizados com fibra de vidro para 
aumentar a resistência mecânica do equipamento fornecido. 
De um modo geral, os plásticos se comportam bem perante aos ácidos 
inorgânicos diluídos, álcalis e halógenos. Resistem bem também à água 
salgada e a outros produtos químicos, com exceção dos orgânicos. Para 
alguns solventes, o ataque é muito rápido e o material é rapidamente 
consumido. 
Em geral, são utilizados em aplicações em temperatura ambiente, com 
baixos esforços mecânicos e para produtos altamente corrosivos. São 
largamente utilizados em plantas de tratamento de água ou de efluentes 
industriais. 
 
 Cimento ou Concreto 
o São materiais utilizados especialmente para o tratamento de água e 
efluentes. Não possuem resistênciaquímica, especialmente a soluções 
ácidas e a álcalis fortes. Sua resistência mecânica é baixa. A grande 
vantagem destes materiais é a baixa manutenção, quando bem aplicado. 
 
 Vidro 
o É material utilizado em condições bastante especiais, em processos que 
os produtos sejam muito corrosivos. É utilizado como revestimento de 
metais nestas condições, melhorando a resistência mecânica dos 
equipamentos. 
 
 Elastômeros 
o São materiais naturais ou sintéticos, cujas resistências mecânica, térmica 
e química variam entre os diversos tipos de materiais comercializados. 
São empregados especialmente para tubulações flexíveis, possuindo 
características similares ao plástico. Os materiais sintéticos mais 
largamente utilizados são o neoprene e o SBR (estireno butadieno). 
 
 
 
20/127 
 
TRABALHO LIVRE 
 
Com base no que foi apresentado na aula de Introdução a Processos prepare o 
trabalho a seguir. 
 
Você pretende montar uma empresa para produção de suco de _________________ 
 
1) Apresente: 
 O nome desta empresa. 
 O lay-out com a localização geográfica da sua empresa em relação ao 
municipio onde ela será estabelecida apontando os recursos naturais que 
serão utilizados bem como as vias de acesso, empresas vizinhas e 
comunidade de entorno. 
 
2) Determine: 
 Os benefícios socio-econômicos que a sua empresa apresentará para o seu 
município, estado e pais. 
 O relacionamento com a sociedade de seu municipio e a interação com a 
população vizinha à sua empresa apresentando os projetos sociais 
implantados em prol desta comunidade. 
 O comprometimento com o meio ambiente (ar, água e solo) da sua região. 
 O tipo de tecnologia que será utilizado pela sua empresa e os projetos 
previstos para a adequação destas tecnologias visando a utilização de 
energias renováveis e economia no consumo dos recursos finitos. 
 A proposta de reaproveitamento dos resíduos gerados nas áreas 
administrativas e operacionais desta empresa. 
 
3) Informe: 
 O nome do produto final. 
 O tipo de público que se pretende atingir e o tipo de abordagem que será 
utilizado para promover a venda do produto. 
21/127 
capítulo 2: Energia 
 
22/127 
ENERGIA: 
 
Em geral, o conceito e uso da palavra energia se refere "ao potencial para executar 
trabalho ou realizar uma ação". 
A palavra é usada em vários contextos diferentes. O uso científico tem um significado 
bem definido e preciso enquanto muitos outros não são tão específicos. 
O termo energia também pode designar as reações de uma determinada condição de 
trabalho, por exemplo o calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz. Estes que podem 
ser realizados por uma fonte inanimada (por exemplo motor, caldeira, refrigerador, alto-
falante, lâmpada, vento) ou por um organismo vivo (por exemplo os músculos, energia 
biológica). 
A etimologia da palavra tem origem no idioma grego, onde εργος (erfos) significa 
"trabalho". 
Qualquer coisa que esteja trabalhando - por exemplo, movendo outro objeto, 
aquecendo-o, atravessando ou sendo atravessado por uma corrente elétrica - está 
―gastando" energia (uma vez que ocorre uma "transferência", pois nenhuma energia é 
perdida, e sim transformada ou transferida a outro corpo). Portanto, qualquer coisa que 
esteja pronta para trabalhar possui energia e enquanto o trabalho é realizado, ocorre 
uma transferência de energia. 
O conceito de Energia é um dos conceitos essenciais da Física. Nascido no século XIX, 
pode ser encontrado em todas as disciplinas da Física (mecânica, termodinâmica, 
eletromagnetismo, mecânica quântica, etc.) assim como em outras disciplinas, 
particularmente na Química. 
 
FORMAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA 
 
Apesar de não se restringir a isso, a energia pode ser entendida como a capacidade de 
realizar trabalho. As sociedades humanas dependem cada vez mais de um elevado 
consumo energético para sua subsistência. Para isso, foram sendo desenvolvidos, ao 
longo da história, diversos processos de transformação, transporte e armazenamento 
de energia. Na realidade, só existem duas modalidades de energia: a potencial e a 
cinética. Mas elas se apresentam de várias formas: hidráulica, nuclear, eólica, solar 
entre outras. 
 
1. Energia hidrelétrica 
 
A energia hidrelétrica é a energia que vem do movimento das águas, usando o 
potencial hidráulico de um rio de níveis naturais, queda d'água ou artificiais. Essa 
energia é a segunda maior fonte de eletricidade do mundo. Frequentemente 
constroem-se represas que reprimem o curso da água, fazendo com que ela se 
[acumule] em um reservatório denominado barragem. Toda a energia elérica gerada 
dessa maneira é levada por cabos, dos terminais do gerador até o transformador 
elevado. A energia hidrelétrica apresenta certos problemas, como consequências 
socioambientais de alagamentos de grandes áreas. 
 
