Livro Introdução a Engenharia

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G R A D U A Ç Ã O
DR. JOSÉ ROBERTO CASTILHO PIQUEIRA
Introdução à 
Engenharia
Híbrido
GRADUAÇÃO
Introdução 
à Engenharia
Dr. José Roberto Castilho Piqueira
Coordenador de Conteúdo Fábio Augusto Gentilin 
e Crislaine Rodrigues Galan
Designer Educacional Yasminn Tavares Zagonel
Revisão Textual Talita Dias Tomé e Meyre Barbosa 
Editoração Isabela Belido, José Jhonny Coelho, 
Melina Ramos e Thayla Guimarães Cripaldi 
Ilustração Bruno Pardinho, Marta Kakitani e 
Marcelo Goto
Realidade Aumentada Kleber Ribeiro, Thiago 
Surmani e Leandro Naldei
C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ. Núcleo de Educação a 
Distância; PIQUEIRA, José Roberto Castilho. 
 
 Introdução à Engenharia. José Roberto Castilho Piqueira. 
 Maringá-PR.: Unicesumar, 2018. 
 256 p.
“Graduação - EaD”.
 
 1. Engenharia. 2. Introdução . 3. EaD. I. Título.
ISBN 978-85-459-0986-6
CDD - 22 ed. 620
CIP - NBR 12899 - AACR/2
NEAD - Núcleo de Educação a Distância
Av. Guedner, 1610, Bloco 4 - Jardim Aclimação
CEP 87050-900 - Maringá - Paraná
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Impresso por: 
DIREÇÃO UNICESUMAR
Reitor Wilson de Matos Silva, Vice-Reitor e 
Pró-Reitor de Administração Wilson de Matos 
Silva Filho, Pró-Reitor Executivo de EAD William 
Victor Kendrick de Matos Silva, Pró-Reitor de
Ensino de EAD Janes Fidélis Tomelin, Presidente
da Mantenedora Cláudio Ferdinandi. 
NEAD - NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Diretoria Executiva Chrystiano Mincoff, James 
Prestes e Tiago Stachon; Diretoria de Graduação
e Pós-graduação Kátia Coelho; Diretoria de 
Permanência Leonardo Spaine; Diretoria de 
Design Educacional Débora Leite; Head de 
Produção de Conteúdos Celso Luiz Braga de Souza 
Filho; Head de Metodologias Ativas Thuinie Daros; 
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Fukushima; Gerência de Projetos Especiais Daniel 
F. Hey; Gerência de Produção de Conteúdos 
Diogo Ribeiro Garcia; Gerência de Curadoria 
Carolina Abdalla Normann de Freitas; Supervisão 
do Núcleo de Produção de Materiais Nádila de 
Almeida Toledo; Supervisão de Projetos Especiais 
Yasminn Talyta Tavares Zagonel; Projeto 
Gráfico José Jhonny Coelho e Thayla Guimarães 
Cripaldi; Fotos Shutterstock 
PALAVRA DO REITOR
Em um mundo global e dinâmico, nós trabalha-
mos com princípios éticos e profissionalismo, não 
somente para oferecer uma educação de qualida-
de, mas, acima de tudo, para gerar uma conversão 
integral das pessoas ao conhecimento. Baseamo-
-nos em 4 pilares: intelectual, profissional, emo-
cional e espiritual.
Iniciamos a Unicesumar em 1990, com dois 
cursos de graduação e 180 alunos. Hoje, temos 
mais de 100 mil estudantes espalhados em todo 
o Brasil: nos quatro campi presenciais (Maringá, 
Curitiba, Ponta Grossa e Londrina) e em mais de 
300 polos EAD no país, com dezenas de cursos de 
graduação e pós-graduação. Produzimos e revi-
samos 500 livros e distribuímos mais de 500 mil 
exemplares por ano. Somos reconhecidos pelo 
MEC como uma instituição de excelência, com 
IGC 4 em 7 anos consecutivos. Estamos entre os 
10 maiores grupos educacionais do Brasil.
A rapidez do mundo moderno exige dos 
educadores soluções inteligentes para as ne-
cessidades de todos. Para continuar relevante, a 
instituição de educação precisa ter pelo menos 
três virtudes: inovação, coragem e compromisso 
com a qualidade. Por isso, desenvolvemos, para 
os cursos de Engenharia, metodologias ativas, as 
quais visam reunir o melhor do ensino presencial 
e a distância.
Tudo isso para honrarmos a nossa missão que é 
promover a educação de qualidade nas diferentes 
áreas do conhecimento, formando profissionais 
cidadãos que contribuam para o desenvolvimento 
de uma sociedade justa e solidária.
Vamos juntos!
BOAS-VINDAS
Prezado(a) Acadêmico(a), bem-vindo(a) à Co-
munidade do Conhecimento. 
Essa é a característica principal pela qual a 
Unicesumar tem sido conhecida pelos nossos alu-
nos, professores e pela nossa sociedade. Porém, é 
importante destacar aqui que não estamos falando 
mais daquele conhecimento estático, repetitivo, 
local e elitizado, mas de um conhecimento dinâ-
mico, renovável em minutos, atemporal, global, 
democratizado, transformado pelas tecnologias 
digitais e virtuais.
De fato, as tecnologias de informação e comu-
nicação têm nos aproximado cada vez mais de 
pessoas, lugares, informações, da educação por 
meio da conectividade via internet, do acesso 
wireless em diferentes lugares e da mobilidade 
dos celulares. 
As redes sociais, os sites, blogs e os tablets ace-
leraram a informação e a produção do conheci-
mento, que não reconhece mais fuso horário e 
atravessa oceanos em segundos.
A apropriação dessa nova forma de conhecer 
transformou-se hoje em um dos principais fatores de 
agregação de valor, de superação das desigualdades, 
propagação de trabalho qualificado e de bem-estar. 
Logo, como agente social, convido você a saber 
cada vez mais, a conhecer, entender, selecionar e 
usar a tecnologia que temos e que está disponível. 
Da mesma forma que a imprensa de Gutenberg 
modificou toda uma cultura e forma de conhecer, 
as tecnologias atuais e suas novas ferramentas, 
equipamentos e aplicações estão mudando a nossa 
cultura e transformando a todos nós. Então, prio-
rizar o conhecimento hoje, por meio da Educação 
a Distância (EAD), significa possibilitar o contato 
com ambientes cativantes, ricos em informações 
e interatividade. É um processo desafiador, que 
ao mesmo tempo abrirá as portas para melhores 
oportunidades. Como já disse Sócrates, “a vida 
sem desafios não vale a pena ser vivida”. É isso que 
a EAD da Unicesumar se propõe a fazer.
Seja bem-vindo(a), caro(a) acadêmico(a)! Você 
está iniciando um processo de transformação, 
pois quando investimos em nossa formação, seja 
ela pessoal ou profissional, nos transformamos e, 
consequentemente, transformamos também a so-
ciedade na qual estamos inseridos. De que forma 
o fazemos? Criando oportunidades e/ou estabe-
lecendo mudanças capazes de alcançar um nível 
de desenvolvimento compatível com os desafios 
que surgem no mundo contemporâneo. 
O Centro Universitário Cesumar mediante o 
Núcleo de Educação a Distância, o(a) acompa-
nhará durante todo este processo, pois conforme 
Freire (1996): “Os homens se educam juntos, na 
transformação do mundo”.
Os materiais produzidos oferecem linguagem 
dialógica e encontram-se integrados à proposta 
pedagógica, contribuindo no processo educa-
cional, complementando sua formação profis-
sional, desenvolvendo competências e habilida-
des, e aplicando conceitos teóricos em situação 
de realidade, de maneira a inseri-lo no mercado 
de trabalho. Ou seja, estes materiais têm como 
principal objetivo “provocar uma aproximação 
entre você e o conteúdo”, desta forma possibilita 
o desenvolvimento da autonomia em busca dos 
conhecimentos necessários para a sua formação 
pessoal e profissional.
Portanto, nossa distância nesse processo de 
crescimento e construção do conhecimento deve 
ser apenas geográfica. Utilize os diversos recursos 
pedagógicos que o Centro Universitário Cesumar 
lhe possibilita. Ou seja, acesse regularmente o Stu-
deo, que é o seu Ambiente Virtual de Aprendiza-
gem, interaja nos fóruns e enquetes, assista às aulas 
ao vivo e participe das discussões. Além disso, 
lembre-se que existe uma equipe de professores e 
tutores que se encontra disponível para sanar suas 
dúvidas e auxiliá-lo(a) em seu processo de apren-
dizagem, possibilitando-lhe trilhar com tranquili-
dade e segurança sua trajetória acadêmica.
APRESENTAÇÃO
Caro(a) aluno(a) do curso de Engenharia, esta primeira disciplina pretende 
apresentar uma ideia geral das atividades profissionais que você poderá 
exercer no futuro, com ênfase no fato de que a Engenharia é uma atividade 
de grande relevância para o progresso e bem-estar da humanidade.
A Engenharia nos rodeia nas atividades caseiras que envolvem fogão, má-
quina de lavar, geladeira, televisão, internet, chuveiro, aquecedor, ferro 
elétrico, projetados e produzidos em escala industrial,para uso comum. 
Isso sem falar da nossa própria habitação, projetada e construída para nos 
proporcionar abrigo e conforto.
Da casa para o trabalho: ruas, avenidas, pontes e viadutos permitem 
que o transporte, individual ou coletivo, conduza-nos com segurança 
e confiabilidade. Do trabalho para o lazer: estádios, teatros, academias, 
parques e resorts transformam nosso cansaço diário em momentos de 
tranquilidade e cuidado com nossa vida. Há, ainda, os aviões e navios, 
que facilitam o comércio entre as nações, transportam turistas e exe-
cutivos entre continentes. Poderíamos continuar essa enumeração por 
muitos parágrafos. Entretanto preferimos que você comece a trilhar seu 
caminho na nova profissão.
Na Unidade I, visitaremos a Pré-História e a Antiguidade, iniciando com as 
armas, roupas e habitação, essenciais para a escalada evolutiva de nossa es-
pécie e chegando às maravilhas das construções gregas, egípcias e romanas.
A Unidade II mostrará a evolução da Engenharia, com o construtor 
ainda visto como operário braçal até seu reconhecimento como profis-
são e a criação das primeiras escolas, no século XVII. Era o Positivismo, 
combinando ciência e tecnologia, trazendo as máquinas como alívio 
ao trabalho físico.
O início do século XX, descrito na Unidade III, trouxe verdadeiras maravi-
lhas que vão desde sofisticados eletrodomésticos até a conquista do espaço, 
com o homem pisando na Lua, em 1969. Nesse ponto, o desenvolvimento 
foi de tal monta, que as divisões em modalidades de estudo surgiram: Ci-
vil (Unidade IV), Elétrica (Unidade V), Química (Unidade VI), Produção 
(Unidade VII), Mecânica (Unidade VIII), descritas em conjunto com suas 
subdivisões: Ambiental, Telecomunicações, Eletrônica, Energia, Materiais, 
Metalurgia, Petróleo, Naval, Aeronáutica, Mecatrônica e tantas outras de-
nominações especializadas.
