Vamos lá!

Recentemente eu participei do terceiro BootCamp Healthtech Barretos, realizado pelo Harena Inovação criado pela equipe do Hospital de Amor. Trata-se de um hub que une a medicina, ciência, tecnologia e novas soluções de inovação para melhorar a gestão da saúde pública do Brasil, inclusive já é assunto de um próximo artigo.

E dos diversos temas e conteúdos abordados a palestra do Bruno Leite, me chamou atenção com a Regra do Pescoço. Que funciona assim, se você olhar para o seu lado direito e depois olhar para o seu lado esquerdo e não ver uma pessoa com a cor diferente da sua, gênero diferente, LGBTQIAP+, ou alguma pessoa com necessidades especiais é porque tem alguma coisa errada com a atmosfera do ambiente.

Ou seja, onde não tem essa inclusão social, o ambiente acaba sendo seletivo e de forma indireta, isento de empatia, tornando-se não propicio para receber toda diversidade cultural abrangente da nossa sociedade, por conta do que é imposto, automaticamente não deixando as pessoas de diferentes culturas confortáveis em frequentar aquele lugar.

Você já tinha reparado o quão frequente estamos inseridos nesse sistema?

Como de costume se ao mapear a cadeia atual da sociedade para aplicar o lean six sigma em um projeto DMAIC de melhoria para a sociedade desenvolver ainda mais a empatia. Passo a enxergar a humanidade como a minha empresa (centro), sendo os principais steakholders os serviços que são ocupados por pessoas para ajudar outras pessoas em seu desenvolvimento.

Tornando-se o objetivo a inserção cultural de agregação de valor e empatia nos principais elos que compõem a cadeia da sociedade, pois juntos podemos conquistar os próximos passos.

Os Desafios…

Basicamente os desafios á longo prazo são moldados pensando na humanidade. Veja alguns exemplos: uma empresa bem conceituada com inovação precisa de diversidade cultural, mulheres devem ocupar cargos de liderança seja no agro ou na indústria, escolas precisam de permitir uma educação inclusiva de qualidade, na área da saúde algumas doenças se manifestam de formas diferentes conforme a cor da pele e demais características biológicas, LGBTQIAP+ merecem respeito nos serviços de atendimentos.

Temos que dizer não a exclusão

O Poder da Empatia

O desenvolvimento da empatia é essencial, mas não é logo de cara que você vai saber o que precisa de mudar para sua evolução. As mudanças começam com pequenos domínios, aprendizados e depois vão se estendendo. Além do mais são as pessoas ao redor que vão ensinar, através da vivencia, da conexão com o próximo, por isso nós conseguimos evoluir, através do poder da empatia em conjunto.

Claro que Brené Brown não poderia deixar de ser mencionada, afinal é uma das minhas principais referências para a vida. Desde que fiz a leitura de A Coragem de Ser Imperfeito, minha sensibilidade tornou-se mais minuciosa e presente.

E agora com toda essa sensibilidade adquirida, finalmente vamos para a avenida paulista…

Avenida Paulista

Consequentemente, se você aplicar a regra do pescoço na Avenida Paulista, vai ser algo grandioso! Com muita cultura envolvida, a grandiosidade da vida está em poder se conectar com pessoas culturalmente diversificadas. Mas atenção, seja forte, corajoso e gentil! Pois cada indivíduo vai te ensinar algo novo, diferente, seja na forma de falar, de agir, uma outra perspectiva sobre a vida, proporcionando o desenvolvimento da sua empatia de forma indireta.

Aceite as pessoas como elas são

Percebe o quão empolgante são as pessoas? É preciso aceitar as pessoas como elas são! A empatia da avenida paulista é mais sobre as ruas em si, que trazem essa atmosfera de integração, observe que as pessoas continuam se dividindo em grupos e vão continuar se dividindo em grupos, afinal de contas cada um tem a sua opinião, existem pessoas com uma perspectiva em comum que se unem e no mundo tem espaço pra todos nós.

Acima de Tudo

E acima de tudo, ter empatia não é você mudar os seus princípios e os seus valores é saber convier com as diferenças. É a habilidade de ser um bom ouvinte, compreender as emoções que não são suas e perceber como o que você diz é compreendido pelos demais, é sobre ter gentileza com as pessoas.