23/127 
1.1. Energia hidrelétrica no Brasil 
 
Devido à sua enorme quantidade de rios, a maior parte da energia elétrica disponível é 
proveniente de grandes usinas hidrelétricas. A energia primária de uma hidrelétrica é a 
energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes de se 
tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética de 
rotação. O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. Ela consiste 
basicamente em uma roda dotada de pás, que é posta em rápida rotação ao receber a 
massa de água. O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que 
converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica. As usinas elétricas 
transformam a energia hidráulica em eletricidade. As usinas elétricas são uma fonte de 
energia limpa mas sua contrução impacta o ambiente. A formação do lago artificial 
alaga vastas áreas,destruindo a vegetaçao,matando animais e obrigando moradores da 
área alagada a procurar outro lugar para viver. 
 
1.1.1. Hidroelétrica de Itaipu 
 
Construída sobre o Rio Paraná, que divide Brasil e o Paraguai, Itaipu é a maior usina 
hidrelétrica do mundo. O rio corre ao longo da fronteira dos dois países e durante as 
negociações diplomáticas iniciais de construção da barragem, ambos os países 
estavam sofrendo das secas. O objetivo inicial era fornecer uma melhor gestão e 
aproveitamento dos recursos hídricos para o uso da irrigação de culturas. A Argentina 
também foi mais tarde incorporada em alguns planejamentos e acordos porque é um 
dos afetados diretamente pela construção. Se a barragem ficar completamente aberta 
para o fluxo de água, áreas ao sul, como Buenos Aires, teriam grande potencial de 
serem inundadas. A construção da barragem começou em 1975 e o primeiro gerador 
foi inaugurado em 1983. Hoje, a barragem fornece mais de 75% das necessidades de 
energia elétrica do Paraguai e atende a quase 25% da demanda de eletricidade do 
Brasil. Estima-se que 10.000 moradores foram desalojados pela construção da 
barragem e cerca de 40.000 pessoas foram contratadas para ajudar na construção do 
projeto. Muitas preocupações ambientais foram negligenciados durante a construção 
da barragem, porque a barragem iria produzir uma quantidade tão grande de energia 
com quase nenhuma emissão de poluentes e sem subprodutos indesejáveis, tal como 
acontece com a energia nuclear. 
 
1.1.2.Hidroeletricidade 
 
 
 
 
Complexo Hidrelétrico de Paulo Afonso, no Rio 
São Francisco, é algumas das usinas operadas 
pela Complexo Hidrelétrico de Paulo Afonso 
(CHESF). 
 
 
 
24/127 
 
Usinas hidrelétricas produzem mais de 90% da energia elétrica consumida no Brasil. 
Eles dependem das águas dos rios em níveis adequados em suas represas para gerar 
energia. A falta de chuvas, de investimentos e aumento do consumo resultou em 
racionalização de energia elétrica, conhecido como apagão,nos anos 2001 e 2002. A 
construção de novas usinas hidrelétricas significa impactos ambientais como grandes 
áreas que são inundadas, alterando o ecossistema. 
Tentar não usar muita energia durante o horário de pico, entre 18 e 21 horas, é 
necessário para evitar a necessidade de construir novas centrais de energia e linhas de 
transmissão só para atender a demanda nesse período. Novas barragens causma 
elevados custos sociais e ambientais devido à inundação da terra e pela destruição dos 
habitats de animais, plantas e comunidades inteiras que, muitas vezes, não são 
compensadas (reassentamento ou indenização). Grandes usinas hidrelétricas inundam 
imensas áreas de florestas e emitem grandes quantidades de metano para a 
atmosfera. Só existe desenvolvimento sustentável com energia vinda de novas fontes 
renováveis. Pequenas hidrelétricas podem produzir energia de forma descentralizada, 
com impacto ambiental reduzido. Essa opção pode ser implementada em várias 
regiões do país fazendo uso de cascatas naturais. Muitos agricultores brasileiros 
escolheram esta forma de produção de energia hidrelétrica.[] 
 
1.2. Apagões 
 
Um blecaute ou apagão é o corte ou colapso temporário do suprimento de energia 
elétrica em uma determinada área geográfica, que pode variar desde uma localidade 
ou bairro, até uma grande área metropolitana ou regiões inteiras de um ou mais países. 
Pode ser provocado por diferentes motivos, como acidentes, queda de linhas de 
transmisão, sobrecargas, pane parcial do sistema de geração ou de distribuição, ou 
ainda por medida de segurança nacional, como durante ataques aéreos contra cidades 
em períodos de guerras. 
No Brasil, o fenômeno passou a ser conhecido também pelo nome de "apagão". O 
termo em inglês blackout se popularizou depois do colapso elétrico ocorrido em 1965, 
quando o Nordeste dos Estados Unidos e parte do Canadá ficaram às escuras por 
cerca de 12 horas. 
Dentre os maiores apagões da história destaca-se o ocorrido entre 14 e 16 de agosto 
de 2003 nos Estados Unidos, que deixou mais de 50 milhões de pessoas sem luz por 
mais de um dia, afetando todo o sudeste do Canadá e nordeste dos Estados Unidos 
por cerca de três dias. 
Em relação ao número de pessoas atingidas, os maiores apagões da história foram os 
ocorridos na Índia, em janeiro de 2001, que deixou mais de 220 milhões de pessoas 
em luz, e o ocorrido na Indonésia, em agosto de 2005, afetando mais de 100 milhões 
de pessoas. Em novembro de 2006 vários países da parte ocidental da União Européia 
foram afetados por um rápido apagão de cerca de 2 horas. 
Os seguidos apagões na Califórnia entre 2001 e 2003 estão entre os que provocaram 
os maiores prejuízos econômicos da história, devido à frequência com que ocorreram e 
ao fato de provocarem a paralização das atividades produtivas no estado mais rico dos 
Estados Unidos. 
 