O seu século, o XXI, chegou e trouxe a reunião de todas essas ramifica-
ções sob um novo paradigma: a Engenharia da Complexidade, descrita na 
Unidade IX. É para essa viagem, da Pré-História ao século XXI, que você 
está convidado.
“Plunct, Plact, Zum; pode partir sem problema algum” (Raul Seixas).
CURRÍCULO DO PROFESSOR
Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Escola 
de Engenharia de São Carlos da Universidade de São 
Paulo (1974), mestrado em Engenharia Elétrica pela 
Escola de Engenharia de São Carlos da Universida-
de de São Paulo (1983), doutorado em Engenharia 
Elétrica pela Escola Politécnica da Universidade de 
São Paulo (1987) e livre-docência em Controle e 
Automação pela Escola Politécnica da Universidade 
de São Paulo (1997). Atualmente é professor titular 
(Concurso Público em 1999) e Diretor da Escola 
Politécnica da Universidade de São Paulo, tem 110 
artigos indexados na principal coleção da Web of 
Science (3 Editoriais, 89 em periódicos, 18 em con-
gressos; h=12), orientou 23 mestrados, 24 douto-
rados e supervisionou 9 pós-doutorados. Participa 
do corpo editorial dos periódicos: Journal of Con-
trol, Automation and Electrical Systems (Springer) 
Journal of Taibah University for Science (Elsevier). 
É presidente do Conselho Superior do Instituto de 
Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) e mem-
bro efetivo da Academia Nacional de Engenharia. 
Tem experiência nas áreas de Engenharia Elétrica e 
Biomédica, com ênfase em Teoria Geral dos Circui-
tos Elétricos, atuando principalmente nos seguintes 
temas: dinâmica, bifurcação, sincronismo, caos e 
modelos matemáticos. 
http://lattes.cnpq.br/6644721827442957
Conceito Básico 
de Engenharia
13
A Engenharia como 
Atividade Artesanal 
e o Surgimento das 
Primeiras Escolas
41
Engenharia: 
do Positivismo 
à Integração
67
Engenharia Civil
Engenharia Elétrica
101
123
Engenharia 
Química
149
Indústria e Produção
Engenharia Mecânica
199
Engenharia da 
Complexidade
227
175
Utilize o aplicativo 
Unicesumar Experience 
para visualizar a 
Realidade Aumentada.
26 Exemplo de aqueduto
47 Exemplo de funcionamento de roldana
82 Estação de tratamento
107 Exemplo de planta baixa
130 Gerador de Van Der Graaf
162 Usina termoelétrica: princípio de funcionamento
186 Chipset
215 
241 
Processo de Fresamento
Cluster
PLANO DE ESTUDOS
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
Dr. José Roberto Castilho Piqueira
• Compreender que a Engenharia rodeia a atividade huma-
na desde os primórdios da escala evolutiva.
• Compreender a Engenharia como a habilidade de utilizar 
os recursos disponíveis na natureza para benefício da 
vida humana.
• Entender como as civilizações grega e egípcia realizaram 
grandes obras de engenharia construtiva, utilizando ele-
mentos intuitivos da Matemática.
• Verificar como o Império Romano aprimorou essa habili-
dade iniciando a capacidade de planejamento da espécie 
humana.
• Pesquisar e entender as obras de abastecimento de água 
do Império Romano, presentes e úteis até hoje.
• Entender as modalidades de energia envolvidas nas ati-
vidades descritas.
• Finalizar entendendo que a Engenharia trabalha os diver-
sos tipos de transformação e conservação de energia em 
benefício da vida no planeta.
A Engenharia na 
 Evolução Humana
A Engenharia 
na Grécia
Os sistemas de 
abastecimento de água 
do Império Romano
Consumo de Energia e 
sua relação com a vida no 
Planeta
A Engenharia no 
Império Romano
Conceito Básico 
de Engenharia
Engenharia na 
Evolução Humana
O uso da energia, de ferramentas e de vestimen-
tas pelo homem primitivo foi a primeira manifes-
tação da Engenharia na vida da nossa espécie. 
Aproveitar os recursos que a natureza oferece 
para melhorar a vida no planeta é a principal 
finalidade da Engenharia.
Você acaba de ingressar no curso de Engenharia, 
uma profissão nobre, responsável pelo desenvol-
vimento da tecnologia desde as mais simples uti-
lidades, como lâmpadas, móveis e embalagens até 
as mais sofisticadas, tais como máquinas elétricas, 
pontes, automóveis e computadores.
Em toda nossa atividade diária, a Engenharia 
se faz presente: nos eletrodomésticos, nos trans-
portes, nas ferramentas de trabalho e no mundo 
do lazer. Além disso, os hospitais e clínicas, cada 
vez mais, aprimoram suas técnicas com sofisti-
cados equipamentos mecânicos e eletrônicos. É 
nesse mundo maravilhoso que você está ingres-
15UNIDADE I
sando e, para começar, faremos uma breve retrospectiva histórica, 
mostrando como a criatividade e a habilidade humana permitiram 
que nossa espécie evoluísse da pré-história às viagens espaciais.
A Engenharia acompanha o homem desde suas origens. A obten-
ção do fogo, de vestimentas, das habitações e o tratamento de metais 
para a construção de armas e ferramentas permitiram a sobrevivên-
cia da espécie (PIQUEIRA, 2014). Na Figura 1, podemos observar 
uma importante atividade de Engenharia sendo realizada por um 
indivíduo de uma espécie pré-humana: transferindo à pedra energia 
potencial gravitacional e energia proveniente de seus processos bioló-
gicos internos, ele a usa para quebrar um osso e facilitar sua utilização.
Figura 1 – Indivíduo de espécie pré-humana quebra osso de animal com uma pedra
Fonte: Fernandes (2012, on-line)1.
Esse é sempre o sinal de que a Engenharia manifesta-se: ela cria 
meios para que a energia seja transformada, conservada ou consu-
mida, a bem do conforto da espécie. Não deixa, portanto, de ser um 
fato interessante que a Engenharia se manifeste, mesmo em escalas 
evolutivas primitivas. É dessa intuição, ligada à conservação da vida, 
que nasce a melhor Engenharia.
Desde o início da civilização humana, o bom uso da energia se 
faz presente, inicialmente, com a obtenção do fogo, originária da 
transformação de energia mecânica em energia térmica e com o uso 
de cavernas como primeiras habitações, permitindo conservação de 
energia e viabilizando conforto térmico mínimo para sobrevivência, 
conforme ilustra a Figura 2.
16 Conceito básico de engenharia
Figura 2 – Domínio do fogo e grutas como habitação 
Fonte: História... (2013, on-line)2.
Os desenvolvimentos posteriores, alavancas e rodas tambémse 
relacionam ao bom uso da energia e de suas transformações. Nas-
ce o que chamamos tecnologia, isto é, o domínio de técnicas que 
transformam recursos naturais em processos de preservação e de-
senvolvimento da vida no planeta (BAZZO; PEREIRA, 2000).
Assim foram dados os principais passos na evolução e progresso 
da espécie humana - usando os recursos energéticos disponíveis no 
planeta para garantir a vida.
O blog PET-Civil da UFJF é um trabalho realizado por alunos 
dessa instituição, tratando, de maneira interessante, as questões 
históricas da Engenharia. Assim, para saber mais sobre a relação 
entre a Engenharia e a evolução humana, consulte o site: <https://
petcivilufjf.wordpress.com/2015/04/23/a-engenharia-na-historia-
a-pre-historia/>.
17UNIDADE I
A Engenharia na Grécia
Além disso, estudaram profundamente os solos 
e as fundações e construíram sistemas de ca-
lhas para escoamento da água da chuva. Esses 
avanços permitiram a materialização de grandes 
obras como pirâmides e templos (Figura 3), com 
impressionantes exemplos de uso de pedras e 
vidros.
Os Egípcios iniciaram a indústria da constru-
ção com grandes obras realizadas de maneira 
engenhosa (Engenharia), usando conhecimen-
tos rudimentares e pré-científicos. Além disso, 
utilizaram, de maneira inteligente, a energia 
dos ventos (eólica) para a navegação. Os gre-
gos aprimoraram as construções, introduzindo 
importantes valores estéticos combinados com 
a habilidade construtiva. A civilização egípcia 
antiga teve grande importância para a constru-
ção civil, sendo responsável pela invenção do 
concreto, combinando sobras de polimentos 
com gesso e água.
18 Conceito básico de engenharia
Figura 3 – Pirâmides e Templo de Faraós 
Fonte: Brasil ([2017], on-line)3.
Os egípcios são os primeiros a usar grande quan-
tidade de pedras em obras e, há mais de 5 mil 
anos, já utilizavam tijolos no formato atual. Além 
disso, tinham bons conhecimentos de Geologia 
e dos fatores que influenciavam a dureza das 
rochas. Além da construção civil, a construção 
naval era dominada pelos egípcios com o pri-
meiro barco à vela, datado de 1000a.C. Outra 
área da Engenharia dominada pelos egípcios é 
a hidráulica, conhecendo a arte de construção 
de diques e canais e transformando o Nilo em 
importante meio de transporte.
A Grécia Antiga, considerada o berço da 
civilização ocidental, notabilizou-se pela valo-
rização do ser humano e pelo culto ao pensa-
mento e ao belo, expresso pelo pensamento de 
Protágoras: “O homem é a medida de todas as 
coisas”. A arquitetura, tratada como a arte de 
realizar grandes esculturas, passa a seguir nor-
mas geométricas rigorosas, respeitando relações 
matemáticas precisas. Esculturas de deidades 
constituíam as colunas das construções (Figura 
4) e, supostamente, contavam as histórias dos 
templos. Os principais monumentos da arqui-
tetura grega foram os templos (Figura 4) e os 
teatros (Figura 5). Figura 4 – Mulheres esculpidas
19UNIDADE I
As construções gregas eram feitas de madeira, barro ou tijolos de 
barro com telhados de palha. As colunas eram usadas para suporte, 
e o mármore passou a ser utilizado, a partir do século VII a.C., em 
templos e teatros. A maioria dos templos gregos foi construída com 
vigas de madeira envoltas por colunas de pedra, que serviam como 
forma de sustentação do telhado, e possuíam, também, três tipos 
de estética bem definidas: a dórica, a jônica e a coríntia (Figura 6).
Figura 5 – Teatro de Epidauro servindo de colunas
Figura 6 – Estética das colunas de sus-
tentação (Jônico, Corinthio, Dórico)
20 Conceito básico de engenharia
A ordem dórica tem origem no sentir do povo 
grego, representando o pensamento. A ordem jô-
nica representa a graça e o feminino. Já a ordem 
coríntia refere-se ao luxo e à ostentação.
