ATIVIDADE PROPOSTA MICRO-ONDAS

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CENTRO UNIVERSITÁRIO CLARETIANO 
Curso Engenharia Elétrica 
Disciplina Micro-ondas 
Tutor Laudo Correa de Miranda 
Código da Turma DGEEL1402RVDA0Q 
Aluno Daniel Bezerra Alves – RA 1156178 
Aluno Moisés Lemes dos Santos – RA 1158365 
Unidade Polo de Rio Verde – GO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2018 
 
Descrição da atividade: 
 
Nesta atividade você deverá realizar uma pesquisa com a seguinte proposta: 
1) Realize um estudo sobre a todas as possíveis aplicações da tecnologia de 
micro-ondas e as características técnicas limitantes de cada uma. A abordagem 
será feita a partir de uma descrição pormenorizada a ser entregue em formato 
digital. Após concluir sua atividade, poste-a no Portfólio. 
 
Desenvolvimento 
Micro-ondas são ondas eletromagnéticas, de alta frequência, do mesmo tipo das 
ondas de rádio, muito curtas, no entanto, elas não são fonte de calor, mas sim de 
energia, tem comprimento de onda de 1 mm a 300 mm, frequência de 109 Hz até 
1011 Hz. 
As micro-ondas, também usadas em comunicações, são geradas em válvulas 
eletrônicas especiais. No campo das telecomunicações, são empregadas para 
carregar informações de sistemas de telefonia e de televisão. Sua vantagem sobre 
as ondas de rádio é que, devido às altas frequências que apresentam, podem 
carregar mais informações, já que a quantidade de informações transmitidas é 
proporcional à frequência. 
A grande desvantagem das micro-ondas é que o sinal não sofre reflexão na 
atmosfera e, por esse motivo, elas não podem ser captadas além da linha do 
horizonte. A transmissão de micro-ondas a grandes distâncias requer a construção 
de uma rede de antenas receptoras, posicionadas em locais altos e separadas por, 
no máximo, 40 km, ou o uso de satélites de comunicação que funcione como 
estações repetidoras. 
Como qualquer outra radiação eletromagnética, as micro-ondas propagam-se pelo 
espaço em todas as direções. Em algumas aplicações, entretanto, elas precisam ser 
guiadas ou direcionadas. 
A estrutura responsável pelo direcionamento de uma micro-onda é a antena, que 
funciona como uma antena comum, mas tem construção diferente. Possui uma guia 
de onda estrutura em forma de tubo metálico oco, circular ou retangular, que 
mantém a micro-onda confinada a uma determinada região do espaço, lentes e 
refletores. Uma antena receptora, semelhante à antena transmissora, é usada para 
receber as micro-ondas, que são então enviadas para instrumentos adequados ao 
seu processamento. 
A radiação das micro-ondas é classificada como radiação não-ionizante, pois seus 
efeitos são estritamente térmicos e, portanto, não alteram a estrutura molecular do 
material que está sendo irradiado. Já as radiações ionizantes, como a ultravioleta, os 
raios X e os raios gama podem, ao irradiar tecido vivo, provocar, por exemplo 
nas células, mutações que as tornem cancerosas. 
As micro-ondas são geradas e usadas em um grande número de aplicações e, como 
resultado, a maioria das pessoas acaba se expondo a um baixo nível de radiação. 
Assim como para outras novas tecnologias e materiais, é difícil determinar os efeitos 
biológicos, a longo prazo, desses baixos níveis de radiação das micro-ondas sobre 
as pessoas. Pesquisas recentes levantaram a suposição, ainda não confirmada, de 
que a radiação em telefonia celular pode alterar o metabolismo das células humanas 
desencadeando o câncer e provocando dores de cabeça devido ao aquecimento 
dos tecidos. Por esse motivo, leis americanas limitam a exposição de pessoas a um 
nível de radiação de micro-ondas de até 5 mW/cm2, valor que muitos consideram 
ainda demasiadamente alto. 
 