25/127 
1.2.1. Principais causa dos Apagões 
 
A maior parte dos apagões regionais ou locais é causado por 
danos aos sistema de alimentação ou de transmisão das 
redes de transmissão de energia elétrica. Estes danos 
geralmente são pontuais e localizados, na maior parte das 
vezes relacionados a acidentes locais como queda de 
árvores, postes ou torres de transmissão, principalmente 
durante tempestades ou vendavais. 
Os danos à infra-estrutura de transmissão de energia elétrica 
também podem ocorrer como decorrência de descargas 
elétricas (raios) simultâneas na rede ou em subestações, 
desde que provocando sobrecargas nos sistemas de 
transmissão, fusíveis ou transformadores. Nestes casos, 
ocorre a chamada sobrecarga elétrica geralmente ligada a 
um curto-circuito, quando a passagem de corrente elétrica é 
maior do que um circuito suporta devido à redução abrupta 
da impedância do mesmo. Normalmente o curto-circuito provoca danos tanto no 
circuito elétrico em que ocorre como no elemento que causou a redução de 
impedância. 
 
A sobrecarga de uma estação elétrica pode provocar o 
chamado efeito em cadeia, quando a queda de uma 
unidade transmissora ou um transformador provoca 
sobrecarga nos equipamentos similares em sequência, 
resultando em colapso da rede elétrica de uma região. 
A escassez relativa de energia, ou seja, a demanda maior 
que a capacidade de produção de energia, levou a um nível 
crônico de risco de apagões no Brasil entre 1999 e 2001. 
Isto levou o país a criar um programa de racionamento de 
energia elétrica de quase um ano, durante o ano de 2001, que ficou popularmente 
conhecido como o "apagão elétrico de 2001". Aquele "apagão" foi resultado da 
conjunção de vários fatores, principalmente a ausência de investimetnos estatais na 
construção de novas hidroelétricas ou na ampliação da rede de distribuição elétrica por 
mais de uma década. Isto provocou uma sobrecarga crônica do sistema elétrico, deixou 
o nível dos reservatórios baixos demais, a ponto do sistema colapsar diante de um 
curto período de seca regional mais prolongada, com chuvas menos intensas no país. 
 
1.2.3. Apagões no Brasil 
 
No Brasil, na década de 1990, houve o blecaute de 11 de Março de 1999, que atingiu 
grande parte do território do Brasil, deixando mais de 60 milhões de pessoas sem luz 
por cerca de quatro horas. Este episódio causou algumas horas de verdadeiro caos em 
metrópoles como Porto Alegre, Belo Horizonte, São Paulo e Rio de Janeiro. 
Na noite de 10 de Novembro de 2009, uma possível falha no Sistema Integrado de 
Distribuição de energia elétrica provocou o maior apagão da história do Brasil, 
26/127 
atingindo 18 estados, além de um corte de 30 minutos no fornecimento em 87% do 
território do Paraguai, afetando diretamente mais de 60 milhões de pessoas. 
A Usina de Itaipu alegou que não ocorreu nenhuma falha no sistema de geração de 
energia, mas que a falha deve ter ocorrido no sistema de 
transmissão nas linhas de Furnas. Este tem sido 
considerado um dos maiores apagões que o país já 
enfrentou, tendo grande repercussão em redes de 
comunicação instantânea como o Twitter e também 
repercussão internacional, noticiadas por redes como: 
CNN, The New York Times, CBS e BBC. A rede CBS 
difundiu a hipótese de que este episódio, assim como 
apagões anteriores provocados no Brasil em 2005 e 2007, foram provocados por 
ataques de hackers (crackers]) contra o sistema de computadores de controle da rede 
elétrica. O governo descartou completamente esta hipótese. 
A Associação Brasileira das Grandes Empresas de Transmissão de Energia Elétrica 
(Abrate) descartou as hipóteses de queda de linhas de transmissão e de sobrecarga 
devido a tempestade de raios ocorridas simultaneamente em diversas linhas de 
transmissão. A Abrate manteve a explicação de que uma falha inicial em um disjuntor 
ou subestação teria desencadeado um efeito dominó que desligou preventivamente 
outras linhas, sem definir exatamente como isto teve início. A ONS defende que o 
desligamento de parte do Sistema Interligado Nacional (SIN) teve início com a pane de 
três linhas de 750 quilovolts (kV) e do elo de corrente contínua da rede que leva 
energia de Usina Binacional de Itaipu ao SIN no Sudeste e Centro-Oeste do país. 
O apagão regional de 2005 foi considerado por alguns como resultado da grave seca 
na região norte e nordeste, as mais afetas pela redução parcial do nível dos 
reservatório das hidrelétricas brasileiras. Entretanto, a rede de televisão estadunidense 
CBS levanta a hipótese de sabotagem ocorrido através de um ataque de hackers. 
Semelhanças com o apagão regional ocorrido em 2007, quando o nível das usinas 
hidrelétricas estava elevado, levaram muitos especialistas a defender que estes 
processos teriam sido causados por um ciber ataque (do inglês cyberwar) de hackers 
mal intencionados (crackers), que atacaram o sistema de computadores de controle 
digital da redede distribuição elétrica brasileira. Outros técnicos levantam a falta de 
investimentos em linhas de transmissão e mau gerenciamento do sistema. A tese de 
ataque hacker foi reforçada por declarações de especialistas americanos em guerra 
cibernética e popularizada pelo video documentário "60 Minutes" produzido pela CBS 
sobre este tema. O vídeo defende explicitamente que estes episódios ocorridos no 
Brasil foram obra de crackers. 
Entretanto, as autoridades responsáveis no Brasil reforçam que não existem evidências 
que comprovem esta hipótese. O Brasil ainda não possui grandes equipes 
permanentes de especialistas em computação trabalhando para o governo com o 
objetivo de defender a infra-estrutua estratégica do país de ciber ataques ou de 
ciberterrorismo, como alguns países já vêem criando. 
 