 “
Os gregos antigos não usavam argamassa em 
suas construções, mas braçadeiras e buchas 
para apertar as peças. Os blocos de mármore 
e calcário eram cuidadosamente extraídos 
e medidos e então cortados precisamente 
para garantir uma construção perfeita. As 
ferramentas usadas pelos pedreiros eram 
manuais, tais como enxada, broca, cinzel e 
marreta. Os mestres escultores enchiam as 
colunas de pedra e os plintos de entalhes 
altamente decorados. Um guindaste era usa-
do para levantar e colocar no lugar as peças 
(SABINO, 2015, on-line).
Neste ponto do nosso estudo, podemos fazer uma 
ligeira reflexão sobre as conquistas da Engenha-
ria, anteriormente descritas, nas civilizações do 
Egito e da Grécia. Elas têm em comum a criação 
de grandes monumentos e construções suntuo-
sas voltadas para a ostentação do poder de faraós 
e imperadores. O lado genial da capacidade de 
conceber obras robustas é pouco reportado e seus 
autores, arquitetos e engenheiros da época, prati-
camente não são referenciados.
Entretanto, é fato digno de nota que conce-
beram e construíram obras e monumentos den-
tro dos melhores padrões da Engenharia, sem o 
ferramental teórico que a Ciência proporcionou 
séculos depois, com o desenvolvimento da Física. 
Um ponto importante a se destacar é que, 
mais uma vez, é a energia dos operários, de seus 
inventos utilitários e da natureza que, bem apro-
veitada, dá vida às obras. Em relação ao bom uso 
da Energia, é nesse período que as energias dos 
cursos d’água e do vento passam a ser utilizadas 
no transporte fluvial e marítimo. 
21UNIDADE I
A Engenharia no 
Império Romano
O Império Romano, herdeiro dos grandes pro-
gressos intelectuais e tecnológicos dos egípcios e 
gregos, produziu importantes desenvolvimentos 
na Engenharia. Além do aprimoramento dos ma-
teriais utilizados e das técnicas construtivas, há 
um amplo avanço na infraestrutura de transpor-
tes, com a construção de estradas, túneis e pontes 
com técnicas até hoje estudadas. 
A Engenharia da Roma antiga iniciou um período 
importante da história da civilização aprimoran-
do a indústria da construção com a invenção 
do cimento. Concebeu as estruturas em arco, 
pavimentou áreas urbanas, construiu pontes e 
túneis tecnicamente perfeitos.
22 Conceito básico de engenharia
Deve-se ressaltar, ainda, os aquedutos que garan-
tiam abastecimento de água a boa parte de popu-
lação e são os precursores das modernas redes de 
distribuição atuais. Do ponto de vista da constru-
ção, a obra que melhor representa o trabalho da 
Engenharia Romana é o Coliseu (Figura 7), que 
se apresenta até os dias de hoje como modelo para 
construção de estádios. Com capacidade para 50 
mil pessoas, foi cuidadosamente projetado com 
ventilação e iluminação naturais planejadas de 
maneira minuciosa, inaugurado em 80 d.C.
Uma novidade introduzida pelos romanos foi 
a concepção de arruamentos e calçadas nos espa-
ços urbanos, melhorando a qualidade de vida da 
população. Nesse período foram construídos mi-
lhares de quilômetros de calçada com o esquema 
construtivo mostrado na Figura 8. 
Outra conquista da Engenharia romana foram 
as pontes, construídas com pedras no século II 
a.C. Originalmente os blocos eram fixados por 
grampos de ferro, mas houve uma importante 
evolução para o uso de núcleos de concreto e re-
vestimentos de blocos de pedras (Figura 9).
Figura 8 – Calçadas romanas 
Fonte: Pet Engenharia Civil UFJF (2016, on-line)4.
Figura 7 – Coliseu 
Fonte: Pet Engenharia Civil UFJF (2016, on-line)4.
23UNIDADE I
As construções romanas usaram amplamente as 
vantagens estruturais dos arcos. Suas pontes con-
tinham arcos de pedra que permitiam a distribui-
ção eficiente dos pesos. Em toda Europa existem, 
ainda, centenas de pontes romanas, indicando sua 
precisão técnica e alta confiabilidade.
Os romanos aprimoraram, também, a cons-
trução de túneis subterrâneos que permitiam 
circulação subterrânea, construídos com tal per-
feição que estão em perfeito estado, até hoje. A 
recente descoberta de uma rede de túneis sob 
as ruínas da Villa Adriana, na cidade de Tivoli, 
Figura 9 – Ponte romana sobre o Rio Marecchia 
Fonte: Wikipédia ([2017], on-line)5.
O blog Edukavita contém umaquantidade variada 
de informações úteis, com ênfase na História 
das maravilhas construídas pelo homem. Para 
saber mais sobre a Engenharia romana e suas 
construções, consulte o site: <https://edukavita.
blogspot.com.br/2016/05/engenharia-romana-
origens-e-historia.html>.
Figura 10 – Vila Adriana
perto de Roma, comprova esse fato (Figura 10). 
Deve-se ressaltar que os romanos construíram 
centenas de milhares de quilômetros de estradas 
para várias finalidades, como comércio e con-
trole do império. 
Por fim, não há como negar que a mais impor-
tante contribuição dos romanos para a construção 
foi a invenção do concreto, permitindo impressio-
nantes construções. Inventado no final do século 
III, era obtido adicionando um pó vulcânico à 
argamassa feita de uma mistura de tijolo ou pe-
daços de pedra, cal ou gesso e água.
24 Conceito básico de engenharia
Os Sistemas de 
Abastecimento de Água
do Império Romano
Os aquedutos romanos colocam em evidência 
os dois bens mais preciosos que a natureza pro-
porcionou ao planeta: água e energia. Conser-
vá-los é tarefa de todos e finalidade primordial 
da Engenharia.
Deixamos esta contribuição do Império Roma-
no para a Engenharia em uma sessão especial, 
pois trata da primeira iniciativa organizada do 
bom uso da energia disponível na natureza para 
o bem-estar humano.
Os aquedutos foram concebidos e construídos 
pelos romanos para satisfazer a vários tipos de 
aplicação. A principal era levar a água de lugares 
onde havia em abundância para lugares em que 
ela era escassa.
Dessa maneira, a água, corretamente dire-
cionada, servia chafarizes, banhos públicos ou 
privados e limpeza de latrinas. Adicionalmente, 
atividades de agricultura e mineração se serviram 
25UNIDADE I
dos benefícios proporcionados pela disponibilidade da água. Come-
çam, então, de maneira organizada e planejada, os bons serviços da 
Engenharia, envolvendo os dois aspectos essenciais da vida: água e 
energia. É desses dois itens que depende a vida em nosso planeta, e 
uma mirada retrospectiva para os cuidados dos romanos deve ser 
de grande utilidade.
Os aquedutos transportavam água fazendo uso da energia po-
tencial gravitacional, aproveitando inclinações de canais enterra-
dos. Nos locais onde a natureza era desfavorável, vales e planícies, 
canos de chumbo, em alta pressão ou canais passavam por pontes 
e alimentavam o sistema (Figura 11).
Figura 11 – Aqueduto Pont du Gard na Gália Romana (atual sul da França)
Fonte: Wikimedia ([2017], on-line)6.
No século III, Roma tinha um 
grande número de aquedutos 
para uma população de mais 
de um milhão de pessoas que 
usavam a água de maneira ex-
travagante. Não havia, ainda, a 
consciência da importância da 
preservação desse presente da 
natureza.
26 Conceito básico de engenharia
Os Aquedutos Romanos refletiam a filosofia ro-
mana de objetividade e praticidade. Roma nos 
deixou volumosas estruturas que tinham a fun-
ção de conduzir a água pelas cidades. As fontes 
atestam que os romanos conheciam o sistema de 
transporte de água por canalização subterrânea 
e o de aquedutos em arcos suspensos que fora 
aprendido com os etruscos. A escolha por este 
modelo deu-se pelo preço inferior das obras, já 
que os materiais necessários eram mais abun-
dantes e baratos.
Para saber mais sobre esse assunto, acesse: 
<http://www.infoescola.com/historia/aquedutos-
romanos/>.
Fonte: Gasparetto Júnior ([2017], on-line)7.
Exemplo de aqueduto
27UNIDADE I
Consumo de Energia 
e sua Rwelação com 
a Vida no Planeta
Para medidas práticas de consumo de energia, 
usa-se a unidade “quilowatt hora” (kWh), que cor-
responde ao consumo de um aparelho de potência 
1kW (1 000W), ligado durante uma hora (3 600s).
Ao estudarmos a evolução da Engenharia, desde 
as civilizações pré-humanas até a civilização ro-
mana, pudemos observar que nossa espécie, para 
evoluir e melhorar suas condições de vida, apro-
veitou-se dos recursos naturais disponíveis, sem 
se preocupar com sua reposição ou conservação.
O grande desafio do século XXI é a questão 
energética – trata-se de problema delicado e de 
abrangência mundial. O nível atual de desenvolvi-
mento da humanidade, evidenciado pela tecnolo-
gia, a medicina e o potencial de conforto, exige um 
consumo de energia por habitante bastante eleva-
do. Interromper esse consumo – decisão simplista 
– seria negar o conhecimento adquirido e, talvez, 
comprometer a continuidade da civilização.
28 Conceito básico de engenharia
Piqueira e Brunoro (2000, p. 5) afirmam que 
“sendo inevitável consumir energia, é importante 
haver bom senso na sua distribuição e renovação e 
também a consciência de que é urgente desenvol-
ver novas tecnologias não poluentes para obtê-la”. 
A obtenção de energia para manter a sociedade, 
hoje, está atrelada, quase inevitavelmente, à degra-
dação ambiental. A escolha adequada da matriz 
energética (distribuição entre as formas de gera-
ção) mundial não pode levar em conta apenas os 
custos imediatos: deve assegurar a qualidade de 
vida das futuras gerações.
Veremos, a seguir, alguns dos aspectos relativos 
ao uso da energia e suas implicações. Iniciamos 
com a ideia geral de que a energia é o bem de 
capital de maior valor para a nossa espécie, dis-
cutindo-a no que se refere à utilização humana.
Nas aulas de Biologia e Física, estamos acostu-
mados a nos deparar com dois conceitos aparen-
temente díspares de energia. Os biólogos parecem 
falar de algo concreto, que passa do Sol para as 
plantas e dessas para os animais, transforman-
do-se no interior dos seres vivos, por processos 
fisiológicos complicados, nas mais diversas mo-
dalidades, sendo essencial para funções como 
respiração, excreção, reprodução, manutenção de 
temperatura e condução de impulsos elétricos 
associados ao sistema nervoso. Os físicos pare-
cem falar de algo mais abstrato, calculável por 
equações, relativo a situações mais simples, como 
carrinhos descendo montanhas-russas ou cargas 
elétricas em movimento nos circuitos.
