Processos Industriais - Automação - Aula 06

O curso de Automação propicia uma formação tecnológica generalista com conhecimentos teóricos e práticos de processos industriais, e uma cultura geral sólida para absorver novas tecnologias, atuando de forma crítica e criativa na identificação e resolução de problemas, de forma contextualizada, considerando os aspectos relevantes da nossa realidade. A Automação proporciona ao profissional conhecimentos de controle de processos, instrumentação, dispositivos eletrônicos, circuitos elétricos, acionamentos de máquinas elétricas, equipamentos eletro-hidráulicos, eletro-pneumáticos e de redes industriais dedicados à automação e instrumentação industrial. O curso de Automação tem um crescente campo de atuação nas indústrias, que cada vez mais têm buscado tecnologia de última geração, equipamentos modernos e a automatização de seus processos de produção. No campo profissional, poderá atuar na indústria siderúrgica, celulose e papel, naval e aeronáutica, metalúrgica e metalmecânica, alimentícia, mármore e granito, pisos, azulejos e cerâmica, plásticos e similares, petroquímica e em todos os segmentos do setor eletroeletrônico. Em todos os processos industriais o calor representa fator de influência na transformação de substâncias envolvidas na batelada. O aumento das cargas energéticas da mistura que origina o produto sofre reações físico-químicas que alteram a composição de cada substância, influindo na propagação do calor para outras substâncias da receita podendo assim alterar as características de toda a receita, gerando nesta batelada subprodutos ou mesmo resíduos da produção industrial. Portanto em alguns processos teremos que controlar a quantidade de calor gerado por reação, adicionado de maneira intencional ou mesmo retirado do processo. Como sabemos, existem processos em que a carga energética é transferida através de reação endotérmica e o produto tem sua composição alterada pela ação do calor latente. Para que os processos industriais apresentem regularidade e conformidade na formulação é necessário que parte deste calor obtido pela carga energética seja dissipado de forma natural, forçada com deslocamento de ar ou em contato com a água.A dissipação forçada a ar é aplicada com a utilização de ventiladores ou exaustores para deslocar o calor, transferindo-o para o meio externo.Esta dissipação ocorre diretamente nos trocadores de calor por onde passam as substâncias sujeitas à variação de temperatura. Nos ciclos fechados a variação da temperatura irá certamente contribuir para a variação de pressão e volume (variáveis de processo). A dissipação através de contato com a água no processo de troca de calor é utilizado nas torres de resfriamento onde uma combinação de controles de bombeamento e deslocamento promovem a redução de temperatura no processo. Na aplicação da termodinâmica, para que dois corpos troquem calor é necessário que haja variação na energia destes corpos. A troca de calor se dará sempre do corpo de maior carga energética, buscando o equilíbrio entre os corpos. Esta é na realidade a interpretação da segunda lei da termodinâmica. Ao atingir a temperatura de equilíbrio, a energia não se acaba e sim se transforma em novas propriedades energéticas. As trocas térmicas podem ser trocas secas ou úmidas, são trocas secas quando envolvem uma variação na temperatura (calor sensível),nos processos de condução e convecção por exemplo. Trocas úmidas envolvem alterações no estado molecular dos corpos e substâncias sem ocorrer variação energética no sistema (principalmente com a água), nos fenômenos de evaporação e condensação.

Fazendo Educação

Estar vivo é estar em conflito permanente, produzindo dúvidas, certezas questionáveis. Estar vivo é assumir a Educação do sonho do cotidiano. Para permanecer vivo, educando a paixão, desejos de vida e morte, é preciso educar o medo e a coragem. Medo e coragem em ousar. Medo e coragem em romper com o velho. Medo e coragem em assumir a solidão de ser diferente. Medo e coragem em construir o novo. Medo e coragem em assumir a educação deste drama, cujos personagens são nossos desejos de vida e morte. Educar a paixão (de vida e morte) é lidar com esses dois ingredientes, cotidianamente, através da nossa capacidade, força vital (que todo ser humano possui, uns mais, outros menos, em outros anestesiada) e desejar, sonhar, imaginar, criar. Somos sujeitos porque desejamos, sonhamos, imaginamos e criamos, na busca permanente da alegria, da esperança, do fortalecimento da liberdade, de uma sociedade mais justa, da felicidade a que todos temos direito. Este é o drama de permanecermos vivos... Fazendo Educação. Madalena Freire