2. Energia potencial 
 
É a energia que um objeto possui pronta a ser convertida em energia cinética. Um 
martelo levantado, uma mola enroscada e um arco esticado de um atirador, todos 
27/127 
possuem energia potencial. Esta energia está pronta para ser modificada em outras 
formas de energia e, consequentemente, realizar trabalho: quando o martelo cair, 
pregará um prego; a mola, quando solta, fará andar os ponteiros de um relógio; o arco 
disparará uma flecha. Assim que ocorrer algum movimento, a energia potencial da 
fonte diminui, enquanto se modifica em energia do movimento (energia cinética). 
Levantar o martelo, enrolar a mola e esticar o arco faz o uso da energia cinética 
produzir um ganho de energia potencial. 
Existem diferentes tipos de energia potencial, relacionados às diferentes formas de 
energia dos quais se destacam: a elástica, a gravitacional e a elétrica. 
 
2.1. Energia Potencial Gravitacional 
 
A energia potencial gravitacional na superfície da Terra é proporcional à altura (h) do 
corpo (medido em relação a um determinado nível de referência que pode ser por 
exemplo o chão nessa localização). 
É calculada pela expressão: 
 
 ou 
 
2.2. Energia Potencial Elástica 
 
A energia potencial elástica está associada a uma mola ou a um corpo elástico. 
É calculada pela expressão (no caso ideal): 
 
 
Onde: 
K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola 
de um espiral de caderno é bem menor que a constante da mola de um amortecedor 
de caminhão). 
X= Variação no tamanho da mola. 
 
2.3. Energia Potencial Elétrica 
 
A energia potencial elétrica está relacionada com uma carga qualquer "q" de uma 
partícula situada a uma distância "d" de uma carga de prova "Q". 
É calculada pela expressão: 
 
 , 
 
sendo , 
 
podemos substituir: 
28/127 
 
Onde: 
k= constante eletrostática do meio em que as cargas estiverem inseridas. 
V= potencial elétrico. 
q= carga da partícula. 
d= distância entre a partícula e o referencial. 
Q= carga do referencial. 
 
3. Energia Cinética 
 
Uma velha locomotiva a vapor transforma 
energia química em energia cinética. A 
combustão de madeira ou carvão na caldeira é 
uma reação química que produz calor, obtendo 
vapor que dá energia à locomotiva. 
É a energia que um corpo em movimento possui 
devido à sua velocidade. 
É calculada por: 
 
 
 
Onde: 
m= massa do corpo. 
v= velocidade do corpo. 
Isto significa que quanto mais rapidamente um objeto se move, maior o nível de 
energia cinética. Além disso, quanto mais massa tiver um objeto, maior é a quantidade 
de energia cinética necessária para movê-lo. 
Para que algo se mova, é necessário transformar qualquer outro tipo de energia neste. 
As máquinas mecânicas, automóveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outras 
máquinas motorizadas, transformam algum tipo de energia em energia cinética. 
 
4. Energia Mecânica 
 
Energia mecânica é a energia que pode ser transferida por meio de força. A energia 
mecânica total de um sistema é a soma da energia potencial com a energia cinética. Se 
o sistema for conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a energia 
mecânica total conserva-se e é uma constante de movimento. A energia mecânica "E" 
que um corpo possui é a soma da sua energia cinética "c" mais energia potencial. 
 
5. Energia Química 
 
29/127 
É a energia que está armazenada num átomo ou 
numa molécula. Existem várias formas de 
energia, mas os seres vivos só utilizam a energia 
química. 
A Energia Química está presente nas ligações 
químicas. Existem ligações pobres e ricas em 
energia. A água é um exemplo de molécula com 
ligações pobres em energia. A glicose é uma 
substância com ligações ricas em energia. 
Os seres vivos utilizam a glicose como principal 
combustível (fonte de energia química); 
entretanto, esta molécula não pode ser utilizada 
diretamente, pois sua quebra direta libera muito 
mais energia que o necessário para o trabalho 
celular. Por isso, a natureza selecionou 
mecanismos de transferência da energia química 
da glicose para moleculas tipo ATP (adenosina 
trifosfato). Os primeiros seres vivos criaram o 
primeiro destes mecanismos: a fermentação. A 
fermentação anaeróbia, além do ATP, gera também etanol e dióxido de carbono (CO2). 
A presença de CO2 na atmosfera possibilitou o surgimento da fotossíntese. Este 
processo fez surgir o O2 (oxigênio) na atmosfera. Com o oxigênio, outros seres vivos 
puderam desenvolver um novo mecanismo de transferência de energia química da 
glicose para o ATP: a respiração aeróbica. 
As reacções químicas geralmente produzem também calor: um fogo ardendo é um 
exemplo. A energia química também pode ser transformada em qualquer forma de 
energia, por exemplo em eletrica (uma bateria) e em energia cinética (os músculos ou 
os motores a gasolina). 
 