O intuito da empatia é propiciar um ambiente onde as pessoas possam se entender e se respeitar. Está na hora de agregar essa visão para uma mudança genuína. Pois conforme a nossa sociedade ganha conhecimento e capacitação, precisamos praticar, senão não temos a evolução do ser humano. Uma dica para melhorar essa soft skill é sempre se perguntar o que está por trás das entrelinhas.

“Quando tiver que escolher entre estar certo ou ser gentil, escolha ser gentil”

Extraordinário

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Mais de um ano se passou e hoje o mercado já está abastecido da matéria-prima, que, para quem não sabe, é uma das matérias-primas base para a fabricação do nosso queridinho: Álcool em gel.

Mas afinal, o que é o carbopol?

O Carbopol é um componente extremamente importante não só na fabricação de álcool em gel, como em formulações de cosméticos, produtos de limpeza e pela indústria farmacêutica, bem como também em formulações automotivas, na verdade é muito comum a utilização do “Carbopol” nessas e também outras formulações.

Ele geralmente é utilizado para a formação de géis pois ele é um polímero (carbômero) que tem essa função como principal. Carbopol é apenas o nome comercial (mais famoso) do produto, porém, o correto é chamá-lo de Carbômero.

Primeiramente o que é para que serve carbopol?

Carbopol, como dito anteriormente, é um polímero de ácido acríloco reticulado (carbômero), de alto peso molecular,  solúvel em água, usado ara a formação de géis. Basicamente, é ele quem faz o papel de transformar o líquido em gel, comumente conhecido como: espessante.

Quando dissolvido em água, ele dispersa totalmente os grumos e é quando entra em contato com o neutralizante de pH (trietalonamina, amp 95 ou ecoamine), que a solução engrossa e adquire a consistência de gel.

Onde usar Carbopol?

A utilização mais conhecida que se tem do carbopol está nas linhas de cosméticos e saneantes, onde ele pode ser usado para espessar: álcool em gel, gel para cabelos, gel pós barba, loções corporais, gel hidratante, gel redutor de gorduras, gel fixador de cabelos, gel dotorzinho, gel para massagens, anti-celulite, shampoos, cloro gel, protetor solar, dentre outros.

Fórmulas automotivas: Gel de silicone para painéis de carro, gel pretinho para pneus, aromatizante em gel automotivo e daí por diante.

Onde comprar Carbopol?

O carbopol é encontrado em distribuidores de produtos químicos, casas de essências e pela internet. O distribuidor mais indicado para a compra de carbopol em pequenos e grandes volumes é a CHB Química, distribuidor especializado na matéria-prima em questão e também na distribuição de contratipo carbopol.

Saiba mais em http://www.chbquimica.com

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Não por acaso, os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas (ODS) trouxeram às empresas e aos governos um amplo conjunto de metas para serem alcançadas até 2030, em um claro apelo de urgência para nos engajarmos para a proteção do planeta.

Para tornar esses desafios factíveis, no entanto, o mundo precisará de inovações e de tecnologias radicalmente disruptivas. Afinal, as abordagens antigas não são suficientes para alcançar uma economia circular e de zero carbono ao longo das últimas décadas.

A boa notícia

É cada vez mais importante que os fabricantes busquem formas reais de transformação de seus modelos para, assim, impulsionar a sustentabilidade em toda a cadeia de inovação de produtos, desde o conceito até suas realidades pós-uso. O futuro da indústria e do desenvolvimento de produtos passa obrigatoriamente por este comprometimento com um sistema realmente sustentável e colaborativo.

Neste cenário, é possível dizer que as tecnologias de simulação 3D e de Gêmeos Virtuais (Virtual Twins, em inglês) podem ser a grande alavanca para criar um ambiente de sustentabilidade e a tal economia circular que almejamos, implementando transformações que a indústria e o design precisam.

Isso porque, basicamente, essas soluções permitem a criação de ambientes de testes mais seguros para o desenvolvimento de produtos e para a implementação de inovações de menor impacto ao meio ambiente.

A boa notícia é que essas soluções já estão disponíveis hoje no mercado e movimentarão cerca de US$ 5,4 bilhões em 2021, de acordo com relatórios do Fórum Econômico Mundial¹. Essa é uma grande oportunidade de inovação, que está ajudando empresas de diversos setores a melhorarem a forma como crescem e operam. Também segundo projeções do Fórum, o mercado de soluções de modelagem virtual, por exemplo, deve crescer a uma taxa de 36% nos próximos cinco anos.

