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Tópicos Especiais 
em Engenharia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Ms. Marcio Nunes
Revisão Textual:
Profa. Esp. Kelciane da Rocha Campos
O engenheiro e a pesquisa científica
• Contextualização
• Introdução
• O computador
• Mais um caso de sucesso
 · Abordar a pesquisa na engenharia e como ela pode influenciar 
a conduta do engenheiro. A engenharia é uma ciência e como 
toda ciência necessita ser alimentada constantemente de novas 
informações e novas descobertas. A evolução é constante, pois 
uma descoberta pode desencadear a descoberta de novas outras. A 
pesquisa científica, portanto, está presente no desenvolvimento de 
novas ideias, processos e produtos. Sem ela, a engenharia ficaria 
estagnada no tempo. 
 · De uma forma geral, o engenheiro participa de uma maneira ou de 
outra desse processo de avanço tecnológico e científico, ao aplicar 
novos conceitos que vão surgindo. Não há a necessidade de o 
engenheiro se tornar um cientista e ir trabalhar em um centro de 
pesquisa. Não é esse o objetivo desta matéria. A lição que deve ser 
absorvida refere-se apenas e tão somente ao desenvolvimento da 
capacidade de olhar para o futuro com olhos de engenharia. Ou 
seja, ao se informar de uma nova ideia, um novo material ou um 
novo processo, o engenheiro deve fazer exercícios mentais de como 
aquilo poderia ser implementado. Esse é o objetivo deste tópico.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Nesta Unidade, vamos aprender um pouco mais sobre um importante tema: 
“O Engenheiro e a Pesquisa Científica”.
Então, procure ler com atenção o conteúdo disponibilizado e o material 
complementar. Não esqueça! A leitura é um momento oportuno para 
registrar suas dúvidas; por isso, não deixe de registrá-las e transmiti-las ao 
professor-tutor.
Além disso, para que a sua aprendizagem ocorra num ambiente mais 
interativo possível, na pasta de atividades, você também encontrará as 
atividades de Avaliação, uma Atividade Reflexiva e a Videoaula. Cada material 
disponibilizado é mais um elemento para seu aprendizado; por favor, estude 
todos com atenção.
ORIENTAÇÕES
O engenheiro e a pesquisa científi ca
UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
Contextualização
Como você se imagina sendo um(a) engenheiro(a) formado(a) e trabalhando no 
mercado de trabalho nacional? Será que você terá a ideia de que terá uma mesa em 
um escritório e que ficará diante de um computador respondendo e-mails durante 
todo o tempo? É possível que isso lhe possa acontecer, mas depende de você. Se 
quiser se tornar um(a) profissional dedicado(a) e assim agradar a chefia, terá toda a 
oportunidade do mundo. Porém, é melhor pensar direito... A economia nacional 
costuma oscilar fortemente e isso poderá lhe custar o emprego. Tornar-se apenas 
mais uma peça nesse jogo nem sempre é a melhor opção. Mas se você procurar 
olhar para o futuro, poderá ser mais bem sucedido(a).
A engenharia não é uma profissão limitada. Ao contrário, ela permite alcançar 
coisas inimagináveis. Ela é tão versátil que, caso não se tenha a solução para um 
determinado problema com base no conhecimento existente, essa solução poderá 
ser buscada por meio da pesquisa científica.
E nos dias atuais essa pesquisa poderá começar a partir de nosso computador, 
buscando na internet.
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Introdução
Nas unidades anteriores, falamos sobre o que é a engenharia e o que ela pretende. 
Você teve uma boa noção do que é ser engenheiro e mergulhou no passado para 
notar como a engenharia evoluiu até nossos dias. Também vimos como o engenheiro 
aborda os problemas à sua volta por meio da observação. E finalmente analisamos as 
dificuldades encontradas na execução de um grande projeto.
Neste tópico, vamos abordar a interação entre o trabalho do engenheiro e a 
pesquisa científica. Trata-se de fazer uma análise de como o engenheiro poderá 
estar presente no desenvolvimento técnico e científico de uma nação. 
Mesmo se tratando de um país com poucos recursos financeiros, o Brasil 
necessita de pesquisadores científicos com formação em engenharia, pois há 
problemas tecnológicos que somente a pesquisa poderá resolver. Como exemplo, 
podemos citar a pesquisa meteorológica, uma área de conhecimento em que o 
engenheiro poderá se desenvolver criando programas computacionais de simulação 
meteorológica, cuja finalidade é a previsão do tempo, por exemplo. Esse campo 
científico permite muita pesquisa e criatividade.