Processos Industriais - Automação - Aula 05

Os compressores são máquinas operatrizes destinadas a promover o deslocamento e o fluxo de um fluido compressível. Funcionam com deslocamento contínuo de gases elevando sua energia utilizável pelo aumento da sua pressão. Os compressores são utilizados para proporcionar a variação da pressão de um fluido gasoso, conseqüentemente variando também seu volume e sua temperatura. Esta condição de compressão vai depender naturalmente da composição das propriedades termodinâmicas de cada fluido que será comprimido, pois cada processo industrial irá utilizar um fluido diferente com propriedades diferentes. Existem vários tipos de compressores de fluidos, com detalhes construtivos que definem as características de acordo com a aplicação no processo e o tamanho da planta industrial. Estes compressores terão tamanhos diferentes e atenderão aos vários tamanhos de vasos de pressão ou reservatórios de fluidos. O processo da compressão do ar começa na sucção de ar atmosférico que passa por um filtro que retém impurezas e umidade do ar que é direcionado ao interior da câmara de compressão onde após ser comprimido é enviado para o vaso de pressão onde é armazenado para ser utilizado em sistemas pneumáticos, passando pelas etapas de secagem e lubrificação para a conservação dos atuadores e válvulas do sistema. Observem a figura acima, que explica o princípio de funcionamento dos compressores alternativos, muito comuns em processos industriais. O virabrequim recebe energia mecânica de um motor elétrico através do acionamento de polias e correias, o movimento rotativo é transformado em alternativo pela biela, braço de ligação entre o pistão e o virabrequim. O pistão funciona em dois tempos admitindo e comprimindo ar atmosférico de maneira sincronizada. Nos sistemas pneumáticos existem elementos de monitoramento e elementos de controle do processo industrial. O manômetro é um elemento de monitoramento onde suas variações serão coletadas e poderão influir na alteração das características do processo. Para controlar o processo dispomos dos pressostatos, que funcionam de acordo com a leitura da pressão interna do reservatório deslocando uma mola que irá abrir ou fechar o contato elétrico desligando ou ligando o acionador de forma barimétrica. Porém, os pressostatos microprocessados variam com o comportamento do vaso de pressão e cada variação representará um pulso elétrico que informará ao CLP esta variação até atingir o SET POINT. Nesse estágio o CLP enviará um pulso elétrico para o comando do motor no circuito ON/OFF para alimentar o circuito de acordo com a necessidade do processo.

Máquinas e Equipamentos Seg do Trabalho Aula 09

Atendendo a determinações do Ministério do Trabalho, Secretarias da Saúde, legislações vigentes e para assegurar o bem estar de estudantes, funcionários e prestadores de serviços este projeto visa implantar o Setor de Segurança do Trabalho no CETEB, como projeto experimental, dispensando a princípio a exigência legal que a Norma Regulamentadora estabelece, buscando o desenvolvimento da cultura prevencionista entre os estudantes, principalmente durante as aulas práticas nas oficinas e laboratórios, onde os riscos de acidentes é iminente e a falta de educação na prevenção apresenta para o mercado de trabalho um profissional sem a consciência da necessidade de evitar o acidente. Dentro da classificação de grau de risco (CNAE - nº 85111), toda instituição deve contar com um SESMT (Serviço Especializado em Segurança e Medicina do Trabalho) definido de acordo com o dimensionamento da NR-04 que pode ser composto por profissionais Engenheiros e Técnicos de Segurança do Trabalho que possuem Registro Profissional expedido pelo Ministério do Trabalho. O Setor de Segurança do Trabalho desenvolve atividades que demandam elaboração, implantação, desenvolvimento e controle de atividades dentre eles o Plano de Prevenção de Riscos Ambientais(PPRA), em conformidade com a NR 9 além dos processos necessários para obtenção de Certificação em Qualidade. As ações de segurança e saúde serão alcançadas através da implantação de procedimentos padronizados de antecipação, reconhecimento, avaliação e controle dos riscos ambientais. Nos estudos abordados no componente curricular de Máquinas e Equipamentos, realizamos várias visitas ao setor operacional da instituição, abrangendo laboratórios, oficina de manutenção, oficina de metalurgia e soldagem, área do compressor de ar onde constatamos a necessidade da implantação de um controle de riscos e uma melhoria na circulação e distribuição dos equipamentos nestes espaços. O Objetivo deste projeto experimental é estimular a realização das aulas práticas dos cursos de mecânica industrial, manutenção automotiva, eletrotécnica e automação com um acompanhamento dos estudantes do curso de segurança do trabalho no sentido de transmitir aos estudantes conhecimentos e aplicações do que é abordado como parte teórica, criando procedimentos e normas de utilização da oficina. Dentro destes procedimentos podemos destacar a utilização de equipamentos de monitoramento da condição laboral de quem circula nas oficinas. São vários os equipamentos que realizam esta tarefa, dentre eles estão: o decibelímetro, o dosímetro de ruído, o luxímetro e o termômetro de bulbo úmido, conhecido como termômetro globo. Na introdução deste tema destacamos a ação da metrologia, os seja do estudo das medidas. Medir é quantificar uma referida medida e comparar com uma grandeza da mesma unidade. Analisando esta definição podemos concluir que os equipamentos utilizados para verificar a condição de cada ambiente de trabalho tem certamente medidas padrão para comparação e determinação de um atestado laboral que servirá de base para acompanhar o desenvolvimento de doenças ocupacionais ou distúrbios gerados pela exposição dos profissionais aos riscos físicos e ergonômicos. A Norma Regulamentadora número 15 (NR-15 – Atividades e Operações Insalubres), no Anexo 03, estabelece critérios e procedimentos para a avaliação da exposição ocupacional ao calor que implique sobrecarga térmica ao trabalhador, com consequente risco potencial de dano à sua saúde. Basicamente, o critério adotado é o cálculo do chamado Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo (IBUTG), dado pelas seguintes expressões: IBUTG = 0,7 tbn + 0,3 tg (ambientes internos ou externos sem carga solar direta) IBUTG = 0,7 tbn + 0,2 tg + 0,1 tbs (ambientes externos com carga solar direta) onde, tbn é a temperatura de bulbo úmido natural em °C; tg é a temperatura de globo em °C; tbs é a temperatura de bulbo seco (temperatura do ar) em °C. O valor do IBUTG (°C) adotado como limite máximo de exposição ocupacional em um ambiente de trabalho depende da Taxa Metabólica (M) (média ponderada no tempo, em Kcal/h) do trabalhador, a qual é função da atividade que o mesmo exerce. Esse limite máximo representa as condições de calor sob as quais se acredita que a maioria dos trabalhadores possa estar exposta, repetidamente, durante toda a sua vida de trabalho, sem sofrer efeitos adversos à sua saúde. O Dosímetro é o instrumento ideal para a medição da exposição diária ao ruído tanto ao nível pessoal como ambiental. O monitoramento e coleta de dados se dá depois de uma observação de um período de exposição aos níveis de ruído, onde cada trabalhador é observado de maneira individual, assim teremos condições de estabelecer um grau de exposição para acada função específica. O monitoramento é realizado com a coleta de dados de pelo menos 70% da jornada laboral para que os dados apresentem uma regularidade e transmitam uma medição confiável.

