Questões de Concurso sobre Modelagem, Controle e Instrumentação de Processos Químicos

Após um derramamento de produto químico, a evacuação depende da natureza e da quantidade do produto químico, sendo essencial, entretanto, seguir procedimentos de emergência e usar os EPIs adequados para conter o incidente.

Os processos químicos são classificados de acordo com o procedimento de entrada e saída de matéria do volume de controle e a dependência ou não de variáveis de processo com o tempo. No primeiro caso, os processos podem ser classificados como batelada, contínuos ou semicontínuos. Quanto à classificação dos processos químicos, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Os processos semicontínuos ocorrem em um regime transiente, pois não há alteração das suas variáveis ao longo do processo.

( ) Os processos contínuos podem ocorrer tanto em regime permanente quanto transiente.

( ) Nos processos estacionários, a temperatura e a pressão são constantes, porém as demais variáveis se alteram com o passar do tempo.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

A Resolução Conama nº 357/2005 define os parâmetros que servem para subsidiar o monitoramento periódico da qualidade da água pelo Poder Púbico. Sobre esses conjuntos de parâmetros, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Os parâmetros suspeitos de presença ou não conformidade deverão ser monitorados.

( ) As incertezas de medição poderão ser analisadas caso tenha valores inexpressivos.

( ) A qualidade dos ambientes aquáticos só poderá ser avaliada por meio das comunidades aquáticas.

( ) Para corpos de água salobras continentais, onde a salinidade não se dê por influência direta marinha, os valores dos grupos químicos de nitrogênio e fósforo serão estabelecidos nas classes correspondentes de água doce.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Um engenheiro foi designado para projetar um sistema de linhas de gases industriais, devendo escolher entre dois tipos de abordagens: adotar um sistema baseado em Controladores Lógicos Programáveis (PLC) ou baseado em Sistemas de Controle Distribuído (DCS). Antes de tomar tal decisão, o referido engenheiro elabora uma lista itemizada sobre as vantagens e desvantagens de ambas as abordagens.

Com relação aos itens que apresentam vantagens quanto ao uso de um sistema baseado em PLC, um deles é o(a)

A resolução de qualquer problema de dimensionamento resulta numa das seguintes situações: o problema não admite solução, o problema admite uma única solução ou o problema admite mais de uma solução. Dessa forma, torna-se imperioso buscar a melhor dentre as soluções viáveis, a solução ótima. Nesse contexto, otimizar significa tornar ótimo ou buscar o ótimo, e otimização, a busca da solução ótima. Diante do exposto e com base nos elementos comuns em problemas de otimização, relacione a Coluna 2 de acordo com a Coluna 1, associando a situação específica com a sua definição.

COLUNA 1

1. Variáveis de Decisão

2. Critério

3. Função Objetivo

4. Restrições

COLUNA 2

( ) É a expressão matemática da otimização em termos das variáveis físicas do sistema.

( ) Denominação às variáveis independentes do problema de otimização. São também chamadas de variáveis manipuladas.

( ) Define a solução ótima do problema. O mais comum é da natureza econômica: lucro ou custo.

( ) São os limites estabelecidos pelas leis naturais que governam o comportamento do sistema.

Qual alternativa preenche, CORRETAMENTE, os parênteses, na ordem em que aparecem?

A interdependência dos equipamentos constitui uma fonte de complexidade na análise de processos. Esta dificuldade pode ser em parte reduzida ao se analisar cada equipamento previamente, tomando conhecimento das peculiaridades do seu modelo matemático, antes da interferência dos demais equipamentos. O resultado da ordenação das equações para o dimensionamento e para a simulação de equipamentos é função do conjunto das variáveis especificadas, que é diferente em cada caso. Diante do exposto, relacione a Coluna 2 de acordo com a Coluna 1, correlacionando o equipamento com as respectivas variáveis de projeto de dimensionamento.

COLUNA 1

1. Resfriador

2. Condensador

3. Misturador

4. Extrator

COLUNA 2

( ) São consideradas conhecidas a vazão da corrente de processo e as condições das correntes de entrada, sendo as metas o tempo de residência, necessário para o cálculo de volume e a fração recuperada. Como exemplo, o objetivo é determinar o volume do decantador e a vazão de benzeno necessários para recuperar 60% do ácido benzoico presente na corrente de alimentação, com um tempo de residência de 5 min. A temperatura do benzeno é 25 ºC.