Evidentemente, não é somente na área meteorológica que se encontra a 
pesquisa. Praticamente todos os setores da engenharia necessitam de pesquisa. Na 
engenharia mecânica e de materiais, por exemplo, os novos plásticos de engenharia, 
desenvolvidos recentemente, estão presentes até em aviões, como é o caso já citado 
do Boing 787, cuja estrutura foi totalmente construída com esse material.
O computador
Um caso de imenso sucesso da pesquisa científica e que culminou em um dos 
mais importantes elementos da nossa vida cotidiana foi o advento do computador. 
Hoje não conseguimos conceber a ideia de um mundo sem essa terrível máquina 
automática. Vale a pena voltarmos no tempo e verificar como essa máquina surgiu. 
A computação é um dos campos científicos mais promissores para a pesquisa, 
pois permite que pesquisadores possam desenvolver ideias de forma bastante 
econômica, até mesmo de dentro de suas próprias casas. Vale e pena acompanhar 
a evolução da computação descrita aqui.
Uma vez um repórter perguntou ao renomado pintor espanhol Pablo Picasso, 
em meados dos anos 60, qual seria o futuro do computador. Ele respondeu: 
“Computadores são inúteis. Eles não têm futuro, pois se tratam de máquinas de 
calcular imensas e desajeitadas”. Esse era o conceito que o computador passava 
à sociedade na época. Evidentemente, ele se baseou naquilo que conhecia. A 
pesquisa científica mudou tudo, transformando aquilo que era realmente grande e 
desajeitado em algo extremamente útil e pequeno.
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
Hoje sabemos que o computador deixou de ser apenas uma máquina de calcular. Mas, 
quando houve essa ruptura? Podemos dizer que a mudança de um simples elemento 
calculador para a multimídia ocorreu recentemente, no início da década de 1980. Até 
então, computadores eram máquinas eletrônicas que apenas faziam cálculos.
A grande revolução começou em 1947, quando três cientistas da empresa norte-
americana Bell Telephone descobriram o transistor, que foi apresentado ao mundo 
em dezembro de 1948. Os três receberam o prêmio Nobel de 1956 por isso. Foi 
uma descoberta casual, pois eles estavam pesquisando uma ideia que surgiu em 
1925, mas que acabou redundando em uma das maiores invenções até então.
A invenção do transistor causou uma revolução em praticamente todos os 
setores da vida cotidiana do ser humano. Trata-se de um elemento de pequeno 
porte que possuía a capacidade de amplificar um sinal eletrônico, assim como 
também de chaveá-lo. Sua primeira utilização foi substituir as válvulas termiônicas 
utilizadas em todos os aparelhos eletrônicos até então. Com isso, houve duas 
modificações importantes: redução no consumo de energia e redução do tamanho 
desses aparelhos. Além disso, os aparelhos ficavam mais frios (pois as válvulas 
geravam muito calor) e mais baratos (são fabricados com um material abundante – 
silício – que é encontrado na areia). Na esteira desse desenvolvimento, surgiram os 
circuitos integrados do início dos anos 1960, que constituíam na adição de circuitos 
eletrônicos inteiros em uma única pastilha.
Figura 1 – O primeiro transistor, inventado em 1947
Fonte: Wikimedia Commons
Antes do transistor chegar aos computadores, estes últimos eram originalmente 
mecânicos, constituídos de alavancas e engrenagens, ou eletromecânicos, 
construídos com relês. Eram máquinas destinadas unicamente a realizar cálculos. 
Um dos desenvolvimentos mais notáveis desse tipo de computador foi a Máquina 
das Diferenças, idealizada pelo matemático inglês Charles Babbage. Ele participou 
da fundação da Royal AstronomicalSociety em 1820, e foi nessa época que 
adquiriu o interesse em máquinas de calcular, que se tornou uma paixão até o fim 
de sua vida. Em 1821, Babbage inventou uma pequena máquina para compilar 
tabelas matemáticas e chamou-a de Máquina das Diferenças. Ao completá-la, em 
1832, concebeu a ideia de uma máquina melhor e que poderia realizar não apenas 
uma tarefa matemática, mas qualquer tipo de cálculo. Assim nasceu a Máquina 
Analítica ou Máquina das Diferenças no. 2, em 1856, que possuía algumas das 
características dos computadores atuais.
