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A importância estratégica dos químicos industriais e ambientais – Parte 2

Quimica e Derivados
20 de janeiro de 2017
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    Publicamos nesta edição a segunda e última parte do presente artigo, iniciado na QD-573 (outubro de 2016), que pode ser encontrada em: www.quimica.com.br.

    Texto: Abraham Zakon, Sergio de Jesus Alevato e Dilson Rosalvo dos Santos

    6 – OBJETIVOS DAS ENGENHARIAS E DA QUÍMICA INDUSTRIAL

    As Engenharias tem como objetivos as atividades de conceber, estudar, projetar e otimizar as seguintes entidades genéricas: 1º – engenhos; 2º – fábricas; 3º – espaços ocupados ou ambientes: territórios, bacias hidrográficas, atmosferas e Internet e 4º – veículos e meios para movimentação de entes diversos.

    Nos EUA, o ChemE-MIT (2016) relata que o “Paradigma Ciência da Engenharia” iniciou-se em 1960 no ensino da Engenharia Química e ainda domina os cursos e a maioria dos textos educacionais, tendo como bases de raciocínio: 1º – o conhecimento das moléculas, 2º – a análise de escalas múltiplas e 3º – os sistemas (envolvidos nas substâncias e nas ações transformadoras destas em produtos).

    A Química Industrial estuda, correlaciona e associa os processos químicos industriais de síntese e decomposição de todas as especialidades, com vistas, inclusive, a reciclar rejeitos e descartes.

    Na segunda metade do Século XX, as disciplinas da antiga Física Industrial dos cursos de graduação foram substituídas gradualmente pelas Ciências das Engenharias Químicas envolvendo reatores químicos e equipamentos de operações unitárias, e complementadas por novas disciplinas de Teoria de Controle e Dinâmica de Processos, além da Instrumentação Industrial. Todas as suas disciplinas dependem fortemente da Física e da Matemática, para desenvolver os cálculos de dimensionamento e projetos.

    Os químicos industriais egressos da Escola Nacional de Química da Universidade do Brasil, hoje EQ-UFRJ, atuaram na criação e crescimento da Petrobrás e da Petroquímica, indústrias siderúrgicas, metalíferas não-ferrosas, vidros, cerâmicas, refratários, aglomerantes minerais (gesso, cal e cimentos Portland) fertilizantes, alimentos, fármacos, papel e celulose, etc. Muitos químicos industriais complementaram sua formação nos anos 1950 a 1970 para serem engenheiros químicos e foram excelentes profissionais, sem restrições de conhecimentos de Química ou Matemáticas.

    Antes do crescimento expressivo dos cursos de mestrado e doutorado brasileiros a partir dos anos 1980, a Engenharia Química consagrou-se na Engenharia Química (Industrial ou Clássica) atuante em projeto, operação e manutenção de fábricas ou unidades químicas industriais. E surgiu a Engenharia de Processos Químicos (Computacional ou Avançada), destinada a estudos de viabilidade econômica, otimizar instalações e operações industriais, projetos de sistemas de controle industrial de processos, com forte base de modelagem matemática (Figura 14).

    A graduação de Engenharia Química tendeu desde os anos 1990 a concentrar-se nas Ciências das Engenharias Químicas. As Escolas de Química brasileiras substituíram as gerações de docentes químicos industriais nos cursos de graduação por mestres e doutores oriundos de programas de pós-graduação de Engenharia Química, vários dos quais mudaram, na Escola de Química da UFRJ, o ensino de graduação de Química Industrial, removendo parte de sua base imprescindível em Ciências Naturais, que precisa ser reinserida.

    Figura 14 – Conhecimentos relevantes para as graduações de Engenharia Química e da Química Industrial

    Química e Derivados - A importância estratégica dos químicos industriais e ambientais - Parte 2

    As Ciências das Engenharias Químicas são lecionadas no sistema de créditos e requisitos com um grau acentuado de estanqueidade, que é reforçado pela literatura consagrada de grandes autores que incluíram conceitos gerais e particulares das suas áreas de conhecimento, porém não descreveram a interação entre fenômenos físicos, físico-químicos e químicos, sugerida na Figura 15. Esta é hoje a base de uma terceira vertente que atua em várias universidades: a Engenharia Química Científica.

    7 – AS CIÊNCIAS DAS ENGENHARIAS QUIMICAS

    Os fenômenos (bio)químicos, físico-químicos e físicos podem ser naturais ou induzidos, e viáveis para: (a) um sistema simples (uma massa de substância); (b) no interior de um aparato ou equipamento doméstico, comercial, laboratorial, industrial ou militar; (c) em massas em movimento ou estáticas; (d) em nível macroscópico e microscópico, podendo ser consideradas as escalas indicadas na Figura 15.

    Figura 15 – As Ciências das Engenharias Químicas (adaptado de Zakon, Dweck, Mandarino e Mascarenhas, 1983; Krieger, 1996 e Marquardt et. al., 2000 – citados no Portal Laboratórios Virtuais de Processos Químicos, 2016; Abreu et al. , 2005; Calgary, 2016; Bonapace, 2016)

    Química e Derivados - A importância estratégica dos químicos industriais e ambientais - Parte 2

    Físico-química,Termodinâmica, Fenômenos de Transporte, Cinética Química e Dinâmica de Controle de Processos demandam amplas bases matemáticas lecionadas nos cursos de graduação das profissões da Química para dimensionar e operar equipamentos, e, também, avaliar propriedades e desempenhos de matérias-primas, produtos e descartes durante a criação de processos químicos fabris e despoluidores. Sem usar ensaios com reações químicas, a Engenharia Química Científica torna-se apenas mecanicista. A Ciência dos Materiais envolve a interação entre Química, Física e Físico-Química de sólidos e fluidos. Aplica-se à a carcaça e dispositivos internos dos equipamentos para que suportem reações químicas, temperaturas elevadas e criogênicas, esforços e impactos mecânicos e abrasividade, permitindo o manuseio e estocagem de matérias-primas, produtos e impurezas ou rejeitos/descartes.


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