Principais aplicações das micro-ondas na produção refino de petróleo 
A maior parte das descobertas de reservas de petróleo realizadas no Brasil nos 
últimos anos tem sido de reservatórios de óleos pesados de baixo grau API (<20°), 
alta viscosidade e elevada acidez total. A produção e o processamento desses óleos 
pesados têm sido de alto interesse na Petrobras, que vem investindo em programas 
de pesquisa e desenvolvimento (i.e. PRAVAP, PROTER e PROPES) através do seu 
centro de pesquisa (CENPES) apontando desafios tecnológicos visando viabilizar a 
recuperação e a comercialização de óleos pesados. Dentre as melhorias 
tecnológicas a serem atingidas, destaca-se a necessidade de avanços nas unidades 
de dessalgação e de hidrorrefino envolvendo reações catalíticas da Petrobras. O 
processo de dessalgação visa reduzir a concentração de sais no petróleo antes do 
seu processamento nas unidades de destilação. Constitui uma operação 
indispensável que, em última análise, depende da separação das gotas de água por 
gravidade ou decantação. Para que as pequenas gotas de água se depositem, deve 
ocorrer coalescência de gotículas com formação de gotas suficientemente grandes, 
capazes de sedimentar com o auxílio da ação da gravidade, resultando na formação 
de uma camada líquida contínua, em um tempo razoavelmente curto. Para que a 
coalescência das pequenas gotas e o seu assentamento se processem mais fácil e 
rapidamente, estabelecem-se condições e empregam-se agentes capazes de 
favorecer a realização de tais objetivos. Essas condições variam desde o simples 
aquecimento, para diminuir a viscosidade do óleo, até o emprego de agentes 
químicos ou de aplicações de campos elétricos ou magnéticos, que promovem a 
coalescência das gotas de água salgada. Porém, as elevadas estabilidades das 
emulsões de óleos pesados assim como as altas viscosidades dificultam a 
separação da água emulsionada do óleo durante o processo de dessalgação, 
tornando deficientes os tratamentos empregados nesse processo. 
De modo análogo, as unidades de hidrorrefino existentes (hidrotratamento, 
hidrocraqueamento e hidrogenação) apresentam limitações quanto à capacidade de 
processamento de óleos pesados. Estes óleos são ricos em compostos de alto peso 
molecular e estruturas cíclicas, implicando em maior complexidade das operações 
de fracionamento e obtenção de derivados realizadas nas unidades de hidrorrefino. 
Estes óleos exigem um maior número de etapas incorrendo em alto consumo 
energético e intensa geração de poluentes. 
Assim, novas técnicas devem ser estudadas com o objetivo de suprir a falta de 
processos eficazes para separar a água dos óleos pesados e, por outro lado, para o 
aumento da seletividade e eficiência das operações de hidrorrefino. Neste contexto, 
a irradiação por microondas representa uma alternativa promissora para ambos os 
processos. Isto se deve ao fato da irradiação por microondas permitir aquecimento 
rápido e seletivo de materiais, além de possibilitar processos limpos e de baixo 
custo. O aquecimento de misturas empregando microondas está fundamentado na 
interação da matéria com o campo elétrico da irradiação incidente, originando a 
movimentação de íons e de dipolos induzidos ou permanentes das moléculas, 
movimentação esta que geralmente produz calor. Em particular, o aquecimento de 
emulsões de petróleo é bastante vantajoso para fins de separação das fases, sendo 
facilmente atingível via irradiação por microondas. Por outro lado, a absorção 
seletiva de energia microondas por certas moléculas pode causar a iniciação de 
reações catalíticas semelhantes às encontradas nas unidades de hidrorrefino. Sabe-
se que algumas sínteses orgânicas envolvendo sistemas catalíticos podem ser 
aceleradas quando submetidas à irradiação por microondas. Estas elevadas 
velocidades reacionais podem ser provocadas pelos efeitos térmicos e, como alguns 
autores já apontaram, por efeitos específicos (não puramentetérmicos) geralmente 