6. Energia Nuclear 
 
É a energia produzida pelas reações nucleares: isso é, pela fissão ou pela fusão de 
átomos, os quais são transformados sobretudo em energia mecânica e calor, quer sob 
controle num reator nuclear, quer numa explosão de uma arma nuclear. O Sol produz o 
seu calor e a sua luz por fusão nuclear de átomos de, hidrogênio em hélio. 
Em 1939, os cientistas alemães Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassmann, 
bombardeando átomos de urânio com nêutrons, descobriram que eles se dividiam em 
dois fragmentos. A descoberta, chamada fissão nuclear, não teria saído dos limites 
estritos do laboratório não fosse pelo fato de que no processo de divisão do núcleo de 
urânio desprendia-se grande quantidade de calor. 
 
7. Energia Eletromagnética 
 
Está associada aos fenômenos eletromagnéticos: a electricidade, o magnetismo e a 
radiação electromagnética (luz). Exemplo do seu uso: nas nossas casas a energia 
elétrica é convertida em trabalho pelos eletrodomésticos (normalmente através de 
motores que usam o princípio da indução electromagnética) ou em luz pelas lâmpadas, 
30/127 
entre diversas outras formas de uso em que esta forma de energia é convertida em 
outra. 
A Energia elétrica é medida em Kwh (kilowatts-hora) e equivale ao produto da potência 
e o tempo em que é utilizada. 
 
 
 
Onde: 
Eel= Energia elétrica. 
P= Potência. 
t= Tempo. 
Esta fórmula é útil para calcular e/ou prever certos dados sobre a conversão de 
energia, por exemplo, em um aparelho que use eletricidade para produzir calor poderá 
ser usada para prever a temperatura máxima alcançada por este aparelho, bastando 
para isso igualá-la a fórmula da energia calorífica 
 
 ( ), 
 
considerando o rendimento (porcentagem de potência convertida de fato em calor) do 
aparelho elétrico. 
Energia de fácil obtenção, é utilizada como alternativa no desenvolvimento de 
equipamentos cada vez mais modernos que antes usavam outras formas de energia 
(em especial a mecânica) devido à crescente modernização da indústria eletrônica. As 
usinas,em especial as hidrelétricas, nos fornecem essa energia. Visto que existe uma 
constante preocupação em desenvolver cada vez mais meios de obtenção de energia 
alternativa que não agridam o meio ambiente e nos proporcionem eletricidade da 
maneira mais eficiente possível. 
 
8. Energia Maremotriz 
 
é o modo de geração de eletricidade através da utilização da energia contida no 
movimento de massas de água devido às marés. Dois tipos de energia maremotriz 
podem ser obtidas: energia cinética das correntes devido às marés e energia potencial 
pela diferença de altura entre as marés alta e baixa. 
Em qualquer local a superfície do oceano oscila entre pontos altos e baixo, chamados 
marés, a cada 12h e 25min. Em certas baías e estuários, como em São Luís, essas 
marés são bastante amplificadas, podendo atingir alturas da ordem de 15 metros. As 
gigantescas massas de água que cobrem dois terços do planeta constituem o maior 
coletor de energia solar imaginável. As marés, originadas pela atração lunar, também 
representam uma tentadora fonte energética. Em conjunto, a temperatura dos oceanos, 
as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade 
seria capaz de gastar — hoje ou no futuro, mesmo considerando que o consumo global 
simplesmente dobra de dez em dez anos. A energia das marés é obtida de modo 
semelhante ao da energia hidrelétrica. 
Trata-se de uma obra complexa de Engenharia hidráulica. Constrói-se uma barragem, 
formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o 
31/127 
reservatório, passando através da turbina hidráulica, tipo bulbo, e produzindo energia 
elétrica. Na maré baixa, o reservatório é esvaziado e a água que sai do reservatório 
passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo a energia 
elétrica. Este tipo de fonte é também usado no Japão, na França e na Inglaterra. A 
primeira usina maremotriz construída no mundo para geração de electricidade foi a de 
La Rance, em 1963 e antes de 1500, em Lameiras município de Sintra para uso direto 
em moendas. 
 
9. Energia solar 
 
É a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo 
sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior transformação dessa 
energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para 
aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou mecânica. 
No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de 
energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo recto) com o Sol. Disso, 
aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é reflectido pelas nuvens. Ao 
passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz 
visível e luz ultravioleta. 
As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos 
essa energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas 
experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma reação 
química de modo similar à fotossíntese vegetal mas sem a presença destes 
organismos. 
A radiação solar, juntamente com outros recursos secundários de alimentação, tal 
como a energia eólica e das ondas, hidro-electricidade e biomassa, são responsáveis 
por grande parte da energia renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula 
fracção da energia solar disponível é utilizada. 
 
A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) na zona superior da 
atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é reflectida para o espaço, enquanto o 
restante é absorvido pelas nuvens, mares e massas terrestres. O espectro da luz solar 
na superfície da Terra é mais difundida em toda a gamas visível e infravermelho e uma 
pequena gama de radiação ultravioleta. [1] 
Distribuição diária média entre 
1991-1993 da energia solar 
recebida pela Terra ao redor do 
Mundo. Os círculos pretos 
representam a área necessária 
para suprir toda a demanda de 
energia do planeta Terra. 
 