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Figura 2 – A primeira máquina de calcular de Babbage
Fonte: Wikimedia Commons
Na época, não havia engrenagens que oferecessem as tolerâncias dimensionais 
exigidas por Babbage; suas invenções excederam o nível da tecnologia disponível. 
E, embora o trabalho de Babbage tenha sido formalmente reconhecido por 
instituições científicas respeitadas, o governo britânico suspendeu o financiamento 
para o seu projeto em 1832. Embora Babbage tenha dedicado a maior parte de 
seu tempo e de seus recursos na construção de sua máquina analítica, após tê-la 
concebido em 1856, ele nunca conseguiu concluí-la. Aliás, todos os seus projetos 
foram construídos por outras pessoas. A máquina das diferenças foi construída 
por um engenheiro sueco, George Scheutz, em 1854. Com essa máquina foram 
produzidas tabelas matemáticas, astronômicas e financeiras com uma precisão 
sem precedentes, as quais foram utilizadas pelos governos britânico e americano. 
Embora o trabalho de Babbage tenha continuado por seu filho, Henry Prevost 
Babbage, após a sua morte em 1871, a Máquina Analítica nunca foi concluída 
com êxito. Apenas em 1985 o Museu da Ciência em Londres iniciou a construção 
da Máquina Analítica de Babbage a partir de seus desenhos originais, que entrou 
em funcionamento em 1991. Essa máquina possui 4000 partes e pesa mais de 
três toneladas. A impressora acoplada a ela foi completada nove anos depois, em 
2000. Ela também possui 4000 peças e pesa 2,5 toneladas.
Quando Charles Babbage idealizou as máquinas das diferenças, ainda era 
utilizado o sistema numérico decimal. O sistema binário utilizado atualmente nos 
computadores foi introduzido no início dos anos 1900 e implementado algumas 
décadas depois. Nessa época, as engrenagens existentes nas máquinas de calcular 
foram substituídas por relês; assim, atribuía-se o dígito binário “0” para o relé 
desenergizado e “1” para quando estivesse acionado. O primeiro computador 
construído com relês de que se tem notícia foi idealizado pelo engenheiro alemão 
Konrad Zuse, em 1941. Possuía 2.100 relês e utilizava aritmética de ponto 
flutuante, uma novidade no campo dos cálculos até então.
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
A computação dos anos 1900 era muito limitada. Porém, um salto na 
computação foi dado no início da Segunda Guerra mundial. A causadora disso 
foi a máquina de cifrar (ou codificar) mensagens chamada Enigma. Ela havia 
sido concebida para codificar mensagens que seriam transmitidas por telegrafia 
ou impressas. Quando foi criada, nos anos 1920, destinava-se a proteger 
informações comerciais. Posteriormente, ela foi adotada e aperfeiçoada pelo 
governo alemão na década de 1930 para codificar mensagens militares. Durante 
a Segunda Guerra sua importância tornou-se altamente relevante para ambos os 
lados; os submarinos alemães a utilizavam para se comunicarem entre si e com 
suas bases, pois suas missões eram afundar os navios mercantes ou militares que 
estivessem fornecendo ajuda aos aliados. Foram afundados inúmeros navios, a 
ponto de influenciar o destino da guerra. Logo, quebrar o código da Enigma era 
prioridade zero para os aliados.
A máquina Enigma era simples e eficiente. Possuía inicialmente três rotores 
mecânicos, que eram ajustados entre si para formarem as combinações. Possuía 
teclas e lâmpadas, ambas associadas às 26 letras do alfabeto. Ao se pressionar uma 
determinada tecla, a corrente elétrica passava pelos rotores de codificação antes de 
acender a lâmpada; cada vez que se apertava a mesma tecla, uma lâmpada diferente 
acendia. Essa máquina possibilitava trilhões de trilhões de codificações diferentes. 