Plataforma de desenvolvimento digital

Com uma plataforma de desenvolvimento digital poderosa, empresas conseguem prever com precisão as propriedades dos materiais que ainda não foram sintetizados ou testados com base em parâmetros do mundo real, simular e executar modelos virtuais usando dados experimentais, em vez de depender de modelos existentes ou equações matemáticas, além de desenvolver processos e sistemas específicos para reduzir impactos ao planeta.

Ao criar um gêmeo virtual de suas linhas de produção, os fabricantes brasileiros podem otimizar o fluxo de trabalho, melhorar o processo de manufatura e identificar potenciais gargalos que eventualmente podem ocorrer durante a produção, antes mesmo de iniciar a produção de um produto.

Do ponto de vista técnico, outro benefício é que o modelo 3D é capaz de reproduzir todas as características e parâmetros do mundo real, o que significa conseguir avaliar e mensurar todas as etapas da vida útil dos materiais, melhorando, assim, a produção, classificação, reciclagem e reutilização de elementos, algo fundamental no mundo atual.

Resultado

Como resultado, as plataformas de colaboração e experiência em três dimensões devem ser vistas como o diferenciador crítico que pode ajudar a indústria brasileira a traduzir seus esforços de sustentabilidade em resultados tangíveis, mensuráveis ​​e eficazes, gerando valor para o País.

A tecnologia pode também reduzir o fluxo de lixo eletrônico e fornecer produtos mais sustentáveis. Para esse desafio, os fabricantes podem contar com uma plataforma integrada para criar e explorar um Virtual Twin quase idêntico ao mundo físico. Uma plataforma que integra todo o ciclo de vida do produto ajudará os fabricantes a aderirem à conformidade regulatória, permitindo escolhas inteligentes de materiais, aumentando a colaboração, a rastreabilidade de materiais e ganhando escalabilidade para aumento de performance.

Vale destacar que, por meio da tecnologia de simulação virtual, o Brasil conseguirá projetar dispositivos para melhorar vários ciclos de vida de seus itens e serviços. Eles são capazes de avaliar e aumentar rapidamente a durabilidade e as características de reuso de materiais, executando seu gêmeo virtual dentro de uma ampla gama de configurações que criam processos de montagem e desmontagem, testes de resistência e a possibilidade de usar novas matérias-primas, entre outros.

Capacidade de Gerenciamento

Plataformas digitais também possibilitam uma maior capacidade de gerenciamento, permitindo que os fabricantes acessem informações dos produtos, inclusive fazendo análises sobre a decomposição de componentes e o melhor uso de substâncias. Os fabricantes podem comparar os dados e rapidamente ajustar novos produtos para as normas de diversos países do mundo.

O Futuro do Design e da Indústria

O futuro da indústria e do design, portanto, está diretamente ligado à experiência virtual. Ao modelar por completo as cadeias de valor, os gêmeos virtuais e a simulação em três dimensões podem melhorar a sustentabilidade do planeta, gerenciando todo o ciclo de vida de produtos e serviços: do design do projeto até à reutilização e minimização do uso de material durante o processo de fabricação em diferentes segmentos da indústria.

Atingir um nível mais alto de sustentabilidade irá demandar uma nova capacidade de interação entre empresas e todo o seu ecossistema de produção. Também exigirá mais transparência e previsibilidade para antecipar a jornada dos produtos, da ideia dos projetos à logística reversa após a vida útil das peças. Certamente, essa é uma caminhada vai exigir inovações disruptivas, como a simulação em três dimensões, e o uso de tecnologia de ponta. Assim, o Brasil terá todas as condições para voltar a competir com destaque no cenário global.

 Fórum Econômico Mundial

Dassault Systèmes: Novas formas de fazer negócios no pós-pandemia.

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Segundo a própria empresa a réplica tem 3,6 toneladas e 20 metros de altura, construída principalmente com fibra de vidro. Em sua fabricação há o envolvimento de diversas empresas e colaboradores, levando em torno de 30 dias para ser concluída e com cerca de 65 unidades por todo o País.

A empresa já encaminhou a réplica para reparos, mas esse acontecimento deixa a reflexão:

Esse acidente poderia ter sido evitado?

Difícil afirmar algo sem saber todos os fatos, porém o acontecimento reforça a importância que as simulações digitais tem no desenvolvimento de um projeto.