Os conceitos empregados nas duas disciplinas, 
entretanto, são integrados e remetem a mesma en-
tidade física: a capacidade de um corpo (ou sistema 
de corpos), em qualquer escala espacial, produzir 
movimento próprio ou de outros corpos que estão 
no seu entorno. Assim, o ser humano, nas atividades 
diárias, todo o tempo utiliza energia. Ele a retira 
dos alimentos que ingere e, como se fosse uma 
máquina, transforma-a nas diversas modalidades 
necessárias ao funcionamento do seu organismo.
A Tabela 1 ilustra o gasto de energia do corpo 
humano em diversas atividades:
Necessidades energéticas para várias atividades (em kcal/hora)
Trabalho leve Trabalho moderado Trabalho pesado Trabalho muito pesado
Escrever 20 Dormindo 85-110 Marchando 280-400 Pedreiro 350
Permanecer 
relaxado 20
Tomando 
banho 125-125
Andando 
de bicicleta 180-600 Correndo 800-1000
Datilografando 
rapidamente 55 Carpintaria 150-180 Remando 120-600 Escalando 400-900
Tocando 
violino 40-50 Caminhando 130-240 Nadando 200-700 Esquiando 500-950
Lavando 
louça 60 - -
Subindo 
escadas 1000
Passando 
a ferro 60 - - -
Tabela 1 – Necessidades energéticas para várias atividades (kcal/h)
Fonte: Goldemberg (1998).
29UNIDADE I
Evidentemente, à medida em que a nossa espécie 
foi se multiplicando e se apropriando do espaço 
terrestre, as necessidades de energia aumentaram 
consideravelmente, sobretudo, porque dela pas-
sou a depender a vida sob condições adversas. O 
gráfico de barras da Figura 12 (GOLDEMBERG, 
1998) mostra esse fato, indicando que, quanto 
mais sofisticada a vida e melhor sua qualidade, 
maior a necessidade de consumo de energia.
Do homem primitivo até o homem tecnológico, o 
consumo diário cresceu, em um milhão de anos, 
de 2000 kcal para quase 230 000 kcal. Esse aumen-
to foi progressivo, acompanhando o refinamento 
da tecnologia desenvolvida pela humanidade para 
modificar o meio ambiente em seu benefício.
Os recursos energéticos disponíveis na Terra, 
porém, são limitados. Conciliar essefato com as 
necessidades humanas é, como dizemos, um gran-
de desafio a ser enfrentado pela ciência moderna, 
independentemente das administrações e das ideo-
logias. Além disso, não há como negar que o con-
sumo de energia está relacionado com a qualidade 
de vida, conforme mostram os gráficos ilustrativos 
(GOLDEMBERG, 1998) da Figura 13, em que a 
unidade de energia utilizada é a TEP (tonelada 
equivalente de petróleo), equivalente a 107 kcal.
Figura 12 – Desenvolvimento e consumo de energia
Fonte: Goldemberg (1998).
Estágios de desenvolvimento e consumo de energia
Alimentação
Homem
tecnológico230
77
20
12
6
2
Homem
industrial
Homem agrícola
avançado
Homem agrícola
primitivo
Homem
caçador
En
er
gi
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)
Homem
primitivo
Consumo diário per capita (mil kcal)
0 50 100 150 200
Moradia e
comércio
Indústria e
agricultura
Transporte
Figura 13 – Energia e qualidade de vida
Fonte: Goldemberg (1998).
Expectativa de vida, mortalidade infantil,
alfabetização e taxa de fertilidade total
como uma função da energia comercial 
consumida per capita
80
20
0 2 4 6
40
Média de 127 países
para grupos de 10 países
Uso de energia TEP per capita por ano
Ex
pe
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de
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60
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0 2 64 8
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Média de 127 países
para grupos de 10 países
Uso de energia TEP per capita por ano
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0 2 64 8
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Oma Arábia Saudita
LíbiaIra
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Mongolia
Venezuela Kuwait
Trinidad e Tobago
Uso de energia TEP per capita por ano
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TF
T)
6
8
10
30 Conceito básico de engenharia
Verificamos, então, que a energia é essencial à 
vida e fator de conforto e bem-estar. Entretan-
to seu consumo é fator relevante nos problemas 
ambientais, principalmente em decorrência do 
emprego de combustíveis fósseis na produção de 
eletricidade, no setor de transporte e na indústria.
Resolver esse problema eliminando a causa, evi-
dentemente, é uma tarefa muito difícil, pois os com-
bustíveis fósseis respondem por mais de 90% do con-
sumo atual de energia mundial. Entretanto não parece 
impossível, dadas as alternativas de fontes renováveis 
disponíveis hoje. Usar gás natural nas termelétricas é 
interessante, pois, em comparação com os combus-
tíveis fósseis, emite metade do CO2 por kWh e pra-
ticamente não emite óxidos de enxofre e nitrogênio.
Fazendas de produção de energia a partir de 
biomassa representam outra solução bastante con-
vidativa, uma vez que o CO2 por elas emitido pode 
ser reabsorvido nos processos de fotossíntese e não 
há emissão de óxidos de enxofre e nitrogênio. Há, 
ainda, a energia solar, que pode ser utilizada como 
fonte quente nas termelétricas ou ser diretamente 
convertida em elétrica, nas células fotovoltaicas.
As desigualdades entre os países, no entanto, de-
terminam diferenças não só no volume de energia 
consumido (os pobres consomem menos que os 
ricos), como também na forma de obtê-la: as me-
lhores soluções para a matriz energética dos países 
desenvolvidos, quando aplicadas ao contexto de paí-
ses em desenvolvimento, nem sempre serão ótimas.
A questão energética influencia diretamente o 
desenvolvimento e o meio ambiente. Não podemos 
privilegiar o primeiro provocando drásticos impac-
tos no segundo. É nisso que se fundamenta o concei-
to de desenvolvimento sustentável, que defende não 
só a qualidade de vida atual, mas também a herança 
a ser deixada para as gerações futuras, propondo a 
proteção e a manutenção dos sistemas naturais.
Um passo significativo para a concretização 
desse conceito foi a Conferência de Estocolmo, em 
1972, que enfatizou a questão ambiental e a con-
vivência na Terra. Outro foi a ECO 92 ou United 
Nations Conference on Environment and Deve-
lopment - Unced, realizada no Rio de Janeiro, que 
frisou o problema da utilização de combustíveis 
fósseis na produção de energia devido à emissão de 
CO2 e o consequente agravamento do efeito estufa.
O Protocolo de Kyoto (1997) procurou restrin-
gir a emissão de CO2 dos países, sugerindo o em-
prego de mecanismos para um desenvolvimento 
limpo. O recente acordo de Paris (2015) rege as 
emissões de CO2, estabelecendo limites a serem 
atingidos em 2020.
Para dar uma ideia dos reais responsáveis pelo 
efeito estufa e pela degradação ambiental, apre-
sentamos a Tabela 2, com o volume anual de CO2 
emitido por diversos países. 
Emissão de CO2 
(toneladas de CO2 per capita)
Quantidade Países
Entre 16 e 36 Estados Unidos 
e Austrália.
Entre 7 e 16 Japão, Canadá, Rússia, 
Ucrânia, Polônia e África 
do Sul.
Entre 2,5 e 7 União Europeia, China, 
México, Chile, Argentina e 
Venezuela.
Entre 0,8 e 2,5 Brasil, Índia, Indonésia, 
países da América Central 
e Caribe.
Tabela 2 - Emissão de CO2 (toneladas per capita)
Fonte: Goldemberg (1998).
Os Estados Unidos, um dos maiores emissores de 
CO2, posicionaram-se contra as medidas propos-
tas, alegando que elas acarretariam uma redução 
drástica na sua economia, podendo provocar re-
cessão. Esse é um exemplo da tentativa suicida de 
31UNIDADE I
manter a economia dos ricos à custa da degrada-
ção da qualidade de vida de todos.
Para que você possa avaliar o consumo de 
energia de seu cotidiano, vamos recordar um 
ponto importante da Física:
• No sistema internacional de unidades (SI), 
a energia, de qualquer tipo ou modalidade, 
é medida em joules (J). 
• Quando se trata de estudar processos de 
transformação de energia, usa-se o con-
ceito de potência, medida em watts (W) 
e definida como energia por unidade de 
tempo. Assim, quando ligamos uma lâm-
pada de 100W à rede elétrica, uma energia 
de 100 J é consumida, a cada segundo.
• Para medidas práticas de consumo de 
energia, usa-se a unidade “quilowatt hora” 
(kWh), que corresponde ao consumo de 
um aparelho de potência 1kW (1 000W), 
ligado durante uma hora (3 600s). A título 
de exemplo, vamos considerar um chuvei-
ro que, quando ligado em uma instalação 
de 220 volts (V), opera com potência de 
2000W (2kW). Caso você tome um banho 
de 0,5 h (30min = 1800 s), o consumo de 
energia correspondente será de:
 C = 2000W.1800s = 3 600 000 J ou 
C = 2kW.0,5h = 1 kWh.
Assim, podemos escrever:
 1kWh = 3 600 000 J.
Considerando nossas atividades cotidianas (Ta-
bela 1), verificamos que, mesmo dormindo, nosso 
organismo consome cerca de 100 kcal/h. 
A kcal é uma unidade de energia que se rela-
ciona com o joule por: 1 kcal = 4 000 J. Como em 
uma hora temos 3 600 s, esse nosso consumo de 
energia pode, também, ser expresso por:
(100 . 4 000)/(3 600) = 111 W, isto é, quando 
dormimos nosso organismo gasta a mesma 
energia de uma lâmpada de 100W perma-
nentemente acesa.
Tenha sua dose extra de 
conhecimento assistindo ao 
vídeo. Para acessar, use seu 
leitor de QR Code.
Piqueira e Brunoro escreveram um texto sobre 
as principais questões relativas ao uso da ener-
gia e como seu uso e consumo se relacionam à 
vida e à sustentabilidade no nosso planeta. Além 
disso, abordam possíveis consequências do uso 
de energia proveniente de combustíveis fósseis 
para o clima na Terra.
Para saber mais, acesse: <https://www.
researchgate.net/publication/266247679_
ENERGIA_uso_geracao_e_impactos_ambientais>.
Nesta unidade, procuramos apresentar uma 
ideia de como a criatividade humana e a ob-
servação da natureza nos levou ao progresso 
tecnológico e como é possível manter a vida e 
preservar os recursos naturais disponíveis. Essa 
missão da espécie humana só é possível com a 
boa Engenharia, associada ao amplo conheci-
mento das formas de energia disponíveis e de 
seu bom uso.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/650
32
Você pode utilizar seu diário de bordo para a resolução.
1. O abrigo do homem pré-histórico em cavernas, além da proteção contra espécies 
predadoras,proporcionava:
a) Conservação da energia térmica. 
b) Aquecimento. 
c) Resfriamento.
d) Trocas de calor rápidas.
e) Aquecimento brusco.