32/127 
A superfície terrestre, os oceanos e atmosfera absorvem a radiação solar, e isso 
aumenta sua temperatura. O ar quente que contém a água evaporada dos oceanos 
sobe, provocando a circulação e convecção atmosférica. Quando o ar atinge uma 
altitude elevada, onde a temperatura é baixa, o vapor de água condensa-se, formando 
nuvens, que posteriormente provocam precipitação sobre a superfície da Terra, 
completando o ciclo da água. O calor latente de condensação de água aumenta a 
convecção, produzindo fenómenos atmosféricos, como o vento, ciclones e anti-
ciclones. A luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra mantém a 
superfície a uma temperatura média de 14 ° C. A fotossíntese das plantas verdes 
converte a energia solar em energia química, que produz alimentos, madeira e 
biomassa a partir do qual os combustíveis fósseis são derivados. 
O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as massas de 
terra é de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano. 
A energia solar pode ser aproveitado em diferentes níveis em todo o mundo. 
Consoante a localização geográfica, quanto mais perto do equador, mais energia solar 
pode sr potencialmente captada. 
As áreas de deserto, onde as nuvens são baixas e estão localizadas em latitudes 
próximas ao equador são mais favoráveis à captação energia solar.Os desertos que se 
encontram relativamente perto de zonas de maior consumo em países desenvolvidos 
têm a sofisticação técnica necessária para a captura de energia solar realizações estão 
cada vez mais importante como o Deserto de Mojave (Califórnia), onde existe uma 
central de energia solar com uma capacidade total de 354 MW. 
De acordo com um estudo publicado em 2007 pelo Conselho Mundial da Energia, em 
2100, 70% da energia consumida será de origem solar. 
 
9.1. Tipos de energia solar 
 
Os métodos de captura da energia solar 
classificam-se em diretos ou indiretos: 
 
 Direto significa que há apenas uma 
transformação para fazer da energia solar 
um tipo de energia utilizável pelo homem. 
Exemplos: 
 A energia solar atinge uma célula 
fotovoltaica criando eletricidade. (A 
conversão a partir de células fotovoltaicas é 
classificada como direta, apesar de que a 
energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou 
mecânica, por exemplo - para se fazer útil.) 
 A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que 
aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito 
utilizado em aquecedores solares. 
 
33/127 
 Indireto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja 
energia utilizável. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas, 
de acordo com a disponibilidade de luz do Sol. 
 
Também se classificam em passivos e ativos: 
 
 Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem (algumas 
vezes) fluxos em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor em 
energia mecânica. 
 
 Sistemas ativos são sistemas que apelam ao auxílio de dispositivos elétricos, 
mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade da coleta. Sistemas 
indiretos são quase sempre também ativos. 
 
9.2. Vantagens e desvantagens da energia solar 
 
9.2.1. Vantagens 
 
 A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação 
dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é 
totalmente controlável utilizando as formas de controles existentes atualmente. 
 As centrais necessitam de manutenção mínima. 
 Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu 
custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução 
economicamente viável. 
 A energia solar é excelenteem lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua 
instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de 
transmissão. 
 Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em 
praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção 
energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e 
consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão. 
 
9.2.2. Desvantagens 
 
 Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para ser 
fabricado. A energia para a fabricação de um painel solar pode ser maior do que 
a energia gerada por ele. 
 Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia. 
 Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação 
atmosférica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção 
alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia 
produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à 
rede de transmissão de energia. 
 Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul 
da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de 
34/127 
inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com 
frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações 
diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade. 
 As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando 
comparadas, por exemplo, aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a 
energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da 
laranja). 
 
9.3. Energia solar no mundo 
 
Em 2004 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW, cerca de 
18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países produtores, curiosamente, 
estão situados em latitudes médias e altas. O maior produtor mundial era o Japão (com 
1,13 GW instalados), seguido da Alemanha (com 794 MWp) e Estados Unidos (365 
MW). 
Entrou em funcionamento em 27 de Março de 2007 a Central Solar Fotovoltaica de 
Serpa (CSFS), a maior unidade do gênero do Mundo. Fica situada na freguesia de 
Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de maior exposição solar da Europa. Tem 
capacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações. 
Entretanto está projetada e já em fase de construção outra central com cerca de seis 
vezes a capacidade de produção desta, também no Alentejo, em Amareleja, conselho 
de Moura. 
Muito mais ambicioso é o projeto australiano de uma central de 154 MW, capaz de 
satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta se situará em Victoria e prevê-se que 
entre em funcionamento em 2013, com o primeiro estágio pronto em 2010. A redução 
de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte de energia limpa será de 
400.000 toneladas por ano. 
 
10. Energia Eólica 
 
É a energia que provém do vento. O termo eólico vem do 
latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, Deus dos 
ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou 
relativo ao vento. 
A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade 
para mover os barcos impulsionados por velas ou para 
fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as 
suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era 
transformada em energia mecânica, utilizada na moagem 
de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados 
para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de 
canais, sobretudo nos Países Baixos. 
 