Seu uso durante a Segunda Guerra causou inúmeras perdas aos aliados; foram 
realizados esforços pesados pelos britânicos e norte-americanos para decodificar 
as mensagens alemãs e assim estabelecer estratégias de defesa. Foi então que um 
matemático britânico, Alan Turing, construiu em 1940, com recursos do governo 
britânico, uma máquina que acabou decodificando a Enigma. Chamada Bombe, a 
máquina de Turing utilizava relês e tambores que simulavam a máquina Enigma. A 
ideia era testar uma determinada quantidade de combinações de letras e verificar 
se o texto decodificado era coerente. A máquina parava de funcionar quando um 
texto coerente era obtido. Com o auxílio de uma máquina Enigma que os britânicos 
possuíam, as mensagens alemãs foram decodificadas. As máquinas Bombe 
conseguiram decifrar uma mensagem em meia hora. Foram construídas cerca de 
300 delas. Logo em seguida, os britânicos construíram o primeiro computador 
eletrônico de que se tem notícia, o Colossus. Projetado pelo engenheiro britânico 
Tommy Flowers, essa máquina era a evolução eletrônica da Bombe e foi projetada 
para quebrar a codificação da máquina Lorenz, utilizada pelo alto comando alemão, 
que possuía até doze rotores de codificação. Foram construídas dez unidades, cada 
uma possuindo 2.500 válvulas termiônicas. Os tambores mecânicos utilizados na 
Bombe foram substituídos por fitas de papel perfurado, que corriam com maior 
velocidade. Uma série de polias transportavam rolos contínuos dessa fita perfurada 
contendo as possíveis soluções para uma determinada mensagem. A Colossus 
reduziu o tempo para quebrar mensagens de semanas para horas. A maioria dos 
historiadores acredita que o uso das máquinas Colossus encurtou significativamente 
a guerra, fornecendo evidências das intenções inimigas. Vários sucessos em batalhas 
da Segunda Guerra foram atribuídos à Colossus. A existência dessa máquina veio 
a público somente na década de 1970.
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Figura 3 – A máquina de codifi car mensagens Enigma
Fonte: Wikimedia Commons
As pesquisas científicas não pararam aí. Durante a Segunda Guerra, os norte-
americanos desenvolveram o primeiro computador comercial, o ENIAC, que entrou 
em produção seriada somente em 1946. Igualmente idealizado para os propósitos da 
guerra, acabou não sendo útil durante o conflito, que havia terminado no ano em que 
ficou pronto. ENIAC significa Electrical Numerical Integrator and Calculator. Possuía 
18.000 válvulas, pesava mais de 30 toneladas e era 1.000 vezes mais rápido do que 
qualquer computador de relês conhecido até então. O calor gerado pelas válvulas era 
tanto, que tinha que ser resfriado intensamente para se manter funcionando.
O interesse pela computação no final da década de 1940 e início da de 1950 estava 
nas universidades. Gerações de vários modelos de computadores surgiram nessa época 
nas universidades norte-americanas e britânicas. E, apesar do computador eletrônico 
se mostrar mais rápido, ainda se construíam computadores eletromecânicos operados 
com relês. Porém, essa realidade mudou quando surgiu o transistor.
Figura 4 – O ENIAC, o primeiro computador eletrônico comercial
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
A partir do lançamento comercial do transistor, em meados da década de 
1950, a indústria começou timidamente a produzir computadores de grande porte 
transistorizados. Nessa época, os programas eram gravados em fitas perfuradas 
ou em fitas magnéticas. O primeiro computador transistorizado foi construído na 
Universidade de Manchester, na Inglaterra, em 1953. Era apenas um protótipo, 
possuía 92 transistores e 500 diodos. Nessa altura, a aritmética decimal já havia 
sido abolida na construção de computadores. Nos Estados Unidos, o MIT – 
Massachussets Institute of Technology construiu o TX-0(“Transistor eXperimental 
- 0”) em 1956, que foi o primeiro computador programável de propósito geral 
construído com transistores. Para fácil substituição, os projetistas colocaram 
cada circuito transistorizado dentro de uma “garrafa”, semelhante a uma válvula 
termiônica. A IBM produziu sua primeira série de main frames (computadores de 
grande porte) transistorizados somente em 1961.
A partir dos anos 1960, a indústria de computadores evoluiu rapidamente. 
Porém, apenas eram fabricados computadores de grande porte, que somente eram 
adquiridos por empresas de grande porte, por serem caros. Sua utilização comercial 
era baseada principalmente no gerenciamento de informações administrativas das 
empresas, tais como folha de pagamento, controle de estoque, gerenciamento 
financeiro, etc. Esses computadores produziam pilhas e pilhas de papéis impressos 
contendo as informações requeridas.
Em meados da década de 1960, as empresas produziram computadores menores, 
chamados de minicomputadores, que tinham capacidade mais limitada que os main 
frames mas eram mais baratos e podiam ser adquiridos por empresas menores. 