Simulação Digital

Softwares de simulações digitais permitem testar diversas situações extremas de forma virtual e assim aprimorar o projeto ainda na fase de concepção, sendo este um dos pilares da indústria 4.0.

Entre os principais pilares para a simulação digital, podemos citar:

• definir;
• testar;
• avaliar;
• melhorar;
• implementar, e;
• monitorar.

Define-se o cenário problema, geralmente o pior caso a qual o projeto pode ser exposto e quais seriam as respostas ideais. A partir disto é feita a simulação, análise dos resultados obtidos e então as otimizações e ajustes no projeto, até que seja alcançando um modelo virtual ideal que responda de acordo ao esperado.

Mão de Obra especializada

Por isso é importante além do uso da tecnologia certa, ter um time qualificado para analisar os testes ideais e quais as melhores otimizações e ajustes a serem realizados com base nos resultados. Infelizmente, nesta parte ainda há um impasse.

Embora essa tecnologia seja do interesse de muitos, pelos bons resultados e economias que fornece, há poucos profissionais qualificados para implementá-la.

De acordo uma pesquisa realizada pela Confederação Nacional da Indústria (CNI), simulações e análises com modelos virtuais são presentes em somente 5% das organizações: esse número sobe para 10% quanto consideradas as empresas de alta intensidade tecnológica. 

Desta forma, fica evidente que o mercado brasileiro ainda tem muito o que caminhar com relação ao uso desta tecnologia tão eficiente. Por fim, é fato que as simulações justificam a si quando por meio delas conseguimos reduzir tempo e dinheiro, sem comprometer a qualidade final. Com as validações digitais os números de protótipos e testes reais são reduzidos drasticamente e assim, quem usa deste método tem destaque no mercado. 

Recentemente a Mahle informou em seu novo projeto de motor o uso de simulações e também é possível ver aqui o caso de sucesso aplicado a carros de corridas.

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Estamos acostumados a definir mistura como a junção de duas ou mais substâncias que podem ser solúveis uma nas outras ou não. Logo, classificamos as misturas como homogêneas, quando não há separação de fases, em oposição, heterogênea, quando vemos separação de fases.

Mas todas as misturas são iguais? Vamos descobrir !

Tipos de misturas

As misturas podem ser classificadas em três tipos: soluções, suspensões e coloides. Vamos compreendê-la dando exemplos do dia a dia.

Primeiramente, vamos analisar três sistemas, um chá com açúcar, um suco de laranja e um copo de leite. Em todos os casos temos uma mistura, porém, com características diferentes.

Antes de mais nada, pegue um papel e uma caneta e tenta conectar os sistemas com os tipos de misturas.

Terminou? Então, vamos prosseguir!

No primeiro caso, quando dissolvemos açúcar em um chá, sem que este esteja supersaturado, não vemos a decantação do açúcar. Teste você mesmo! 

Se você passar o chá no filtro (desses que você coa café), o chá deixará de ficar doce? A esse tipo de mistura chamamos de solução.

Agora, vamos experimentar o suco de laranja. Faça um suco de laranja e não coe. Aparentemente, o suco está homogêneo, você classificaria-o como uma solução? Aguarde por um tempo e olhe o suco novamente. O que mudou? 

Certamente houve uma sedimentação no interior do copo, que ocorreu devido a força da gravidade. A esse tipo de mistura chamamos de suspensão. Por fim, pense agora no copo de leite. Primeiramente, coloque-o em um copo e aguarde-o por um tempo. Sedimentou?

Não né? Agora passe-o em um filtro. E aí? Esse tipo de mistura conseguimos separar em filtros muito finos. Sendo assim, denominamo-la soluções coloidais. Mas como definimos um coloide?

O que são coloides? 

Os coloides são definidos como mistura heterogênea de duas ou mais substâncias que não separam por ação da gravidade. Ainda, estas partículas possuem dimensões de 1 a 1000 nanômetros e estão dispersas uniformemente em um meio contínuo. 

Sendo assim, denominamos essas partículas como fase dispersa, e o meio como fase de dispersão.  Olhem a imagem abaixo, a diferenciação das misturas que fizemos anteriormente quanto ao tamanho de partículas.

Propriedades dos coloides

Você parou e pensou…. Por que os coloides não sofrem ação da gravidade?  Seria pelo tamanho das partículas?