10.1. Conversão em energia elétrica 
 
Na atualidade utiliza-se a energia eólica para 
mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas 
Parque Eólico Eco Energy, na cidade 
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em lugares de muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um 
moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam 
agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para 
que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, 
para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível 
ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trate de requisitos 
limitados de energia elétrica. 
Um aerogerador é um dispositivo que aproveita a energia eólica e a converte em 
energia elétrica. 
A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de 
energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota, limpa, amplamente 
distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, 
auxilia na redução do efeito estufa. Em países como o Brasil, que possuem uma 
grande malha hidrográfica, a energia eólica pode se tornar importante no futuro, porque 
ela não consome água, que é um bem cada vez mais escasso e que também vai ficar 
cada vez mais controlado. Em países com uma malha hidrográfica pequena, a energia 
eólica passa a ter um papel fundamental já nos dias atuais, como talvez a única 
energia limpa e eficaz nesses locais. Além da questão ambiental, as turbinas eólicas 
possuem a vantagem de poderem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas 
como em lugares isolados, não sendo necessário a implementação de linhas de 
transmissão para alimentar certas regiões (que possuam aerogeradores). 
Em 2009 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia 
eólica foi de aproximadamente 158 gigawatts (GW), o suficiente para abastecer as 
necessidades básicas de dois países como o Brasil(o Brasil gastou em média 70 
gigawatts em janeiro de 2010). Para se ter uma idéia da magnitude da expansão desse 
tipo de energia no mundo, em 2008 a capacidade mundial foi de cerca de 120 GW e, 
em 2008, 59 GW. 
A capacidade de geração de energia eólica no Brasil foi de 606 megawatts (MW) em 
2009, onde houve um aumento de 77,7% em relação ao ano anterior. A capacidade 
instalada em 2008 era de 341 MW. O Brasil responde por cerca da metade da 
capacidade instalada na América Latina, mas representa apenas 0,38% do total 
mundial. 
Os EUA lideram o ranking dos países que mais produzem energia através de fonte 
eólica. O total instalada nesse país ultrapassa os 35 GW. Atrás deles vem a Alemanha, 
com cerca de 26 GW instaladas, e a China, com 25 GW.[] 
Em alguns países, a energia elétrica gerada a partir do vento representa significativa 
parcela da demanda. Na Dinamarca esta representa 23% da produção, 6% na 
Alemanha e cerca de 8% em Portugal e na Espanha (dados de setembro de 2007). 
Globalmente, a energia eólica não ultrapassa o 1% do total gerado por todas as fontes. 
O custo da geração de energia eólica tem caído rapidamente nos últimos anos. Em 
2005 o custo da energia eólica era cerca de um quinto do que custava no final dos 
anos 1990, e essa queda de custos deve continuar com a ascensão da tecnologia de 
produção de grandes aerogeradores. No ano de 2003 a energia eólica foi a forma de 
energia que mais cresceu nos Estados Unidos. 
36/127 
 
A maioria das formas de geração de eletricidade requerem altíssimos investimentos de 
capital e baixos custos de manutenção. Isto é particularmente verdade para o caso da 
energia eólica, onde os custos com a construção de cada aerogerador podem alcançar 
milhões de reais, os custos com manutenção são baixos e o custo com combustível é 
zero. Na composição do cálculo de investimento e custo nesta forma de energia levam-
se em conta diversos fatores, como a produção anual estimada, as taxas de juros, os 
custos de construção, de manutenção, de localização e os riscos de queda dos 
geradores. Sendo assim, os cálculos sobre o real custo de produção da energia eólica 
diferem muito, de acordo com a localização de cada usina. 
Apesar da grandiosidade dos modernos moinhosde vento, a tecnologia utilizada 
continua a mesma de há 1000 anos, tudo indicando que brevemente será suplantada 
por outras tecnologias de maior eficiência, como é o caso da turbovela, uma voluta 
vertical apropriada para capturar vento a baixa pressão ao passar nos rotores axiais 
protegidos internamente. Esse tipo não oferece riscos de colisões das pás com objetos 
voadores (animais silvestres) e não interfere na áudiovisão. Essa tecnologia já é uma 
realidade que tanto pode ser introduzida no meio ambiente marinho como no terrestre. 
 
Capacidade instalada de produção de energia eólica no final de 2009 
País EUA Alemanha China Espanha Índia Itália França 
Reino 
Unido 
Portugal Brasil 
MW 35.159 25.777 25.104 19.149 10.926 4.850 4.492 4.051 3.535 606 
% 22,3 16,3 15,9 12,1 6,9 3,1 2,8 2,6 2,2 0,4 
 
 
10.2. Energia Eólica no Brasil 
 
 
 
Parque eólico de Osório no Rio Grande do Sul, a 
energia eólica responde por 0,2% da energia 
produzida no país. 
 
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A energia eólica no Brasil tinha uma capacidade instalada de 602 MW no final de 2009, 
suficiente para abastecer uma cidade de cerca de 300 mil residências. Os 36 parques 
eólicos e fazendas eólicas do país, em 2009, estavam localizadas no Nordeste (5 
estados), Sul (3 estados) e Sudeste (1 estado). O potencial da energia eólica no Brasil 
é mais intenso de junho a dezembro, coincidindo com os meses de menor intensidade 
de chuvas. Isso coloca o vento como uma potencial fonte suplementar de energia 
gerada por hidrelétricas. Em 2009, 10 projetos estão em construção, com uma 
capacidade de 256 MW, e em 2010, 45 iniciaram sua construção para gerar 2.139 MW, 
em vários estados. A empresa estadunidense General Electric tem uma indústria no 
Brasil, na cidade de Campinas, e uma parceria com a Tecsis em Sorocaba, para 
atender a demanda dos novos projetos. 
Em 14 de dezembro de 2009, cerca de 1.800 megawatts (MW) foram contratados com 
71 usinas de energia eólica programados para serem entregues a partir do 1 de julho 
de 2012. Ao focalizar internamente na geração de energia eólica, o Brasil é parte de 
um movimento internacional para tornar a energia eólica uma fonte primária de energia. 
Na verdade, a energia eólica tem tido a maior taxa de expansão de todas as fontes 
renováveis de energia disponíveis, com um crescimento médio de 27% por ano desde 
1990, segundo o Global Wind Energy Council (GWEC). 
 