Eram também destinados à área comercial dessas empresas. Na época, as principais 
universidades britânicas e norte-americanas desenvolviam seus próprios computadores 
e os utilizavam não somente para pesquisa, mas também para uso comercial. Nota-
se que era uma época em que o interesse e o conhecimento científico no campo da 
computação digital estavam se expandindo rapidamente nesses centros de pesquisa, 
mas a indústria caminhava a passos lentos. Nessa época, tanto as linguagens de 
programação como o próprio hardware dos computadores foram desenvolvidos nas 
universidades. Grandes corporações, como a IBM – International Business Machines e 
a DEC – Digital Equipment Corporation, possuíam seus próprios centros de pesquisa 
e desenvolvimento. Porém, atuavam de forma mais lenta que as universidades. Mas 
essa realidade foi mudando no decorrer do tempo e na década de 1970 finalmente a 
indústria superou a universidade, com o advento do circuito integrado. Os progressos 
eram rápidos e evidentes nessa época.
O computador de bordo utilizado nas naves Apollo foi um exemplo de como as 
universidades estavam desenvolvidas no conhecimento computacional. Projetado 
por cientistas e engenheiros do Laboratório de Instrumentação do MIT, o Apollo 
Guidance Computer (AGC) foi o resultado de anos de trabalho para reduzir o 
tamanho do computador que seria utilizado no espaço pelos astronautas. No 
início de seu desenvolvimento, era do tamanho de sete refrigeradores domésticos 
colocados lado a lado e foi reduzido a uma unidade compacta pesando apenas 
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36 kg e ocupando um volume de menos de 30 litros. O primeiro voo do AGC foi 
realizado na nave Apollo 7. Um ano mais tarde, esse minúsculo computador guiou 
a Apollo 11 para o pouso na superfície lunar. A comunicação entre os astronautas 
e o computador era feita por meio de cartões perfurados e por meio de um teclado 
numérico, gerando códigos de dois dígitos no visor numérico. O AGC foi um dos 
primeiros a utilizar circuitos integrados, e sua memória de 2 kBytes era constituída de 
pequenos núcleos magnéticos só de leitura. Os astronautas conseguiram introduzir 
mais de 10.000 comandos no AGC em cada viagem entre a Terra e a Lua
Figura 5 – O computador AGC utilizado nas naves Apollo da NASA
Fonte: Wikimedia Commons
O System/360 da IBM foi um grande evento na história da computação. Lançado 
em 1964, foi anunciado que se destinava a clientes científicos e de negócios e 
todos os modelos podiam executar o mesmo software, em grande parte, sem 
modificação. Sua capacidade de processamento era quase 50 vezes maior que a da 
maioria dos computadores comerciais existentes e, na época do lançamento, a IBM 
tinha acabado de fazer a transição de transistores discretos para os recém-lançados 
circuitos integrados, e a sua principal fonte de receitas começara a se mover de 
equipamentos de cartão perfurado a sistemas eletrônicos. Foi uma revolução na 
computação, na época. O IBM 360 tornara-se o padrão da computação comercial.
Os cálculos de engenharia até essa época eram realizados pela grande maioria 
dos engenheiros por intermédio de réguas de cálculo, como, por exemplo, aquela 
mostrada na figura 6 a seguir. As primeiras réguas eram feitas de madeira, bambu 
ou alumínio e as últimas eram feitas de material plástico. Dotadas de escalas 
independentes, podiam realizar vários cálculos incluindo o uso de logaritmos, 
funções trigonométricas, potenciação, função inversa, etc. Até meados da 
década de 1970, elas reinaram absolutas nos cálculos de engenharia por serem 
precisas e de baixo custo, fáceis de transportar e não dependiam de energia para 
funcionarem. Elas foram substituídas pelas calculadoras eletrônicas, em meados da 
década de 1970. O uso dessas réguas era relativamente simples, mas exigia um 
melhor conhecimento das funções matemáticas. Por exemplo, para se calcular a 
cotangente de um ângulo, nas calculadoras eletrônicas basta apertar uma tecla; 
na régua, era preciso calcular a tangente desse mesmo ângulo e convertê-la 
matematicamente para a cotangente, utilizando lápis e papel. Além disso, por 
serem analógicas, as réguas de cálculo permitiam que o operador tivesse noção da 
grandeza do cálculo que estava realizando, pois o posicionamento da vírgula era 
determinado pela contagem das casas decimais dos números envolvidos. O uso da 
régua exigia, portanto, mais raciocínio que o uso das calculadoras.