Nesses sistemas coloidais as partículas estão em constante movimento. Contudo, esses movimentos são aleatórios e em alta velocidade que são oriundos das colisões que ocorrem na solução.

Portanto, definimos esse efeito como movimento browniano. Ao mesmo tempo, essas soluções ainda sofrem outro efeito. O efeito Tyndall. Imagina o que é? Vamos trabalhar um pouco nossa imaginação!

Pense em uma manhã ensolarada com um pouco de névoa. Nós conseguimos “ver” os feixes de raios solares, não é? O que está ocorrendo é o tal do efeito Tyndall.

E porque ele ocorre? Os coloides dispersam a luz pois as partículas possuem o mesmo comprimento de onda da luz visível. E sim, as gotículas de água dispersas no ar são um coloide.

Pegue dois copos e em um coloque um copo de água e no outro coloque leite. Em seguida, enfileire os copos e com o auxílio de uma lanterna ou laser coloque luz, fazendo com que ela passe dentro dos copos. Veja o que acontece! Interessante não?

Exemplo e classificação dos coloides

Sobretudo, será que as soluções coloidais são todas iguais? Esse tipo de mistura pode ser classificada por três aspectos. Ou seja, seu aspecto físico, sua natureza e seu comportamento termodinâmico. Vamos nos aprofundar!?

Aspecto físico

Os coloides seguem uma combinação binária entre os três estados da matéria e cada combinação possui uma denominação diferente, podendo ser exemplificado pela imagem abaixo.

Natureza

Quando separamos os coloides quanto sua natureza, estamos nos referindo se este é micelar, molecular ou iônico. Caso este seja micelar, a fase dispersa é composta por átomos, moléculas ou íons, por exemplo, enxofre em água. (Não teste em casa!)

Em contrapartida, quando molecular temos a mistura de macromoléculas unidas por ligações covalentes, por exemplo amido em água. Um exemplo prático (você pode fazer em casa). Lembram do vídeo onde as pessoas conseguiam andar por cima de uma “gosma” branca, a famosa areia movediça? É isso.

Por fim, a iônica é quando temos a fase dispersa apresentando densidade superficial de carga elétrica, por exemplo, proteínas e sais.

Estabilidade termodinâmica

Nesta classificação teríamos uma explicação mais teórica que não vem ao caso no momento. Contudo, em sóis e emulsões podemos classificar essa estabilidade mais facilmente sem o rigor teórico e com nomenclaturas que já conhecemos.

Logo, caracterizamos esses tipos de coloides em liofílicos, liofóbicos. Nos liofílicos temos a atração entre as partículas e o solvente. Em contrapartida, nos liofóbicos, temos a repulsão das fases. Em comparação, podemos classificá-los com hidrofílicos ou hidrofóbicos, quando o solvente for água.

Reflexão final  

Viram como os coloides estão presentes 24h em nossas vidas e nunca nos foi dito que essas mistura são chamadas COLÓIDES? Em suma, façam os experimentos em casa, aprendam na prática.  De preferência, se tiver uma criança por perto, mostre-a e veja qual a reação dela.

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Teremos muito mais teorias e práticas. Já que não podemos estar em um laboratório, vamos fazer de nossa casa um. E claro: SEM RISCOS !

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Os motores elétricos comumente usados possuem parte fixa (estator) , parte móvel (rotor) e imãs. Segundo a Mahle, o novo motor  usa tecnologia indutiva sem partes fixas em contato e sem uso de metais raros.

Desta forma, sem as conexões fixas o motor opera sem grandes desgastes, apresentando cerca de 95% de eficiência em altas velocidades – um nível que anteriormente só era alcançado por carros de corrida de Fórmula E.

Além disso, a ausência dos metais raros torna a construção muito mais amigável ao meio ambiente e reduz os custos de produção.

Durante seu desenvolvimento, a MAHLE usa um processo de simulação inovador no qual vários projetos de motores são ajustados ao longo de diferentes parâmetros até que o melhor cenário seja encontrado. Essa abordagem é significativamente mais rápida e barata do que os processos convencionais. Dessa forma, a MAHLE está ajudando a criar rapidamente as condições técnicas necessárias para o avanço da mobilidade eletrônica de maneira sustentável em todo o mundo.

Por fim podemos ver mais um ótimo exemplo de como o uso de tecnologias digitais auxiliam no desenvolvimento de projetos inovadores.