2. Os egípcios se destacaram nas engenharias:
a) Civil e Mecânica.
b) Civil e Naval.
c) Elétrica e Civil.
d) Mecânica e Hidráulica.
e) Naval e Mecânica.
3. Os tijolos dos egípcios eram:
a) Poligonais.
b) Arredondados.
c) Com formato semelhante aos atuais.
d) Hexagonais.
e) Poligonal.
4. Para os gregos, a Arquitetura era:
a) Uma arte.
b) Um trabalho repetitivo.
c) Um passeio pela imaginação.
d) Um retorno ao mar.
e) Um retorno à Terra.
33
5. A ordem Dórica representa:
a) Fome.
b) Pressão.
c) Dor de cabeça. 
d) Ação impulsiva.
e) Pensamento.
6. Os monumentos e as obras das civilizações egípcia e grega se fundamentavam:
a) Nas leis de Newton.
b) Nas equações de Maxwell.
c) Nos fundamentos matemáticos da Geometria.
d) Na prática e na intuição dos trabalhadores.
e) No teorema de Pitágoras.
7. A navegação à vela, iniciada pelos egípcios e fenícios, fazia uso da energia:
a) Química.
b) Eólica.
c) Potencial gravitacional.
d) Eletromagnética.
e) Nuclear.
8. Além das técnicas de construção, em quais áreas da Engenharia os romanos 
contribuíram:
a) Transportes e Mecânica.
b) Mecânica e Eletricidade.
c) Transporte e Materiais.
d) Materiais e Mecânica.
e) Termodinâmica e Eletricidade.
34
9. O Coliseu, obra de referência da civilização romana, é usado, até hoje, como 
modelo para projetos de:
a) Casas.
b) Prédios.
c) Pontes.
d) Estradas.
e) Estádios.
10. A qualidade de vida nas cidades urbanas do Império Romano teve uma melhoria 
considerável pela introdução de:
a) Luz elétrica.
b) Água potável.
c) Rede de esgotos.
d) Ruas e calçadas.
e) Transporte coletivo.
11. As estruturas em arco permitem:
a) Melhor distribuição de peso.
b) Diminuição de peso.
c) Melhor aparência.
d) Diminuição da ação dos ventos.
e) Diminuição da ação das águas. 
12. O concreto inventado pelos romanos era constituído de:
a) Pó vulcânico, tijolo, argamassa e água.
b) Pó vulcânico, tijolo, gesso e água.
c) Tijolo, gesso, água e óleo.
d) Gesso, água, pó de licopódio e tijolo.
e) Pó de licopódio, água, ácido clorídrico e tijolo.
35
13. Os aquedutos romanos transportavam água fazendo uso da energia:
a) Cinética.
b) Eólica.
c) Elétrica.
d) Potencial Gravitacional.
e) Nuclear. 
14. Os dois aspectos vitais para a espécie humana envolvidos na concepção dos 
aquedutos são:
a) Água e Energia.
b) Água e Ar.
c) Ar e Energia.
d) Oxigênio e Água.
e) Oxigênio e Energia.
15. Além das aplicações de higiene proporcionadas pelos aquedutos, seus principais 
benefícios envolviam:
a) Agricultura e Pecuária.
b) Pecuária e Mineração. 
c) Mineração e Agricultura.
d) Pecuária e Qualidade do ar.
e) Qualidade do ar e Mineração.
16. Obtenha a relação de transformação de kWh para J.
17. Quantos kWh, por dia, gasta o homem tecnológico? Quanto gastava o homem 
agrícola primitivo? (Considere 1cal = 4J.)
18. Com base na Figura 13 – Energia e qualidade de vida, compare, aproximada-
mente, o consumo anual de energia per capita de um país com mortalidade 
infantil de 10 mortes por 1 000 nascimentos com outro de 40 mortes a cada 
1 000 nascimentos.
36
19. Considere os seguintes dados a respeito da energia elétrica no Brasil, fornecidos 
pelo IBGE:
Custo por kWh R$ 0,18
Número de chuveiros elétricos 28 000 000
Número médio de pessoas por residência 3,6
Tempo médio para um banho 8 minutos
Potência média do chuveiro 4kW
a) Considerando que cada pessoa toma um banho por dia, qual o consumo médio 
mensal de energia por residência?
b) Compare o valor obtido no item anterior com os 100 kWh dados como limite 
mensal por pessoa, pelos órgãos governamentais.
c) Qual o consumo nacional anual em kWh, considerando apenas o gasto com 
banhos?
d) Se uma residência tem, além do chuveiro, 3 lâmpadas de 100 W (1 hora por 
dia), uma geladeira de 300 W (8 horas por dia) e um ferro de passar roupa de 
500 W (1 hora por dia), qual será o custo mensal da conta, considerando que 
o consumo acima de 200 kWh é sobretaxado em 50%?
e) Considerando que uma termelétrica emite 100 g de CO2 por kWh, quantas to-
neladas desse gás seriam emitidas por ano se toda a energia relativa a banhos 
do Brasil passasse a ser gerada dessa maneira?
37
Energia, Meio Ambiente & Desenvolvimento
Autor: José Goldemberg e Osvaldo Lucon
Editora: Edusp
Sinopse: o papel da energia no desenvolvimento é bem conhecido, assim como 
o seu papel como uma das principais causa da degradação ambiental. Contudo, 
a inter-relação energia–desenvolvimento–meio ambiente não é adequadamente 
analisada pelo material bibliográfico convencional, e esta é a principal inovação 
deste livro. O livro discute, inicialmente, o conceito de energia; em seguida, 
aborda sua relação com as principais atividades humanas, como os recursos 
naturais existentes e com os indicadores de desenvolvimento. Discute, também, 
os principais problemas ambientais, suas causas e possíveis soluções. Com esses 
diagnósticos, classifica as fontes e os usos finais de energia, apresentando ten-
dências futuras e soluções – tecnológicas, políticas e comportamentais – para os 
problemas de sustentabilidade ambiental, econômica e social. Tal abordagem é 
resultado de vários anos de estudos e experiência dos autores no ensino, bem 
como na formulação, discussão e implantação de políticas públicas relativas ao 
tema.
LIVRO
PET-Civil
O blog PET-Civil da UFJF é um trabalho de ótima qualidade realizado por alunos 
dessa instituição, tratando de maneira interessante as questões históricas da 
Engenharia. Para boas leituras sobre História da Engenharia, consulte-o.
<https://blogdopetcivil.com>.
WEB
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/693
38
BAZZO, W. A.; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. Florianópolis: UFSC, 2000.
PIQUEIRA, J. R. C. Reflexões sobre história do ensino de Engenharia. Porvir: Inovações em Educação, 2014. 
Disponível em: <http://porvir.org/reflexoes-sobre-historia-ensino-de-engenharia/>. 
PIQUEIRA, J. R. C.; BRUNORO, C. M. Energia: uso, geração e impactos ambientais. São Paulo: Editora Anglo, 
2000. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/266247679_ENERGIA_uso_geracao_e_im-
pactos_ambientais>. Acesso em: 06 nov. 2017.
SABINO, R. História da Engenharia: A Grécia antiga. 2015. Disponível em: <https://blogdopetcivil.
com/2015/06/01/historia-da-engenharia-a-grecia-antiga>.Acesso em: 06 nov. 2017.
GOLDEMBERG, J. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. São Paulo: EDUSP, 1998.
REFERÊNCIAS ON-LINE
1Em: <https://cpalexandria.wordpress.com/2012/02/13/definicao-contemporanea-de-pre-historia/>. Acesso 
em: 06 nov. 2017.
2Em: <http://rhistoriaz.blogspot.com/2013/06/historia-geral-i-pre-historia.html>. Acesso em: 06 nov. 2017.
3Em: <http://www.portalconsular.itamaraty.gov.br/seu-destino/egito>. Acesso em: 06 nov. 2017.
4Em: <https://blogdopetcivil.com/2016/09/26/historiadaengenhariaromaantiga/>. Acesso em: 06 nov. 2017.
5Em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Rimini>. Acesso em: 06 nov. 2017.
6Em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Pont_du_Gard_Oct_2007.jpg>. Acesso em: 
06 nov. 2017.
7Em: <https://www.infoescola.com/historia/aquedutos-romanos/>. Acesso em: 06 nov. 2017.
39
1. O abrigo do homem pré-histórico em cavernas, além da proteção contra espécies 
predadoras, proporcionava conservação da energia térmica, isolando o ambiente. 
(Alternativa A)
2. Os Egípcios se destacaram nas engenharias: Civil e Naval. (Alternativa B)
3. Os tijolos dos egípcios eram: com formato semelhante aos atuais. (Alternativa C)
4. Para os gregos, a Arquitetura era: uma arte. (Alternativa A)
5. A ordem Dórica representa: pensamento. (Alternativa E).
6. Os monumentos e obras da civilização Egípcia se fundamentavam: nos fundamentos 
matemáticos da Geometria (Alternativa C)
7. A navegação à vela, iniciada pelos Egípcios e Fenícios, fazia uso da energia Eólica. (Al-
ternativa B)
8. Além dastécnicas de construção, em quais áreas de Engenharia os romanos contribuí-
ram: transporte e materiais. (Alternativa C)
9. O Coliseu, obra de referência da civilização romana, é usado até hoje como modelo para 
projetos de: estádios. (Alternativa E)
10. A qualidade de vida nas cidades urbanas teve uma melhoria considerável pela introdução 
de: ruas e calçadas. (Alternativa D)
11. As estruturas em arco permitem: melhor distribuição de peso. (Alternativa A)
12. O concreto inventado pelos romanos era constituído de: pó vulcânico, tijolo, gesso e 
água. (Alternativa B)
13. Os aquedutos romanos transportavam água fazendo uso da energia: Potencial Gravi-
tacional. (Alternativa D)
14. Os dois aspectos vitais para a espécie humana envolvidos na concepção dos aquedutos 
são: água e energia. (Alternativa A)
15. Além das aplicações de higiene proporcionadas pelos aquedutos, seus principais bene-
fícios envolviam: mineração e agricultura. (Alternativa C)
16. 3,6 . 106J.
17. Homem tecnológico: 255 kWh; homem agrícola primitivo: 13,3 kWh.
18. A energia gasta, per capita, em um país de 10 mortes por 1000 nascimentos, é 12 vezes 
maior que a gasta por um de 40 mortes por 1000 nascimentos.
19. 
a) 57,6 kWh.
b) 16% do total proposto são gastos só com banhos, sobrando R$ 84,00, ou seja 302,4 kWh 
para o restante das atividades.
c) 1,9.1010 kWh.
d) R$ 27,65, desconsiderando-se os impostos.
e) 1,9.106 toneladas.
40
PLANO DE ESTUDOS
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
• Compreender que a Engenharia, embora essencial para 
o desenvolvimento humano, até o final do século XVII, era 
considerada tarefa de artesãos e operários e de pouco 
valor intelectual.
• Compreender que a Engenharia, até o século XVII, era 
exercida com extrema habilidade artesanal, guiada pela 
intuição e pela experiência.