Processos Industriais - Automação - Aula 03

As bombas são equipamentos com a função de deslocar fluidos líquidos para elevadas alturas manométricas com eficiência e desempenho desde que sejam devidamente projetadas, mantendo constantes pressão e vazão, levando em conta detalhes técnicos que devem ser observados tais como: profundidade máxima do reservatório, projeto hidráulico, viscosidade do fluido bombeado e presença de sólidos em suspensão. Existem vários tipos e modelos de bombas, para variadas aplicações definidas pelas características do processo. Bombas centrífugas, bombas peristálticas, dosadoras de pistão/diafragma, bombas de engrenagens, bombas de rotor helicoidal, bombas submersas e submersíveis representam apenas alguns exemplos. Os tipos de maior aplicação na indústria são as bombas centrífugas, por apresentarem um excelente desempenho no deslocamento de fluidos. O princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga é a sucção de fluido através do seu rotor que pode ser aberto ou fechado. O rotor é o componente responsável pelo deslocamento e transporte do fluido. Para fluidos mais viscosos e com partículas sólidas utilizamos rotores abertos a fim de equalizar o bombeamento evitando vibração no conjunto. Para fluidos menos viscosos, principalmente água aplicamos rotores fechados o que transfere ao conjunto uma excelente produção de bombeamento. A força centrífuga cria uma pressão dentro da voluta da bomba ocasionando o choque do fluido contra as paredes da mesma fazendo com que o fluido seja empurrado no sentido de saída da voluta em direção do recalque. Desta relação sucção/recalque é gerado o bombeamento do fluido que se afasta sob pressão do centro do rotor para as extremidades transferindo de maneira eficiente o fenômeno da força centrífuga. A bomba centrífuga é composta de um eixo central que sustenta o rotor, equilibrado em dois mancais de rolamento fixados em alojamentos lubrificados com graxa ou óleo dependendo da rotação e da viscosidade do fluido bombeado, vedados com tampas ou retentores para evitar o vazamento do lubrificante.A carcaça pode ser do tipo voluta em formato de caracol ou tipo difusor aplicado em bombas multiestágio. A vedação do conjunto voluta/rotor se dá através de gaxetas ou selo mecânico. As bombas podem ser monobloco onde o motor elétrico aciona a bomba diretamente no eixo(motobombas) vedados por selo mecânico compostas geralmente de rotor fechado para bombear fluidos isentos de abrasivos. Quando a característica do fluido se altera para um grau de abrasividade ou corrosão podemos utilizar bombas especiais construídas em aço inoxidável. As bombas projetadas para serem acionadas por motores elétricos são unidas por acoplamenro que podem ser flexíveis ou rígidos, são classificadas como bombas tipo mancal, podem ser vedadas por selo mecânico ou tradicionalmente por gaxetas. A rotação das bombas pode ser controlada e monitorada por sensores de viscosidade dos fluidos bombeados nos processos alterando a mesma sempre que for relevante para sistema. A lógica da automação do sistema vai depender do nível de conhecimento que os profissionais envolvidos tiverem deste processo. Por isto é imprescindível que estejamos inseridos no desenvolvimento do processo como todo. Esta é a importância de se conhecer detalhes construtivos das bombas e particularidades da receita que define as qualidades e característicads do produto final.