associados à interação das microondas com a matéria a nível molecular.Aplicações Industriais do Aquecimento por Microondas 
 As maiores aplicações do aquecimento por microondas são temperar carne 
congelada e produtos vindos de aves; pré cozinhar bacon para comida de serviço; 
cozinhar salsichas; secar vários tipos de comida; cozer pão, biscoitos e produtos de 
confeitaria; descongelação de produtos congelados; escaldar vegetais; aquecer e 
esterilizar fast food, refeições pré-cozinhadas e cereais; e pasteurização e 
esterilização de vários alimentos. 
- Aquecer peixe, carne e aves 
O maior uso do processo de microondas na indústria é aquecer carne congelada 
para que atinja uma temperatura que permita o corte. As microondas penetram 
facilmente em todo o produto congelado, chegando assim efetivamente às regiões 
internas do produto, num curto espaço de tempo evitando assim perdas de 
nutrientes. 
- Pré-cozinhar Bacon 
Pré cozinhar Bacon é a segunda maior aplicação do aquecimento por microondas na 
indústria alimentar. O aquecimento por microondas é o sistema ideal para cozinhar 
bacon, quando comparado com o grelhar tradicional. Como um alimento de duas 
componentes, o bacon perde a componente gordura e as suas características 
desejáveis quando é grelhado. 
- Cozinhar salsichas 
A terceira grande aplicação do processamento por microondas é a confecção de 
salsichas. A qualidade da salsicha pode ser melhorada assim como o seu resultado 
após ser processada através do processo de micro-ondas. O processo de micro-
ondas na confecção de salsichas também pode ser usado para reduzir a perda de 
água, gordura, nutrientes e sabor. 
- Cozer 
O primeiro sucesso comercial das microondas/ rádio frequências foi na indústria 
panificadora. O tempo de cozedura utilizando energia de micro-ondas é reduzido em 
50% em relação à fonte de calor convencional. 
- Secagem 
O aquecimento por microondas oferece benefícios distintos na desidratação devido 
à sua capacidade de penetração, e o seu aquecimento uniforme resulta na 
vaporização da água de dentro do produto. Isto induz uma pressão interna que 
mantém as características do produto seco, preservando a sua cor, sabor e valor 
nutricional. A secagem por microondas é rápida e mais energética - eficiente quando 
comparado com a secagem por ar quente. 
- Escaldar Vegetais 
Escaldar, a unidade operativa na embalagem de alimentos em latas, desidratação e 
congelação, envolve a exposição por um curto período de tempo do produto em 
água a ferver, em vapor ou a microondas com o propósito primário de inativar 
enzimas oxidativas, que de outra maneira causariam mudanças indesejáveis na cor, 
sabor e textura dos produtos durante a sua armazenagem. Nos enlatados também 
serve para reduzir a carga microbiana, eliminar o oxigênio dissolvido e facilitar o 
embalar dos produtos. A maioria dos resultados indica que este procedimento é 
mais eficaz em reter vitaminas solúveis em água em vegetais quanto comparado 
com o mesmo método tradicional. 
Desenvolvimentos Recentes em Alimentos para Microondas e Embalagens 
Recentemente, os processadores de alimentos desenvolveram uma nova geração 
de alimentos para microondas com embalagens apropriadas para o efeito. O 
polipropileno de alta densidade (HDPP) é uma solução de baixo custo para o 
processo de microondas relativamente a outros materiais que poderiam suportar a 
temperatura alvo. Os produtos próprios para microondas expandem-se durante a 
confecção e a tampa abre-se automaticamente. A embalagem tem um papel 
significativo no processo da confecção dos alimentos através de micro-ondas. 
- Pasteurização e Esterilização por Microondas 
 A pasteurização é um processo que usa um tratamento de calor médio nos 
alimentos para destruir os microrganismos patogénicos, e inactivar bactérias 
vegetativas e enzimas para que os alimentos sejam seguros para consumo. A 
