Como a termodinâmica é a aplicada no dia a dia profissional?
Autora: Beatriz Duran
A termodinâmica é uma das disciplinas mais importantes e aplicáveis em toda a engenharia. Ela funciona como uma ciência que conecta diferentes áreas do conhecimento, transformando teoria em aplicações práticas no dia a dia das indústrias. Mais do que fórmulas complicadas, a termodinâmica oferece ferramentas para resolver problemas reais, criando uma linguagem comum entre diferentes especialidades da engenharia.
Na engenharia química, a termodinâmica mostra sua utilidade de maneira muito clara. Os cálculos que envolvem o equilíbrio entre fases líquidas e gasosas em misturas com vários componentes são a base para projetar equipamentos como colunas de destilação, unidades de extração e sistemas de absorção. Usando equações consagradas como Soave-Redlich-Kwong e Peng-Robinson, os engenheiros podem simular com precisão como diferentes substâncias se comportam quando misturadas sob variadas condições de temperatura e pressão. A precisão desses cálculos é tão importante que existem softwares especiais, como Aspen Hysys e EDEflash, dedicados exclusivamente a fazer essas simulações.
Processos industriais importantes dependem diretamente desses cálculos termodinâmicos: a liquefação do gás natural para transporte, a purificação de óleos vegetais usando gás carbônico pressurizado, o refino do petróleo para produzir diferentes combustíveis, e o tratamento de gases para remover impurezas. Em todos esses casos, a termodinâmica garante que os processos sejam tecnicamente viáveis, economicamente interessantes e ambientalmente adequados.
Os mesmos conceitos da termodinâmica química se espalham para outras áreas da engenharia, mostrando como o conhecimento é interconectado. Na engenharia mecânica, os princípios do equilíbrio entre fases ajudam a projetar motores mais eficientes, sistemas de ar condicionado e refrigeradores. O mesmo raciocínio que explica como um líquido evapora em uma coluna de destilação também explica como o combustível queima em um motor ou como o gás refrigerante remove calor em um freezer.
Na engenharia de materiais, a termodinâmica explica como os metais se transformam quando ou resfriados, ajudando a criar aços mais resistentes, ligas de alumínio mais leves e plásticos mais duráveis. Já na engenharia ambiental, esses conceitos são usados para projetar sistemas de tratamento de poluentes, calcular quanto calor uma fábrica libera no meio ambiente e desenvolver tecnologias para capturar gases do efeito estufa.
Nos dias atuais, com a crescente preocupação com o meio ambiente e os custos de energia, a termodinâmica se tornou ainda mais importante. A análise energética avançada (chamada de análise exergética) combina as duas primeiras leis da termodinâmica para identificar onde e como a energia está sendo desperdiçada nos processos industriais. Esta análise sofisticada mostra como é possível conciliar dois objetivos que pareciam contraditórios: reduzir custos operacionais e ao mesmo tempo diminuir o impacto ambiental.
Empresas que usam bem esses conceitos termodinâmicos conseguem economizar milhões em custos de energia, reduzir suas emissões de poluentes e otimizar o uso de matérias-primas. A termodinâmica se revela assim como a ciência que ajuda a indústria a ser mais competitiva e mais responsável ao mesmo tempo.
Um exemplo prático interessante vem do setor de refrigeração: os engenheiros usam diagramas de pressão-entalpia (conhecidos como diagramas P-H) para projetar sistemas de refrigeração mais eficientes. Esses diagramas, que são uma aplicação direta dos princípios termodinâmicos, mostram exatamente como o gás refrigerante se comporta em diferentes partes do sistema, permitindo ajustes que economizam energia sem perder o desempenho.
Quer transformar os princípios da termodinâmica em eficiência real para sua indústria? Na Prisma, Empresa Júnior de Engenharia Química da UFBA, aplicamos esses conceitos em serviços especializados de Desenvolvimento de Produto, Planos de Prevenção à Corrosão e Estudo de Viabilidade Técnico-Econômica. Entre em contato conosco!
Referências:
COSTA, E. C. et al. Termodinâmica do equilíbrio de fases: aplicações em engenharia de processos. In: Termodinâmica: prática e sem mistérios. [S. l.], 2021.
SOUZA, A. M. G. P. Termodinâmica Química. São Cristóvão: Universidade Federal de Sergipe, CESAD, 2009.
LANÇA, T.; ALMEIDA, M. J. P. M. O imaginário de estudantes de engenharia de produção sobre sua profissão e sobre a relação da termodinâmica com seu trabalho. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 10., 2015, Águas de Lindóia. Anais… Águas de Lindóia: ENPEC, 2015.
AFONSO, C. Termodinâmica para Engenharia. 2. ed. rev. e aument. Porto: Quântica Editora, 2021.