Processos Industriais - Automação - Aula 02

Os conceitos de grandezas físicas estão relacionados às quantidades devidamente medidas da intensidade destes elementos físicos. A grandeza se relaciona com as alterações que um elemento sofre na quantidade da sua energia. Na realidade não existe um conceito definido do significado de grandeza física. O que podemos esclarecer é que estas grandezas servem para medirmos ou quantificarmos as propriedades e características da matéria e da energia gerada por esta matéria. Desta forma, quando há variação na quantidade de energia há variação na grandeza física. Existem grandezas mensuráveis e grandezas que são calculadas. Para entendermos melhor classificamos as grandezas que podem ser medidas, utilizando um instrumento de medidas e as grandezas que são mensuradas indiretamente através de cálculos e estimativas. Medir uma grandeza física é fazer comparação com um padrão pré-estabelecido. O metro, por exemplo é comparado com um padrão reconhecido pelo Sistema Internacional de Medidas. Este padrão é o que reconhecemos como unidade de medida da grandeza física. Os processos industriais são controlados e monitorados utilizando as diferentes grandezas físicas: O comprimento, o volume, a massa, a densidade, a velocidade, a temperatura e a pressão, são apenas algumas das grandezas que influem diretamente ou sofrem reações que vão alterar o processo. As suas unidades de medidas serão utilizadas para dosagem e fabricação de receitas que definirão a qualidade final dos produtos. Cada receita terá uma quantidade de substâncias controladas pela quantidade, tomando como base cada padrão de unidade de medida da grandeza física. A alteração destas quantidades certamente contribuirá para a alteração das características do produto final. Os sistemas de controle de qualidade farão comparações constantes durante o desenvolvimento da produção, utilizando amostras para definir se o produto conserva as características originais da receita. Existem instrumentos para controle e monitoramento que atuarão no processo de forma automatizada, realizando comparações e corrigindo a composição da receita buscando a diminuição das perdas e dos reprocessos. Vamos identificar alguns destes elementos para controle e monitoramento dos processos, ou seja, os responsáveis pela instrumentação do sistema. Os manômetros são elementos de monitoramento das linhas de pressão de fluidos. A Pressão representa a intensidade de volume de um fluido em uma determinada área. A expressão matemática que define pressão é representada pela força peso em Kg dividido pela área onde está o fluido dado em cm². Compreenda que pressão não representa necessariamente uma força e sim a resistência que o fluido encontrará para fluir no sistema. Quanto maior for o atrito, maior será a pressão do fluido. Os fluidos classificam-se em líquidos e gasosos. As moléculas dos fluidos líquidos são mais agrupadas do que as moléculas dos fluidos gasosos por este motivo, há um maior grau de choques entre estas moléculas e as paredes dos recipientes e tubulações, causando com isto uma maior pressão nas linhas quando estas transportam fluidos gasosos. Nos manômetros a pressão atmosférica é a referência. A pressão manométrica pode ser negativa ou positiva. Quando a pressão é negativa em um sistema utilizaremos o manômetro de vácuo. A temperatura é uma variável do processo que pode alterar a composição da receita, em alguns processos ser utilizada como agente transformador, devido às reações que apresenta uma mistura de substâncias. Se a temperatura aumenta, a pressão e o volume aumentam de forma proporcional, em algumas substâncias poderemos ter alteração nas variáveis ou mesmo na viscosidade pelo fato da temperatura variar, algumas irão reagir e tornar-se mais viscosas, outras menos viscosas. Para medir a temperatura em um processo, utilizaremos um termômetro como elemento de monitoramento. Mas as características do processo podem exigir além do controle um monitoramento, isto pode ser feito com a instrumentação utilizando um termostato ou um termistor para comutar a ação do calor ligando ou desligando um aquecedor, abrindo ou fechando válvulas de uma caldeira ou mesmo variando o acionamento de um motor. Todas estas variações terão ação termoeletromecânica ou serão microprocessadas eletrônicamente. O Volume, outra grandeza variável de um processo industrial é a quantidade de espaço ocupado por um corpo sólido ou substância fluida dentro de uma determinada área. Outras variáveis também utilizadas e controladas pela automação podem influir ou sofrer influência numa reação, dentro de um processo industrial. Comprimento, massa, energia, densidade, frequência e força são apenas algumas destas variáveis.