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
Figura 6 – Régua de cálculo utilizada pelos engenheiros
Fonte: Wikimedia Commons
Em meados da década de 1960, os circuitos integrados já estavam no mercado. 
Eles foram os responsáveis pela miniaturização de todos os aparelhos eletrônicos. 
No início, apenas poucos transistores cabiam dentro de um circuito integrado; 
com o passar do tempo, a integração cresceu exponencialmente. Com o advento 
desses circuitos integrados, a computação saiu da área dos cálculos e ingressou em 
praticamente todos os setores da atividade humana: telefonia, cinema, medicina, 
eletrodomésticos, automóveis, etc.
A microcomputação tornou o computador popular e acessível. Um dos primeiros 
microcomputadores de que se tem notícia foi o Kenbak-1, feito para estudantes e 
lançado em 1971, cuja entrada de dados era feita por meio de chaves liga-desliga 
e a saída por intermédio de luzes. Possuía circuitos integrados e sua memória era 
de apenas 256 kBytes. Foram produzidas apenas 40 unidades.
Figura 7 – O microcomputador WANG 2200
Fonte: Wikimedia Commons
Algumas pequenas companhias lançaram computadores comerciais de pequeno 
porte. Uma dela foi a norte-americana Wang, fabricante bem sucedida de 
calculadoras eletrônicas e fundada em 1956, que lançou em 1973 o Wang 2200, 
um microcomputador avançado que utilizava um tubo de raios catódicos (tubo de 
imagem), armazenamento de dados e programas em fita cassete e a linguagem de 
programação BASIC. A chegada do PC acabou com o sucesso da Wang, que faliu 
em 1992.
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O Personal Computer, ou simplesmente PC, surgiu no final dos anos 70. O 
primeiro PC bem sucedido foi o APPLE II, criado em uma garagem por Steve 
Wozniak e posteriormente industrializado por Steve Jobs. Era vendido completo, 
contendo a placa mãe, a fonte de alimentação, teclado, manual, joystick e uma 
fita cassete contendo o jogo Breakout. Não havia monitor; em vez disso era um 
aparelho de televisão. Encontrou uma popularidade muito além da comunidade 
estudantil, a qual se tornou a principal comunidade de usuários da Apple até então. 
Quando conectado a um aparelho de televisão em cores, o Apple II produzida 
brilhantes gráficos coloridos para a época. Milhões de Apple II foram vendidos 
entre 1977 e 1993, tornando-se uma das linhas de computadores pessoais de vida 
mais longa. A Apple forneceu gratuitamente milhares de Apple II para escolas, 
oferecendo aos estudantes o seu primeiroacesso a computadores pessoais.
Várias marcas de PC eram disponíveis no mercado quando a IBM lançou o seu 
próprio PC, em 1978. O microcomputador da IBM não era superior aos então 
existentes, mas a marca IBM e um marketing agressivo acabaram prevalecendo. O 
primeiro IBM PC, formalmente conhecido como o IBM Modelo 5150, baseava-se 
no microprocessador Intel 8088 e usava sistema operacional MS-DOS da Microsoft. 
O PC IBM revolucionou a computação empresarial, tornando-se o primeiro PC a 
ser adotado pela indústria. O IBM PC foi amplamente copiado (“clonado”) e levou 
à criação de um vasto “ecossistema” de software, periféricos e outras commodities 
para uso com a plataforma. Permitir sua cópia foi uma estratégia utilizada da 
IBM para difundir a microcomputação, pois seu maior negócio na época eram 
os serviços prestados a utilizadores de main frames e a microinformática não era 
uma das metas estratégicas da empresa. Além disso, a microcomputação era 
desconhecida da maioria das pessoas e o uso da marca IBM caiu bem, por ser uma 
marca conhecida. Na esteira do lançamento do PC, as outras marcas e plataformas 
de PCs desapareceram do mercado, exceto a APPLE.
A computação é uma ciência que ainda não parou em seu desenvolvimento. A 
cada dia, novos aparelhos surgem no mercado, cada um com suas características 
próprias. Tudo sendo fruto de pesquisas e aprimoramento.
Mais um caso de sucesso
A pesquisa científica não tem limites. O conhecimento aumenta a cada dia que 
passa, fruto da investigação e da curiosidade do ser humano. No episódio que você 
vai ler agora notará como a pesquisa pode resolver problemas imediatos, sem 
muito custo.