esterilização por microondas é um tratamento alimentar térmico mais severo que foi 
estudado com potenciais aplicações comerciais, no entanto, a sua comercialização 
enfrentou vários problemas. Tanto a pasteurização como a esterilização baseiam-se 
numa combinação de processos tempo/temperatura, aplicada a produtos 
alimentares para atingir a mortalidade do alvo. 
Limitações e o Futuro do Aquecimento por Microondas 
 A maior desvantagem na esterilização por microondas é a sua falta de perfis de 
temperatura recentes. A medição de temperaturas em alguns locais não garante a 
verdadeira distribuição de temperatura do produto, durante o aquecimento por 
microondas, uma vez que o padrão de aquecimento pode ser irregular e difícil de 
prever e mudar durante o aquecimento. A cinética da degradação, seja da 
qualidade, do sabor ou dos nutrientes depende de muitos fatores, como a natureza 
dos produtos alimentares, a sua geometria, propriedades dielétricas e o design do 
micro-ondas, quando comparados com o processamento térmico convencional. As 
alterações das propriedades dielétricas podem afetar o aquecimento 
qualitativamente, enquanto que para processamentos térmicos convencionais isso 
não é relevante. A novidade do processo de esterilização depende da seleção 
adequada do equipamento e da embalagem, que podem assegurar o seu sucesso 
nas indústrias de processamento alimentar. É bastante reconhecido que a 
esterilização por microondas pode produzir produtos alimentares de alta qualidade e 
com um longo prazo de validade. 
Aplicação de microondas no processo de beneficiamento da castanha do 
Brasil 
 A castanha do Brasil oriunda da região Amazônica, durante toda sua trajetória 
comercial, sofre ação depredatória. O clima e o grau pluviométrico na época da safra 
são fatores que favorecem a penetração de insetos, parasitas e microrganismos, 
provocando a deterioração total ou parcial da amêndoa. Outra dificuldade que ocorre 
no beneficiamento da castanha é durante a secagem do produto, pois esta etapa 
não oferece garantias quando as condições de armazenamento e transporte dos 
produtos se não forem adequadas, havendo o risco de se reumedecerem. Está 
sendo estudado, um sistema piloto de secagem assistido a microondas combinado 
com aplicação de ar quente na secagem de amêndoas de castanha do Brasil, 
comparando-o com os processos convencionais. Outro objetivo foi o de estudar a 
preservação da amêndoa seca, armazenada durante seis meses. Foi também 
elaborado, de forma complementar, um estudo econômico preliminar destes 
processos alternativos. A operação do sistema piloto foi otimizada a partir de 
diferentes combinações de potências de microondas e tempos de residência, com as 
demais variáveis - umidade, temperatura e velocidade do ar - fixadas. Seu 
desempenho operacional foi avaliado e comparado com os dos secadores a ar 
quente convencionais. A qualidade da amêndoa seca foi monitorada através de 
determinações de atividade de água, índice de estabilidade oxidativa, assim como 
determinações de índice de peróxido. Com os resultados obtidos foi possível 
confirmar a viabilidade técnica deste sistema piloto e estimar preliminarmente a 
viabilidade econômica da sua eventual aplicação em escala industrial. 
 
 
 
Bibliografia: 
Micro-ondas- Física. Disponível em < 
https://www.coladaweb.com/fisica/ondas/microondas >, acessado dia 16/09/2018. 
 Principais aplicações das microondas na produção e refino de petróleo. Disponível 
em: 
<https://www.researchgate.net/publication/244751204_Principais_aplicacoes_das_m
icroondas_na_producao_e_refino_de_petroleo > acessado dia 16/09/2018. 
Microondas. Disponível em < 
http://www.esac.pt/noronha/pga/0910/trabalho_mod2/pga_microondas_t2_word.pdf>
, acessado dia 16/09/2018. 
Aplicação de microondas no processo de beneficiamento da castanha do Brasil(Bertholletia excelsa). Disponível em < 
http://bdtd.ibict.br/vufind/Record/CAMP_428bb8e090b7a5ac62d56392612b0373>, 
acessado dia 16/09/2018.