• Entender que, nessa época, Filosofia e Ciência eram con-
sideradas atividades intelectuais nobres e de pouca in-
fluência na Engenharia.
• Entender como as atividades expansionistas de reis e 
imperadores incentivaram as primeiras escolas militares 
para o ensino da Engenharia, ainda como prática artesanal.
• Verificar como a corrente filosófica do Positivismo apro-
ximou a Engenharia das Ciências Básicas, que passou a 
utilizar os princípios da Física e da Matemática de maneira 
sistematizada.
• Verificar o surgimento e difusão das Escolas Politécnicas, 
trabalhando a combinação dos conhecimentos científicos 
com a habilidade tecnológica.
O construtor visto 
como operário
A Ciência e a Filosofia O Positivismo
O Positivismo e as 
Escolas Politécnicas
As Academias Militares 
e Escolas Navais como 
precursoras das Escolas de 
Engenharia
Dr. José Roberto Castilho Piqueira
A Engenharia como 
Atividade Artesanal 
e o Surgimento das 
Primeiras Escolas
O Construtor Visto 
como Operário
Ao final da Idade Média, havia um grande conhe-
cimento acumulado relativo às técnicas e mate-
riais de construção. Essas atividades de constru-
ção eram exercidas por operários, planejadas por 
aqueles que detinham conhecimento intuitivo e 
originário da prática.
Olá, aluno(a), conforme você pôde notar na unida-
de anterior, a Engenharia sempre esteve associada à 
criatividade e à intuição humana, que levou à con-
cepção das maravilhas já descritas. A invenção da 
roda, o transporte do fogo e o fogo moldando me-
tais são descobertas que garantiram a evolução da 
espécie. Pirâmides egípcias, colunas gregas, aque-
dutos romanos são exemplos de engenhosidade e 
de entendimento intuitivo das forças da natureza.
Além disso, embora haja registros históricos 
dos faraós associados às pirâmides, dos impera-
dores gregos e romanos associados às obras de 
Arquitetura e Engenharia, preciosas e duradouras, 
43UNIDADE II
não se sabe ao certo quem as concebeu, projetou 
ou construiu. As pirâmides, por exemplo, são obras 
tão impressionantes que há até quem diga que fo-
ram construídas por extraterrestres. Entretanto 
arqueólogos afirmam que as pirâmides foram 
construídas por trabalhadores livres e assalariados, 
supervisionados e orientados por operários mais 
experientes, não havendo registro de papiros ou 
pinturas indicando planejamento prévio.
Na mesma linha, embora haja registros e lou-
vores aos autores e intérpretes do teatro grego, 
pouco se sabe sobre aqueles que conceberam e 
realizaram as obras de seus espaços físicos, eternos 
trabalhos de engenharia e exemplos para constru-
ção de estádios e arenas, até hoje.
Sobre o teatro de Epidauro, sabe-se que o es-
cultor e arquiteto Policleto o concebeu, indicando 
os primeiros sinais do surgimento da profissão. 
Entretanto não há registros de planejamento ou 
de evolução da construção, que era realizada por 
operários humildes. Considerando os feitos ro-
manos, representados pela invenção do concreto 
e pela concepção das estruturas em arco, tam-
bém não há registro de seus criadores. Estradas e 
aquedutos foram implementados por engenheiros 
anônimos que, com a pouca Matemática que ti-
nham à mão, produziram essas maravilhas.
Filosofia, Arte e Literatura se desenvolveram e 
eternizaram os nomes de seus autores como ine-
gáveis geradores do saber humano, em espaços 
concebidos e construídos por trabalhadores e 
operários pouco lembrados. Esse conhecimen-
to acumulado, acrescido de diversas descobertas 
científicas, passou a fazer parte do conjunto de 
segredos dominados por entidades poderosas, 
durante a Idade Média. É o final do século XVII, 
entre o Renascimento e o Iluminismo, que traz 
nova concepção de Engenharia, fundamentada no 
progresso científico e sua utilização para resolver 
problemas práticos e projetar máquinas.
Ficou claro que, ao longo dos eventos aqui des-
critos, as construções foram pensadas e realizadas 
a partir de uma apurada observação da natureza, 
com pouco uso do que chamamos de conheci-
mento científico. Tentando ilustrar essa notável 
habilidade, vamos entender como as pedras, ma-
terial básico da construção, ficavam unidas ao 
serem assentadas.
Sobre as pirâmides do Egito:
As pirâmides do Egito exercem um fascínio natural sobre as pessoas em geral, por sua grandeza e pelo 
conteúdo místico associado. Para um engenheiro, fica a pergunta: Como foram projetadas e construí-
das? O site indicado traz informações sobre a História do Egito e, em particular, sobre as pirâmides.
Acesse o link disponível em: <http://www.egipto.com.br/segredos-piramides-egito>.
Sobre o teatro grego:
Como uma construção da antiguidade apresenta acústica tão boa como as construções modernas, sem 
os equipamentos hoje disponíveis? Os teatros gregos são construídos com engenhosidade admirável. O 
site indicado traz interessantes noções sobre a História da Arquitetura e sobre as construções gregas.
Acesse o link disponível em: <http://historiaearquitetura.blogspot.com.br/2012/01/teatro-de-epidauro-
grecia.html>.
44 A engenharia como atividade artesanal e o surgimento das primeiras escolas
Civilizações diferentes deram soluções diver-
sas e criativas para o problema. Os romanos, 
como já vimos, desenvolveram o cimento que 
servia de liga entre as partes e, além disso, ali-
sado, embelezava as áreas externas (Figura 1).
Figura 2 – Pedras em construção INCA
Figura 1 – Parede romana
Os Incas, no século XV, construíram, na América 
do Sul, fortalezas usando imensas pedras encai-
xadas geometricamente de maneira tão perfeita 
que até hoje não se sabe como os cortes das pe-
dras eram feitos com tanta precisão (Figura 2).
45UNIDADE II
A Ciência e a Filosofia
O século XVII marca, na Engenharia, a passagem 
do uso de ferramentas totalmente empíricas 
para os métodos de projeto fundamentados nas 
leis da natureza.
Os primeiros relatos da sistematização do conhe-
cimento humano datam da Grécia Antiga e são 
relacionados à Filosofia idealista de Platão, com-
plementadas por Aristóteles, que atribui à Natureza 
leis que regem seu funcionamento (BUNGE, 2017).
Ao longo do tempo, nas civilizações egípcia, 
grega e romana, os estudos filosóficos implica-
ram as primeiras descobertasda Matemática e 
alguns desenvolvimentos iniciais de leis relativas 
às Ciências da Natureza. Havia, na formulação 
dessas leis, uma forte dose de empirismo e uma 
sistematização ainda incipiente, o que não impedia 
que os artífices, artesãos e operários se aproprias-
sem desse conhecimento e, combinando-os com a 
prática, construíssem as grandes obras já descritas.
46 A engenharia como atividade artesanal e o surgimento das primeiras escolas
Apesar da distância social e das diferenças 
de costumes entre o mundo dos filósofos e dos 
operários da construção, os esgotos, teatros, pa-
lácios, estradas, pontes e engenhos de guerra fo-
ram construídos, baseados no saber científico que 
começava a se concretizar. Na Grécia Clássica, os 
conhecimentos de Matemática de algumas escolas 
filosóficas serviram para desenvolver a Mecânica 
e diminuir o trabalho manual (SCHNAID et al., 
2006). Por exemplo, roldanas (Figura 3) facilita-
ram transporte de materiais em construções e 
navios, enquanto que moinhos (Figura 4) viabi-
lizaram a produção de alimentos. 
Atualmente, o uso de roldanas é geral e aplicável 
às mais diversas atividades que requerem multipli-
cação e controle de forças, como aparelhos utiliza-
dos para condicionamento físico.
No final da Idade Média, a ciência procurou 
buscar explicações para os fenômenos mais pró-
ximos da natureza, afastando-se um pouco do 
mundo das ideias de Platão e comprovando essas 
explicações experimentalmente. A consequência 
disso é que teorias formuladas e comprovadas 
permitiram o aparecimento da engenharia, com 
projetos fundamentados em cálculos, baseados 
nos princípios enunciados pela ciência. Esses 
princípios descrevem os fenômenos e predizem 
comportamentos de sistemas que permitem as 
prescrições, isto é, escolhas de parâmetros e gran-
dezas físicas que levam a resultados esperados.
Figura 3 – Exemplo do uso de roldanas
47UNIDADE II
Um exemplo de projeto:
Vamos considerar os seguintes pressupostos originários da Física 
a respeito da energia potencial gravitacional.
A energia potencial gravitacional associada a um corpo de massa 
m, elevado a uma altura h é dada por:
Epg= mgh.
Nessa expressão, m é a massa da caixa em quilogramas (kg), g é a 
aceleração da gravidade em metro por segundo (m/s2) e h é a altura 
em relação ao solo, em metros (m). Com essas unidades, a energia 
potencial gravitacional é dada em Joules (J).
• Quando se trata de estudar processos de transformação de 
energia, usa-se o conceito de potência, medida em watts (W) 
e definida como energia por unidade de tempo.
• A densidade de um corpo é sua massa por unidade de volume.
• A vazão de um curso d’água é dada pelo volume por unidade 
de tempo.
Consideremos, agora, o seguinte problema de engenharia:
• Na idade do “homem agrícola avançado”, considere uma po-
pulação de 1.000 pessoas;
• Suponha que a energia a ser fornecida para essas pessoas seja 
proveniente de uma queda d’água com vazão 2 m3/s;
• Sabendo-se que a densi-
dade da água é de 1kg/L 
(1000 kg/ m3).
Qual a altura mínima necessária 
para a queda d’água?
Figura 4 - Moinho de Vento
Exemplo de funcionamento 
de roldana
48 A engenharia como atividade artesanal e o surgimento das primeiras escolas
Estágios de desenvolvimento e consumo de energia
Alimentação
Homem
tecnológico230
77
20
12
6
2
Homem
industrial
Homem
agrícola
avançado
Homem
agrícola
primitivo
Homem
caçador
En
er
gi
a 
to
ta
l c
on
su
m
id
a 
pe
r 
ca
pi
ta
 (m
il 
kc
al
/d
ia
)
Homem
primitivo
Consumo diário per capita (mil kcal)
0 50 100 150 200
Moradia e
comércio
Indústria e
agricultura
Transporte
Figura 5 – Desenvolvimento e consumo de energia
Fonte: Goldemberg (1998).
• O primeiro passo a ser dado no projeto é determinar “qual é 
a necessidade”. Neste caso, qual é a potência necessária para 
fornecer a energia necessária à população.
Como se trata do “homem agrícola avançado”, consultando a Figura 
5 verificamos que o consumo individual de energia é 20.000 kcal/
dia e, como são 1.000 pessoas, chegamos a um consumo mínimo 
necessário de 20.000.000 kcal/dia.