Essa novidade deixa os veículos elétricos mais próximos da realidade do consumidor e quem sabe em breve nossa mobilidade urbana sofrerá boas mudanças.

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Sendo assim, entende-se por atividade sustentável o uso eficiente de matéria prima, redução na produção de efluentes, uso adequado de água e utilização de uma menor quantidade de energia. Por sua vez, tem ligação direta com a emissão de gases estufa.

Continue lendo para compreender as premissas, etapas e características de um  desenvolvimento de processos químicos.

Estruturação de um processo químico

De forma geral, os processos químicos são divididos em etapas, que posteriormente são interligadas de tal sorte a formar um processo por completo. Ainda, cada uma dessas etapas possui um propósito específico. Podem ser citadas as seguintes etapas: reacionais, separação, aquecimento e resfriamento, mistura, mudança de pressão, redução ou aumento do tamanho das partículas.

Vamos conhecer um pouco melhor essas etapas?

Primeiramente, temos o estoque da matéria prima. Devida atenção deve ser tomada nessa etapa pois precisamos garantir a qualidade da matéria prima e garantir o fornecimento contínuo. Do que adianta parar um processo no meio do caminho por falta de material?

A segunda etapa visa a preparação da matéria prima antes da alimentação na etapa reacional. Nesta, ocorrem as devidas transformações para que possamos conseguir um máximo de transformação das matérias primas em produtos. Como assim?

Simples,! Temos que verificar se algum composto presente pode causar envenenamento do catalisador, sendo necessário passar por um pré tratamento.

E se sua reação ocorrer em fase gasosa e sua matéria prima estiver na fase líquida?

Qual a pressão e a quantidade de matéria prima?

Por fim, o quinto estágio trata-se da embalagem, estocagem e transporte da matéria prima até o comprador. Como devem ser feitas, depende da natureza do produto, isso quer dizer, se é sólido, líquido ou gasoso.

Sendo assim, podemos denominar essas etapas de operações unitárias.

Faz parte dessa formulação, a forma como os equipamentos estão interligados. Qual a ordem? Por onde a matéria prima sai?

Para isso, faz-se necessário uma representação gráfica deste processo durante o design de processo químico. Tema para outro artigo.

Etapas de um design de processos

Primeiramente, ao pensarmos em um desenvolvimento temos que ter como base três pilares que irão reger o todo.

Esses pilares são:

Ter um objetivo claramente definido, ter um projeto base e realizar o design propriamente dito.

Vamos destrinchar essas etapas?

Definindo objetivos

O mercado onde é pretendido comercializar um determinado produto influencia diretamente no design de processo. Um aspecto a se considerar é que os produtos químicos são divididos em classes, por exemplo: commodities, química fina e químicos funcionais.

Para tal, os projetos podem ser: para realizar um Revamp que se trata da modificação ou um Retrofit, uma modernização.

Este projeto visa tornar a planta apta para uma determinada modificação de matéria prima, reduzir custos, aumento da capacidade, estar em conformidade com as leis de segurança e ambientais.

Por outro lado, temos o projeto de novas plantas.

Definindo a base do projeto.

Neste ramo, não se faz nada do zero. Nesse ínterim, definido o produto que desejamos obter, fazemos uma coleta de dados do estado da arte, rotas de produção, custo, utilidades utilizadas, produtos e subprodutos gerados dentre outros.

Antes de mais nada, alguns fatores devem ser observados para poder estreitar o espaço amostral durante o design dos projetos, por exemplo: temos que observar seja existe alguma tecnologia registrada.  Ou seja, tem alguma patente?

Respeita os critérios de segurança? Respeita os critérios ambientais? Esse processo é amplamente difundido? Apresenta alguma dificuldade de implantação? Fácil de se implementar? Apresenta problemas operacionais? Bora responder tudo isso!

Design do processo 

O design do processo químico, propriamente dito pode ser dividido em três etapas, a saber:

A primeira etapa é a síntese do processo, isso quer dizer, a etapa de criação. Nesta etapa é definida como as operações unitárias serão interconectadas, a estratégia de controle a ser adotada e as condições operacionais do processo.

Essa etapa é documentada através de um fluxograma de processo, por exemplo: BFD, PFD e P&ID.

Atualmente, fazemos a representação gráfica de um processo químico através de recursos computacionais. O mais utilizado, tanto pela indústria quanto pela academia, é o AutoCad 2D.