Este caso se passou com o autor deste texto. No ano de 1995, um grupo de 
técnicos e engenheiros veio até o instituto onde o autor trabalhava, com o intuito 
de resolverem um problema. Tratava-se de um caso de medição de vazão de água 
em um conduto que alimentava as turbinas de uma pequena usina hidrelétrica, 
localizada no interior do Estado do Mato Grosso. Eles precisam medir a vazão de 
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
água no conduto forçado que abastecia as turbinas e assim poderem calcular o 
rendimento atual do conjunto. Eles sabiam medir a pressão, a rotação da máquina 
e a potência elétrica, mas não sabiam medir a vazão. Para efetuar esse serviço, eles 
haviam contratado uma empresa especializada em medições de parâmetros físicos, 
cujo negócio principal era a venda de instrumentos. Essa empresa havia utilizado 
um medidor de vazão ultrassônico, tipo “clamp on”, ou seja, era instalado no lado 
externo do duto, sem ter que furá-lo. O diâmetro da tubulação era de 3,0 metros. 
Quando as medições foram concluídas e os resultados fornecidos, as contas foram 
feitas e chegaram a um rendimento da turbina maior que 100 %. Ou seja, havia 
algo errado, pois não existe rendimento maior que esse limite. Depois de muita 
discussão, a empresa que mediu a vazão desistiu e então aquelas pessoas estavam 
ali para buscarem uma solução para o seu problema. O autor deste texto também 
não tinha uma solução imediata, pois o único instrumento existente que poderia ser 
utilizado (o tubo de Pitot Cole, bastante conhecido e utilizado para essa finalidade) 
não suportaria as altas velocidades da água naquele conduto. Trata-se de uma 
medição intrusiva. Surgiu então a ideia de “inventar” um novo tipo de medidor 
para essa finalidade: um tubo de Pitot tipo S, que deslizaria no interior de um duto 
e assim poderia suportar o arrasto hidrodinâmico. Essa ideia surgiu no calor da 
discussão naquela mesma reunião.
Esse medidor não existia. Teria que ser idealizado, projetado, construído e testado. 
Essa foi a solução proposta àqueles técnicos e engenheiros. Porém, eles aceitaram o 
desafio e acabaram contratando o serviço. Caso não desse certo, seria um fracasso 
para todos. No instituto onde trabalhava, o engenheiro que propôs a solução trabalhava 
com medição de vazão de fluidos e dispunha de um laboratório de pesquisas.
Mas o autor deste texto sabia que poderia ser bem sucedido. Tinha à sua disposição 
um laboratório onde poderia desenvolver e testar a nova invenção. Porém, não havia 
tempo para isso. O cliente tinha um prazo curto para realizar aquelas medições e elas 
teriam que ser feitas tão logo quanto possível. A solução encontrada foi projetar o 
medidor, entregar o projeto ao cliente para sua construção, realizar o serviço e testá-
lo posteriormente. E assim foi feito, com a anuência do cliente.
Figura 8 – Seção transversal da adutora com o medidor instalado
Fonte: Acervo do autor
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Como nunca havia visto nada parecido, o autor deste texto passou a imaginar 
como poderia ser construída a nova invenção. O fluxo de água deveria cruzar 
o duto de aço de 75 mm de diâmetro transversalmente e também passar pelo 
interior de um conjunto de 11 janelas abertas nesse duto. O esquema do medidor 
desenvolvido pode ser visto na Figura 8. No interior dessas janelas deslizaria o 
tubo de Pitot S para efetuar as leituras de pressão diferencial. A maior dificuldade 
encontrada foi imaginar como o fluxo passaria por essas janelas de forma a 
perturbar o menos possível o escoamento para que as leituras com o Pitot fossem 
confiáveis. A ideia foi para o papel e tornou-se um projeto dimensional, que foi 
enviado aos engenheiros. Com o projeto em mãos, o cliente construiu quatro dutos 
janelados e dois tubos de Pitot S em apenas duas semanas. Seriam feitas medições 
em duas unidades de geração de energia da pequena hidrelétrica, em dois condutos 
de diâmetro de 3,0 metros cada. As medições seriam realizadas em dois eixos, um 
vertical e outro horizontal. Daí a necessidade de quatro dutos. Quanto aos tubos de 
Pitot, eles seriam retirados de um conduto e inseridos no outro no intervalo entre 
as medições. Para inserir os tubos de Pitot nos tubos janelados, era preciso parar 
as turbinas e esvaziar os condutos, mas essa era uma manobra que o pessoal da 
usina fazia corriqueiramente.