10.3. Suporte do governo 
 
A primeira turbina de energia eólica do Brasil foi instalada em Fernando de Noronha em 
1992. Dez anos depois, o governo criou o Programa de Incentivo às Fontes 
Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa) para incentivar a utilização de outras fontes 
renováveis, como eólica, biomassa e Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs). Estas 
estações podem usar energia hidrelétrica, o carro-chefe da matriz energética do Brasil, 
que compreende cerca de três quartos da capacidade energética instalada do Brasil. 
O alto custo da produção de energia, juntamente com as vantagens da energia eólica 
como uma fonte de energia renovável, amplamente disponível, tem levado vários 
países a estabelecer incentivos regulamentando e dirigindo investimentos financeiros 
para estimular a geração de energia eólica. 
 
10.4.Crescimento da energia eólica 
 
Desde a criação do Proinfa, a produção de energia eólica no Brasil aumentou de 22 
MW em 2003 para 602 MW em 2009, como parte dos 36 projetos privados. Outros 10 
projetos estão em construção, com uma capacidade de 256,4 MW, e 45 outros projetos 
foram aprovados pela ANEEL, com um potencial estimado de 2,139.7 MW. 
O desenvolvimento destas fontes de energia eólica no Brasil está ajudando o país a 
alcançar seus objetivos estratégicos de aumentar a segurança energética, reduzir as 
emissões de gases de efeito estufa e criando empregos. O potencial para este tipo de 
geração de energia no Brasil poderia chegar a até 145.000 MW, segundo o Relatório 
de Potencial de Energia Eólica de 2001 do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica 
(Cepel). 
 
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11. Energia elétrica 
 
Energia elétrica é uma forma de energia 
baseada na geração de diferenças de 
potencial elétrico entre dois pontos, que 
permitem estabelecer uma corrente 
elétrica entre ambos. Mediante a 
transformação adequada é possível obter 
que tal energia mostre-se em outras 
formas finais de uso direto, em forma de 
luz, movimento ou calor, segundo os 
elementos da conservação da energia. 
É uma das formas de energia que o 
homem mais utiliza na atualidade, graças 
a sua facilidade de transporte, baixo índice 
de perda energética durante conversões. 
A energia elétrica é obtida principalmente através de termoelétricas, usinas 
hidroelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares porém ela pode ser produzida 
em grandes quantidades a partir de diversas fontes. 
 
Abaixo é mostrado uma tabela que indica diversas origens e fontes de energia e o 
equipamento utilizado para a produção. 
 
Origem Fonte Equipamento 
calor 
reação nuclear central nuclear 
nascentes hidrotermais central geotérmica 
queima de resíduos incinerador 
queima de outros tipos de combustível central termoeléctrica 
luz sol célula fotoeléctrica 
movimento 
vento aerogerador 
motor gerador 
ondas do mar central talassomotriz 
peso 
maré central talassomotriz 
água dos rios turbina hidráulica 
química reacções químicas célula electrolítica 
 
 
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11.1. Geração de eletricidade 
 
A geração de eletricidade é o primeiro processo na entrega da eletricidade aos 
consumidores. Outros três processos são transmissão de energia elétrica , distribuição 
da eletricidade e a venda da eletricidade . 
A importância da geração, da transmissão 
e da distribuição seguras de eletricidade 
foi revelada quando se tornou aparente 
que a eletricidade era útil para fornecer o 
calor, a luz e a energia em geral para 
atividades humanas. A geração de energia 
descentralizada tornou-se altamente 
atrativa quando se reconheceu que as 
linhas de energia elétrica em corrente 
alternada podiam transportar a 
eletricidade a baixo custo através de 
grandes distâncias. 
A eletricidade foi concebida com a 
finalidade de alimentar as tecnologias 
humanas. As primeiras plantas de energia 
funcionavam com madeira, quando hoje 
nós confiamos principalmente no petróleo, 
no gás natural, no carvão, no potencial 
hidroelectrico e nuclear e em uma quantidade pequena do hidrogênio, na energia solar, 
e em geradores do vento . 
 
11.1.1. Métodos de geração de eletricidade 
 
As turbinas girando unidas aos geradores elétricos 
produzem a eletricidade. As turbinas podem ser movidas 
usando o vapor, a água, o vento ou outros líquidos como 
um portador de energia intermediário. As fontes de 
energia mais comuns são o vapor, combustíveis fosseis, 
reatores nucleares, e da energia potencial gravitacional 
das barragens das usinas hidroelétricas. As pilhas 
produzem a eletricidade pelas reações de óxido-redução 
com uma variedade de produtos químicos. 
O mundo confia principalmente no carvão e no gás natural para fornecer energia. As 
exigências elevadas do Energia nuclear e seus perigos impediram requisitar estruturas 
de poder nuclear para a America do Norte desde os 1970 . 
As turbinas de vapor podem produzir energia usando o vapor produzido das fontes 
geotermicas, da energia solar , ou dos reatores nucleares , que usam a energia criada 
pela fissão do plutônio ou do urânio radioativo para gerar o calor. 
O poder hidroelectrico usa a água que flui diretamente através das turbinas para dar 
energia aos geradores. As turbinas do vento usam o vento as girar as turbinas que são 
enganchadas