A segunda etapa trata-se da análise do processo, se este, por sua vez, é exequível ou não. 

Através de modelos matemáticos, métodos computacionais é possível prever e avaliar o desempenho dos equipamentos e por fim de todo equipamento. Essa etapa, é validada através da aplicação em plantas piloto.

Em conclusão, temos a terceira etapa, que se trata da otimização. Sendo assim, dado um conjunto de possibilidades, qual a melhor solução? Ou seja, qual a melhor solução ótima?

Nessa abordagem, definimos uma função objetivo, que pode ser maximizada ou minimizada e podem ser problemas mono ou multi objetivos.

Como assim?

Problemas mono e multi objetivos

Em mono objetivos, tentamos maximizar o lucro ou reduzir os custos.

Em contrapartida, em problemas multi objetivos, quais são as condições ótimas para aumentar o lucro e reduzir a emissão de dióxido de carbono?

Esta etapa não é trivial, e possui duas metodologias:

1. Criação de uma estrutura irredutível: essa metodologia segue a lógica do anel de cebola, na qual as decisões são baseadas localmente, isso quer dizer, escolhe-se o reator, otimizando-o. Qual obteve o melhor rendimento? E assim sucessivamente. Como ponto positivo temos o controle de decisões, já a desvantagem é não ter a garantia que será a melhor decisão;
2. Criação de uma superestrutura: nesse ínterim são impostas várias possibilidades de alocação das operações unitárias, e, através de modelos matemáticos e técnicas de otimização de processos são justificados a existência ou não de um equipamento, por exemplo. Como vantagem temos o grande número de opções, já como desvantagem temos que a solução ótima só será obtida se for incluída na análise, tornando esta bastante complexa.

Em suma, 

A tarefa não é fácil!  Design de processos requer prática e muito conhecimento teórico. 

Continue acompanhando o blog da engenharia nas redes sociais! Temos muita coisa para aprender, inclusive sobre processos químicos, cargo chefe da nossa profissão.

Já temos um artigo sobre classificação de processos químicos.
Muitos outros assuntos relacionados ao tema de processos químicos serão abordados, por exemplo: Representação gráfica, análise econômica, escolha do reator, classificação de área, estratégia de controle, etc…

Fiquem ligados !

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Sempre que vamos iniciar algum estudo procuramos saber o básico do que iremos estudar. Lemos o sumário e nos perguntamos qual valor será agregado. Ao iniciarmos um curso universitário, não seria por menos.

Além disso, nós fazemos os seguintes questionamentos: será que eu sirvo pra isso? Tenho conhecimento/base suficiente para realizar o curso?

Já se viram nessa situação, não é?!

Durante o curso de engenharia química, iremos nos deparar com diversos conceitos, que, com certeza, serão melhor detalhados por seus professores.

Vamos estar um passo à frente e aprender alguns conceitos básicos?

Operações na engenharia química

Antes de tudo, temos que considerar a economicidade do processo, afinal, os processos químicos demandam custos.

Desta maneira, podemos determinar qual regime de operação o nosso processo irá ocorrer, isso quer dizer, se irá operar de forma contínua ou descontínua.

Os processos contínuos, ou que estão em regime permanente, são mais econômicos pois lhe permite fazer o equipamento trabalhar de maneira contínua, realizando apenas paradas programadas. Essa condição é preferida para processos de larga escala.

Outra característica dos processos contínuos é que as variáveis do processo não se alteram com o tempo. Sendo assim, instalam-se equipamentos para controlar perturbações que possam vir a ocorrer.

Que perturbações são essas?

Queda na vazão, aumento do nível do vaso, pressão, temperatura.

Em contrapartida, as operações descontínuas, ou em regime transiente, são desejadas quando a possibilidade de corrosão é alta ou o processo é em pequena escala.

Grandezas e unidades.

Constantemente, nos deparamos com esses termos. Até mesmo no vestibular ou no ensino regular.

Contudo, ao se trabalhar os cálculos na engenharia química temos que nos atentar em qual sistema de unidades estamos trabalhando, pois há uma grande possibilidade de haver erros grosseiros que podem custar caro.

Estamos acostumados a utilizar m (metros) como unidade de comprimento, ºC (grau celsius) para temperatura e atm para pressão. Todavia, no mundo dos adultos não é essa maravilha.