Os tubos de Pitot S possuem seu coeficiente de descarga (que pode ser entendido 
como sendo uma espécie de “rendimento” do instrumento) em torno de 0,82 
quando operam livremente. Porém, nesse caso, devido ao fato de estar no interior 
de um duto, esse coeficiente foi significativamente alterado e teria que ser levantado 
no laboratório.
Figura 9 – O conjunto de medição de vazão construído
Fonte: Acervo do autor
Na foto da figura 9, é possível notar o duto de 75 mm de diâmetro de parede grossa 
dotado de janelas, por onde a água passaria e onde estaria o sensor de medição. A 
foto da figura 10 mostra o detalhe do tubo de Pitot tipo “S” que deslizava dentro do 
duto. Assim, as medições seriam realizadas e o fluxo forte da água não destruiria o 
sensor. Essa ideia nunca havia sido testada antes. Foi um desafio.
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
Assim que os quatro conjuntos foram instalados nas tubulações, foi marcado o 
dia das medições. O ensaio de medição de vazão de água teria que ser feito fora 
do período de pico de fornecimento de energia; assim, os ensaios foram realizados 
durante a madrugada. Quando a água começou a fluir pelos condutos, todos 
prenderam a respiração, pois esperavam que pudesse ocorrer o rompimento do 
sensor. Felizmente, isso não aconteceu. As medições então puderam ser iniciadas.
Figura 10 – O tubo de Pitot S posicionado em uma das janelas do duto
Fonte: Acervo do autor
O pessoal da usina ali presente desejava conhecer o mais breve possível os 
valores das vazões medidas. Porém, não seria possível atendê-los antes de retornar 
ao laboratório e levantar o coeficiente de descarga do conjunto duto-Pitot. Ao 
retornar, o conjunto foi instalado em um carro que deslizava sobre um longo tanque 
com água com velocidade conhecida. Em vez de termos o Pitot estacionário e 
a água correndo contra ele, nessa instalação tinha-se a água parada e o Pitot 
correndo dentro dela. O efeito seria o mesmo. Assim procedendo, a curva do 
coeficiente de descargado conjunto foi levantada e finalmente os valores de vazão 
foram fornecidos ao cliente. Os resultados finais de rendimento do conjunto turbina-
gerador foram considerados plenamente satisfatórios pelo cliente.
Nesse episódio, foi possível observar que a engenharia é capaz de oferecer soluções 
para problemas desconhecidos e que não estão nos livros, mas que podem ser 
solucionados pela aplicação sistemática do conhecimento adquirido. Foi e tem sido 
assim desde o início da era científica. A pesquisa faz parte do papel do engenheiro, 
queira ou não queira. Ela acrescenta mais confiança em seu trabalho cotidiano e abre 
caminho para a divulgação pública de suas soluções. Isso é gratificante tanto para o 
pesquisador como para a sociedade. Vale a pena estudar engenharia.
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
Impressora da máquina de Babbage
http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/710950.stm
 Vídeos
Máquina de Babbage em operação
https://www.youtube.com/watch?v=jiRgdaknJCg
Operação da máquina Enigma
https://www.youtube.com/watch?v=VMJeDLv2suw
Demonstração máquina Enigma
https://www.youtube.com/watch?v=VMJeDLv2suw
Máquina Lorenz
https://www.youtube.com/watch?v=KRaDnKzTXdw
Régua de cálculo
https://www.youtube.com/watch?v=ydde25EN4Qk
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UNIDADE O engenheiro e a pesquisa científica
Referências
CHARLES BABBAGE INSTITUTE. Who was Charles Babbage? Disponível em: 
<http://www.cbi.umn.edu/about/babbage.html>. Acesso em: 31 jul. 2016.
COMPUTER HISTORY. Timeline of computer history. Disponível em: <http://www.
computerhistory.org/timeline/1968/#169ebbe2ad45559efbc6eb357204a28c>. 
Acesso em: 31 jul. 2016.
VANDENBURG, W. H., and KHAN, N. (1994) - How Well is Engineering Education 
Incorporating Societal Issues. Journal of Engineering Education 83: 357-61.
WIKIPEDIA. Enigma (máquina). Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/
Enigma_(m%C3%A1quina)>. Acesso em: 31 jul. 2016.
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