O valor obtido precisa ser convertido para unidades do Sistema 
Internacional (SI), isto é, kcal deve ser convertido em joule (J) e 
dia em segundo (s).
Se 1 kcal = 1.000 cal, então 20.000.000 kcal = 20.000.000.000 
cal. Sabemos que 1 cal = 4 J. Dessa forma, 20.000.000.000 cal = 
80.000.000.000 J.
Um dia possui 24h e 1h 3.600 s. Sendo assim, 1 dia = 24h*3.600s 
= 86.400s.
Logo, a potência mínima necessária para atender à população 
de 1.000 pessoas será de:
P = 80.000.000.000/86.400 = 925.925,925 W
Ou P = 926 kW.
• O segundo passo é verificar se a “necessidade pode ser aten-
dida”, isto é, se a potência disponível na queda d’água pode 
atingir 926 kW.
49UNIDADE II
Agora é a hora de usar a Física, isto é, calcular a 
potência P como energia potencial gravitacional 
por unidade de tempo:
P = Epg / ∆t.
Se Epg = m*g*h, então:
P = mgh / ∆t.
Sabendo que densidade (d) = massa (m) / vo-
lume (V) e que vazão (Q) = volume (V) / variação 
de tempo (∆t), então temos que:
P = dQgh.
Agora, temos que P deve ser maior que 926 
kW. Substituindo esse fato e os dados numéricos 
fornecidos pelo problema, temos:
dQgh > 926 kW
1.000*2*10*h > 926 kW
h > 926.000 / 20.000
h > 46,3 m.
Imagine o homem caçador, isto é, alguém cujo 
consumo de energia era equivalente a 6 000 kcal 
por dia. A potência, em watts (W), relativa a esse 
consumo de energia é dada por:
(6 000). (4 000)/ (24 . 3 600) = 278 W, isto é, esse 
consumo é equivalente ao consumo de 3 lâmpa-
das de 100W acesas.
Tenha sua dose extra de 
conhecimento assistindo ao 
vídeo. Para acessar, use seu 
leitor de QR Code.
Uma das principais fontes de energia é a prove-
niente das quedas d’água. No Brasil, é a fonte 
mais significativa para a composição da matriz 
energética. O site indicado traz dados técnicos 
relevantes sobre as usinas hidrelétricas.
Acesse o link disponível em: <http://masterenergia.
com.br/index.php/informacoes-tecnicas/78-como-
medir-a-energia-hidraulica-e-hidreletrica>.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/651
Nos séculos XVII e XVIII, os reinados e as nações 
hegemônicas criaram escolas para o estudo siste-
mático de técnicas de construção, voltadas para 
o uso militar. As academias militares são as pre-
cursoras das escolas de Engenharia.
Conforme consta em Piqueira (2014, on-line):
 “
A atividade da engenharia era vista como 
intelectualmente menor, própria dos artífices 
e artesãos, que passavam seu conhecimento 
sem preocupação com sistematização ou me-
todologia. Pertencia ao mundo dos trabalha-
dores braçais, e os intelectuais preocupavam-
-se com questões filosóficas e metafísicas.
Os exércitos, entretanto, perceberam a im-
portância da engenharia para as batalhas, e a 
arte de construir passou a ser sistematizada, 
com seu ensino incorporado ao treinamen-
As Academias Militares e 
Escolas Navais como 
Precursoras das Escolas 
de Engenharia
51UNIDADE II
to de oficiais de maior patente.
As escolas de navegação foram decisivas para 
os descobrimentos, nos séculos XV e XVI. O 
domínio das técnicas de construção naval 
e da prática de conduzir navios tornou-se 
essencial para as nações que procuravam 
expandir suas fronteiras e buscar riquezas.
Essa era a engenharia até o final do século 
XVII: técnicas de construção de pontes, du-
tos, armas e navios, reproduzindo os traços 
empíricos herdados das gerações anteriores, 
restritas ao âmbito militar.
Nessa época, as Leis de Newton, que haviam 
sido propostas no início do século 18, deixa-
ram de ser vistas como filosofia da natureza, 
sendo incorporadas aos trabalhos de enge-
nharia, que ganharam contornos de projetos, 
com as construções sendo pensadas com 
abordagem baseada nos saberes científicos.
Em Portugal, uma das nações hegemônicas da 
época, existia a chamada “Aula de Fortificação e 
Arquitetura Militar”, escola de engenharia militar, 
criada no século XVII e transformada, no século 
XVIII, na “Academia Militarda Corte”. Em Ma-
drid, a Academia de Matemáticas y Arquitectura 
foi criada como sucessora da “Escola de Moços 
Fidalgos do Paço da Ribeira”.
A Guerra da Restauração da Independência 
Portuguesa (1640-1668) gerou a necessidade da 
criação de uma Academia de Arquitetura Militar, 
fundada em 1647, por decreto de João IV de Por-
tugal. Essa academia era localizada em Lisboa e 
nela eram lecionadas Matemática e Fortificação, 
sendo considerada uma das precursoras do ensino 
superior militar e do ensino da engenharia no país.
No Brasil, as seguintes instituições foram 
formadas:
• Em Salvador, na capitania da Bahia, a Es-
cola de Artilharia e Arquitetura Militar 
(1696);
• Na cidade do Rio de Janeiro, a Aula das 
Fortificações e Arquitetura (1698).
Em Portugal, no ano de 1701, foi criada, também, 
uma Escola, na cidade de Viana do Castelo, que 
teve uma ação expressiva nas cidades fortifica-
das do Norte do país. Em 1707, essa Escola foi 
transformada na Academia Militar da Corte, 
encerrada em 1779. Em 1790, a Academia Real 
de Fortificação, Artilharia e Desenho passa a 
exercer importante papel no desenvolvimento 
da arquitetura e construção naval.
Nesse contexto nasceu a primeira escola bra-
sileira considerada de nível superior: a Escola 
Naval. No início do século 19, Dom João VI, 
ao transferir a corte portuguesa para o Brasil, 
trouxe a Escola Naval de Portugal, que aqui se 
estabeleceu formando oficiais de alto nível até 
os dias de hoje.
A Engenharia brasileira tem, na sua origem, for-
tes laços com as instituições militares. O trabalho 
constante do site a seguir é uma ótima referên-
cia para entender como essa relação se deu.
Acesse o link disponível em: <http://www.
cporpa.eb.mil.br/images/2016/int/hist_mil/UDIV/
Apostila_Historia_Militar_Brasileira_Cap_6.pdf>.
O progresso tecnológico experimentado a partir 
do século XVIII origina-se na adoção do método 
científico proposto por Galileu e resumido na 
frase: “A natureza é como um livro que se lê com 
caracteres matemáticos” (Galileu Galilei).
Conforme pudemos observar neste histórico da En-
genharia, da Antiguidade até o início do século XVII, 
a atividade de construir e modificar o meio que nos 
cerca, buscando o conforto e a melhoria da qualida-
de de vida da espécie humana seguiu, sempre, uma 
perspectiva naturalista guiada por um fio condutor 
racionalista na interpretação dos fenômenos naturais.
Essa perspectiva filosófica deixa claro que a 
Engenharia seguiu, sempre, os passos da razão, 
descoberta na Grécia antiga, trazendo à tona os 
princípios da ciência e da metafísica. Observando 
racionalmente a natureza, o ser humano foi capaz 
de construir verdadeiras maravilhas, roteiro que se 
interrompeu na Idade Média, período em que a ra-
zão se submeteu à religião. Tal submissão tornou o 
conhecimento uma propriedade de uma instituição, 
que dele se serviu para progredir e dominar, dei-
xando que o restante se submetesse à degradação.
O Positivismo
53UNIDADE II
O novo despertar da razão e a revolução científica 
ocorreram com o Iluminismo, entre os séculos XVII 
e XIX. A revolução científica se dá pelo embate entre 
racionalistas e empiristas. O empirismo é represen-
tado por Bacon (1561-1626), Locke (1632-1704) e 
Hume (1711-1776), que acreditavam que a única 
fonte de conhecimento é a experiência (Figura 6).Figura 6 - Bacon, Locke e Hume (empiristas)
Figura 7 - Descartes e Leibniz (racionalistas)
Descartes Leibniz
Figura 8 - Galileu Galilei
Galileu
RACIONALISTAS
EMPIRISTAS
MÉTODO 
CIENTÍFICO
Descartes (1596-1650) e Leibniz (1646-1716) re-
presentavam o racionalismo e propunham que o 
conhecimento se caracterizava por ideias inatas, 
e a metodologia a ser aplicada deveria ser sempre 
o questionamento metódico e crítico das fontes 
de conhecimento (Figura 7).
Apesar do embate metodológico, empirismo-ra-
cionalismo, os resultados são tentativas de traçar 
modelos para a natureza.
Deve-se a Galileu (1564-1642) (Figura 8) a combi-
nação das duas metodologias, resumidas, a seguir, 
como “método científico”.
Locke Hume
Bacon
54 A engenharia como atividade artesanal e o surgimento das primeiras escolas
O conceito de mente estruturadora, com refe-
rências objetivas, passou a ser um importante pa-
radigma filosófico que, combinado com o avanço 
científico da época, levou a perspectivas de refor-
mulação social e progresso expressas por Augusto 
Comte (1798-1857) em seu positivismo (Figura 10).
Comte acreditava na reforma da sociedade 
pela reformulação das mentes e pela revolução 
científica. Teríamos uma revolução pacífica, li-
derada por especialistas educados pelo método 
científico.
Os positivistas propõem que a teoria seja for-
temente baseada na prática com a matematiza-
ção das experiências, sem problematizar qualquer 
questão a respeito do conhecimento.
Esse foi o mote para a criação de um grande 
número de escolas de engenharia em todo mundo, 
entre 1700 e 1900, com a crença de que o apren-
dizado matemático, suportado por leis e regras 
vindas da experimentação, criaria uma sociedade 
mais livre e independente, vivendo com conforto.
Figura 10 - Augusto Comte
Comte
Figura 9 - Immanuel Kant e Crítica da Razão Pura
Kant
Passos do método científico (segundo Galileu):
• Conceber uma ideia (razão);
• Montar uma experiência (empirismo) e 
traduzi-la em caracteres matemáticos (ra-
zão e empirismo);
• Observar os resultados (empirismo) e 
compará-los com as hipóteses (razão e 
empirismo);
• Formular leis (empirismo e razão).
Nesse contexto, a ciência passou por um progresso 
tão grande que trouxe à baila importantes ques-
tões filosóficas, que aparecem no trabalho de Kant 
(1724-1804), em sua obra seminal Crítica da Ra-
zão Pura (Figura 9).
O ponto central da contribuição de Kant é 
a separação estabelecida entre o conhecimento 
e a metafísica, retomando o conceito de sujeito, 
estabelecido por Descartes e a possibilidade de 
estabelecer um sujeito associado a um conheci-
mento objetivo.