Ah! Mas não é pra isso que serve o S.I. (Sistema Internacional) ?

Sim, ou melhor, deveria ser.

Por exemplo, vamos começar com a temperatura. Nos Estados Unidos utiliza-se  Fahrenheit. 

E aí? O que faz? Reclama? Não interage com o outro engenheiro?

Vamos fazer uma discussão mais avançada?

Número de Reynolds

Vamos dizer que você queira calcular o Número de Reynolds e que seu fluido de escoamento seja água.

Analogamente, suponha que você receba a especificação de uma tubulação em polegadas, usual na indústria química, e a massa específica da água é dada em kg/m3.

Como ficaria esse cálculo se o Reynolds é adimensional? Faça essa análise!

Uma pequena variação pode fazer você projetar um sistema em que o regime deve ser turbulento, mas na verdade ele é laminar.

Outro termo com o qual irão se deparar é a vazão, que nada mais é a quantidade de fluido que irá escoar em um certo tempo. 

Essa quantidade pode ser dada em unidades de volume, massa ou quantidade de matéria.

Em resumo, o importante aqui não é apenas saber as relações de conversão, converter as unidades adequadamente, mas também, ter uma noção de grandeza.

Neste ponto foram abordadas apenas unidades básicas. A massa já dominamos bem, se a partir deste ponto falar apenas em toneladas, vocês rapidamente terão noção de quanto vale em quilogramas. 

Agora imagina falar em vazão em kmol/h. Ou energia em Btu. Volume em m3.

Tipos de escoamento na engenharia química

Acima, eu disse que pelo cálculo de Reynolds podemos descobrir se o escoamento é laminar ou turbulento. Agora, vamos falar da direção do escoamento.

E mais adiante falaremos sobre operações unitárias na engenharia química e veremos que dois fluidos podem escoar de duas formas, a saber: 

Em contracorrente, quando os dois fluidos escoam em direções opostas, paralelo, quando os fluidos escoam na mesma direção e, por fim, mas não tão utilizado, perpendicular.

Similarmente, essas correntes podem entrar em contato ou não, a depender do processo/operação, por exemplo: se queremos transferir massa entre as correntes estas devem entrar em contato, em contrapartida, se queremos apenas transferir energia, haverá uma interface e essas correntes não entram em contato.

Mas Paulo, faz tanta diferença? 

Usualmente, na engenharia química, trabalhamos com as correntes escoando em contracorrente, pois nos permite uma maior transferência de massa e energia.

Ou seja, faz diferença.

Operações unitárias da engenharia química

Qualquer que seja o processo químico, possuímos equipamentos que causam apenas mudanças físicas no material, ou seja, não entra em questão o reator.

O conjunto dessas operações na engenharia química é conhecido como operações unitárias. Ainda assim, temos uma macrodivisão entre essas operações, que é a que se segue: transporte de material, transferência de calor, mistura e agitação, separação e manuseio de material.

A começar pelo transporte de material, temos, por exemplo, as bombas (centrífugas e volumétricas) e os compressores.

Existem diferenças?

Sim ! As bombas servem apenas para fluidos líquidos e compressores para gases. 

Já para a transmissão de calor, temos os trocadores de calor, que nos permitem transmitir energia térmica entre duas correntes. Na indústria, possuímos vários tipos de trocadores, casco e tubo, placas, grampos e também, podem ter múltiplos passes.

Sobretudo, cabe salientar que os reboilers e condensadores funcionam também como trocadores de calor. Os agitadores visam homogeneizar a mistura dos materiais. Para essas operações temos os vasos com agitador.

As operações de separação formam o maior de operações.

E quais são elas?

Para ilustrar, temos a destilação, absorção, adsorção, secagem, extração líquido-líquido, evaporação, cristalização…

Entretanto, cada equipamento possui uma característica específica, por exemplo, a destilação leva em consideração a diferença de volatilidade dos componentes da mistura.

Mas, dentro da própria destilação possuímos segregação, temos destilação atmosférica, destilação criogênica, destilação extrativa. Em resumo, a escolha da operação unitária, ou do conjunto de operações vai depender das características da corrente de interesse.

Por fim, para manuseio de material, uma das técnicas que podemos lançar mão é a moagem.

Ao longo do curso de engenharia química, aprenderemos esses e muitos outros conceitos que servirão como suporte para nos tornarmos engenheiros químicos. 

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