55UNIDADE II
Embora, no âmbito militar, já houvesse educação 
em engenharia para oficiais graduados, a possi-
bilidade da ampliação de sua metodologia para 
aplicações do cotidiano, no contexto aqui descrito, 
levou à criação de Escolas de Engenharia para a 
população civil, voltada para as elites sociais a 
serem convertidas em lideranças das reformas.
Vários cientistas franceses, tais como Poisson, 
Navier, Coriolis, Poncelet e Monge, contribuíram 
para a definição de uma abordagem tecnológica, 
com fundamento científico, resultando na fun-
dação, em Paris, em 1794, da École Polytechnique 
(Escola Politécnica), que tinha como finalidade 
formar lideranças para o novo modelo social a 
ser implantado.
Entretanto, em 1747, havia sido criada, tam-
bém na França, aquela que é considerada a pri-
meira Escola de Engenharia do mundo, a École 
des Ponts et Chaussées (Escola de Engenharia 
Civil) que se diferenciava da École Polytechnique 
por formar especialistas em problemas de Enge-
nharia, independentemente de modelos sociais.
Era o Positivismo transformando os enge-
nheiros de operários e artífices da construção em 
protagonistas das mudanças sociais do mundo 
moderno.
O Positivismo teve forte influência na Engenharia 
do século XVIII, levando a Ciência para a práxis 
tecnológica. Para conhecer uma interessante 
visão do assunto, acesse o link: <http://vivianes.
blogspot.com/2011/04/discussao-sobre-
abordagem-positivista.html>.
O método científico de Galileu e a postura de 
busca da verdade na natureza são os principais 
responsáveis pelo progresso da Engenharia. O 
positivismo incentivou o ensino da técnica, aliada 
à ciência, desenvolvendo o ensino da Engenharia 
em todo mundo, no século XIX.
O desenvolvimento da ciência e da tecnologia, 
nesse período, em áreas como extração de miné-
rios, siderurgia e metalurgia, além das construções 
de pontes e canais, foi notável, trazendo como 
consequência a necessidade do amplo domínio 
dessas áreas.
Essa necessidade foi responsável pela criação 
das três primeirasescolas de Engenharia fora do 
âmbito militar:
• École des Ponts et Chaussées, fundada em 
1747, na França, de caráter prático e vol-
tada para as construções;
O Positivismo e as 
Escolas Politécnicas
57UNIDADE II
• École Polytechnique, fundada em 1794, 
na França, de caráter mais teórico e des-
tinada à formação de pesquisadores em 
Engenharia;
• École de Mines, fundada em 1783, na Fran-
ça, de caráter prático e destinada à explo-
ração de recursos minerais.
É a Engenharia, vista agora como profissão dig-
na de respeito intelectual e aliada ao Positivis-
mo, que levou à disseminação das chamadas 
Escolas Politécnicas, na Europa e na América 
do Norte.
São exemplos disso as Escolas Politécnicas de 
Praga (1806), Viena (1815), Kerlsruche (1825), 
Munique (1827). Entre as escolas europeias, a de 
maior importância foi a de Zurique (1854). Nos 
Estados Unidos, os principais exemplos são o Car-
negie Institute of Technology (1905), o Califórnia 
Institute of Technology (1919) e o MIT - Massa-
chusetts Institute of Technology (1865).
De uma maneira geral, eram institutos eliti-
zados e voltados para as bases do positivismo: 
formar os dirigentes da nova sociedade. Conside-
rando o panorama brasileiro, pode-se afirmar que 
a primeira Escola de Engenharia não-militar foi a 
Escola de Minas de Ouro Preto, em 1876, no mes-
mo padrão da École de Mines de Paris, atendendo 
os interesses da Monarquia e voltada à exploração 
das riquezas minerais de nosso território.
No Rio de Janeiro, instalou-se, em 1858, a Es-
cola Central, de origem militar (Academia Real 
Militar), destinada exclusivamente à formação de 
engenheiros militares e de um pequeno número 
de civis, ligados à elite monarquista.
Em São Paulo, os últimos anos do século XIX 
assistiam ao grande crescimento econômico, ori-
ginário da cultura do café. Os jovens das famílias 
cafeeiras iam para a Europa realizar seus estudos.
Entre esses jovens abastados estava Antônio 
Francisco de Paula Souza (1843-1917) (Figura 11) 
que estudou Engenharia na Alemanha e na Suíça. 
De volta ao Brasil, com espírito liberal e republi-
cano, aboliu a escravatura em suas propriedades 
antes da Lei Áurea e, contagiado pelo Positivismo, 
sonhou a criação de uma escola de Engenharia 
que promovesse o progresso tecnológico e eco-
nômico da população brasileira.
Figura 11 - Antônio Francisco de Paula Souza
Fonte: Instituto de Pesquisas Tecnológicas ([2017], on-line)1.
Figura 12 - Teodoro Sampaio
Fonte: Engenheiro de Vida (2014, on-line)2.
58 A engenharia como atividade artesanal e o surgimento das primeiras escolas
Aliado a Teodoro Sampaio (Figura 12), apresen-
tou seu projeto de Escola à Assembleia Legislativa 
do Estado de São Paulo, sendo diariamente com-
batido por Euclydes de Cunha que, em artigos 
publicados em importante jornal paulista, quali-
ficava o projeto de mirabolante e desnecessário.
Como consequência, o projeto de Paula Souza 
e Teodoro Sampaio foi reprovado em sua primeira 
proposição. Depois de dois anos de trabalho e 
negociações, a Assembleia Legislativa de São Pau-
lo regulamentou, em setembro de 1893, a Escola 
Politécnica de São Paulo.
Outro grupo positivista brasileiro importante 
surgiu no Rio Grande do Sul e fundou a Escola 
de Engenharia de Porto Alegre, em 1896. Essa 
escola forneceu parte significativa dos quadros 
técnicos das secretarias e agências do estado nas 
décadas seguintes, notadamente da Secretaria dos 
Negócios e de Obras Públicas.
Duas outras Escolas Politécnicas foram cria-
das no Brasil dentro do movimento positivista: 
Bahia (1897) e Pernambuco (1912). As Escolas 
Politécnicas, a Escola Central do Rio de Janeiro e 
a Escola de Minas são responsáveis por muito do 
progresso experimentado pelo Brasil no século 
XX, servindo de modelo e de suporte para outras 
excelentes escolas hoje existentes.
Nesta unidade, apresentamos como a Enge-
nharia passou a adotar os conhecimentos cien-
tíficos em suas atividades de natureza tecnoló-
gica, dando início às atividades de formação dos 
primeiros Engenheiros, inicialmente no âmbito 
militar e, posteriormente, no civil.
Um resumo histórico do aparecimento das 
primeiras escolas de Engenharia no Brasil e 
no mundo mostrou a atividade do Engenheiro 
como elemento transformador da natureza, em 
benefício da sociedade.
Para saber mais sobre Engenharia e Positivismo no Brasil, leia Positivistas e republicanos: os professores 
da Escola de Engenharia de Porto Alegre entre a atividade política e a administração pública (1896-
1930) de Flávio Heinz, disponível em: <http://observatory-elites.org/wp-content/uploads/2011/11/
Heinz-Positivistas-e-republicanos.pdf>.
59
1. As pirâmides do Egito foram construídas por:
a) Escravos dos faraós.
b) Extraterrestres.
c) Sacerdotes.
d) Trabalhadores assalariados.
e) Escravos estrangeiros.
2. Os teatros gregos servem de modelo para:
a) Projetos de residência.
b) Projetos de estádios.
c) Projetos de salas de estudo.
d) Projetos de tribunais de júri.
e) Projetos de áreas de recreação.
3. Na Grécia e Roma Antigas, a concepção das construções era feita por:
a) Senadores.
b) Imperadores.
c) Engenheiros.
d) Pintores.
e) Arquitetos.
4. Os dispositivos mecânicos desenvolvidos na Antiguidade, fundamentados na 
geometria, foram:
a) Roldanas e catapultas.
b) Roldanas e balões aferidos.
c) Guindastes e catapultas.
d) Carregadores e roldanas.
e) Moinhos e válvulas hidráulicas.
Você pode utilizar seu diário de bordo para a resolução.
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5. (MACKENZIE) - Sendo de 180 m3 por minuto a vazão de uma cascata e tendo a 
água a velocidade de 4 m/s, qual a potência hidráulica desenvolvida por essa 
cascata?
6. Nos séculos XVI e XVII, o progresso da Engenharia é, majoritariamente, devido:
a) À construção de estradas entre reinos.
b) Às grandes navegações.
c) À independência das nações americanas.
d) Ao comércio de especiarias entre a Europa e a América.
e) À construção de redes de esgotos.
7. A primeira escola militar brasileira foi estabelecida em:
a) Pernambuco.
b) São Paulo.
c) Bahia.
d) Rio de Janeiro.
e) Rio Grande do Sul.
8. Para o empirismo, a única fonte legítima de conhecimento é:
a) O cérebro humano.
b) Qualquer rede de neurônios.
c) O universo dos números.
d) A experiência.
e) O raciocínio lógico.
9. São representantes da filosofia empirista:
a) Locke, Hume e Bacon.
b) Locke, Descartes e Bacon.
c) Descartes, Hume e Bacon.
d) Locke, Hume e Kant.
e) Kant, Descartes e Galileu.
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10. A filosofia racionalista diz que a única fonte legítima de conhecimento é:
a) A experiência.
b) O raciocínio.
c) As leis religiosas pré-estabelecidas.
d) Os escritores consagrados.
e) O trabalho braçal.
11. Os principais filósofos representantes do Racionalismo foram:
a) Leibniz e Cauchy.
b) Einstein e Descartes.
c) Galileu e Leibniz.
d) Eistein e Bohr.
e) Leibniz e Descartes.
12. O método científico de Galileu é:
a) Empirista.
b) Racionalista.
c) Religioso.
d) Uma combinação de Empirismo com Racionalismo.
e) Baseado nas Sagradas Escrituras.
13. As primeiras escolas de engenharia não-militares foram criadas na:
a) Inglaterra.
b) França.
c) Noruega.
d) Suíça.
e) Holanda.
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14. O grande progresso da Engenharia no século XIX se deve:
a) Ao ensino de filosofia.
b) Ao ensino de literatura.
c) Ao ensino aliando teoria e prática.
d) Ao trabalho de campo.
e) À disciplina nas escolas militares.
15. A Escola de Engenharia de Ouro Preto foi criada para desenvolver:
a) Os transportes.
b) A construção de moradias.
c) A geração de energia.
d) A exploração de recursos minerais.
e) A agricultura.
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Ensino de Engenharia: do positivismo à construção de mudanças para o 
século XXI
Autor: Fernando Schnaid, Milton Antônio Zaro, Maria Izabel Timm
Editora: UFRGS-Editora
Sinopse: o livro é uma coletânea de artigos organizados pelo núcleo de ensino 
de Engenharia da UFRGS. Seu conteúdo é dividido em dois grandes blocos: 
Parte I – A formação de engenheiro: desafios históricos culturais e filosóficos;