( ) São consideradas conhecidas a vazão da corrente de processo e as condições das correntes de entrada, sendo as metas as temperaturas de saída. Como exemplo, o objetivo é determinar a vazão de água e a área de troca térmica. O fluido de interesse é benzeno de vapor saturado a líquido saturado, e a água se encontra a 15 ºC e deve saira 30 ºC.

( ) São consideradas conhecidas a vazão da corrente de processo e as condições das correntes de entrada, sendo as metas as temperaturas de saída. Como exemplo, o objetivo é determinar a vazão de água e a área de troca térmica. O fluido de interesse é benzeno líquido saturado, e a água se encontra a 15 ºC e deve sair a 30 ºC.

( ) São consideradas conhecidas a vazão da corrente de processo e as condições das correntes de entrada, sendo a meta a vazão de saída. Como exemplo, o objetivo é determinar a vazão de benzeno necessária para produzir, com os 30.000 kg/h de outra corrente, uma corrente final com 40.000 kg/h. As duas correntes de entrada se encontram a 25 ºC, resultando 25 ºC também para a corrente de saida.

Qual alternativa preenche, CORRETAMENTE, os parênteses, na ordem em que aparecem?

Válvulas são dispositivos amplamente usados em diversos setores da indústria. Elas podem servir para bloquear o fluxo de fluidos, alterar a direção ou controlar o fluxo. Além disso, algumas são projetadas com geometrias mais complexas, em que cada posição adotada muda as direções de fluxo de entrada e retorno de um sistema.

Sobre essas válvulas, é correto afirmar que:

Para a determinação de cromatografia de uma substância (X), o método do padrão interno foi usado. As soluções de amostra e padrão foram analisadas nas mesmas condições e continham a mesma concentração de padrão interno (0,100 μg L^-1). Os dados abaixo foram obtidos.

Assinale a alternativa que apresenta a concentração da substância X na amostra.

Por definição, Metrologia é a ciência das medições e, por analogia, a metrologia química é a ciência das medições químicas. A metrologia química atua na qualidade e na confiabilidade dos resultados das medições químicas, através de várias ferramentas, a principal delas é o desenvolvimento de padrões/referências, que em química são chamados de materiais de referência. Além dos materiais de referência, tem-se o desenvolvimento de métodos ou procedimentos de referência, a organização de ensaios de proficiência, para avaliar como os laboratórios estão medindo, a capacitação de profissionais, dentre outras ferramentas, para que possamos ter certeza que a água que bebemos, os alimentos comemos e o ar que respiramos não estão contaminados e que os medicamentos têm a composição e concentração descritas em sua bula.

Capa: Metrologia Química. Entrevistando Vanderléa de Souza. Revista de Química Industrial, n. 737, p. 3, 4º trimestre de 2012 (fragmento).

Com referência a aspectos diversos pertinentes a metrologia química, entre eles exatidão, incerteza de medição, calibração de equipamentos, rastreabilidade e outros, assinale a opção correta.

Um laboratório de análises físico-químicas e de elucidação estrutural de compostos orgânicos recebeu uma amostra para que fossem identificadas as substâncias presentes. O químico responsável pela técnica de espectroscopia no infravermelho realizou a análise dessa amostra e, após a interpretação do espectro infravermelho, suspeitou da presença dos isômeros: acetona e prop-2-en-1-ol. Para apresentar esse resultado ao coordenador do laboratório, o químico destacou três principais observações acerca da sua interpretação. Sobre essas observações, analise as assertivas a seguir e assinale a alternativa que aponta a(s) correta(s).

I. A presença da acetona foi caracterizada pela forte absorção da carbonila a 1715 cm⁻¹.

II. A absorção a 3550 cm⁻¹ corresponde ao grupo álcool (−OH) do prop-2-en-1-ol.

III. A absorção a 3100 cm⁻¹ corresponde ao estiramento da ligação dupla (C=C) da molécula prop-2-en-1ol.

O projeto de processos químicos é um conjunto numeroso e diversificado de atividades, que são desenvolvidas por uma equipe de Engenheiros Quimicos, a partir da decisão de se produzir um determinado produto em escala industrial. O resultado é um plano bem definido para a construção e a operação da instalação desejada. É importante definir, no decorrer do projeto, os seguintes parâmetros, sem os quais o projeto pode não ser exitoso:

O conceito de estabilidade é extremamente importante para a teoria de sistemas de controle. O termo estabilidade é muito usado na linguagem comum, para descrever acontecimentos corriqueiros, sendo, em termos gerais, associado a fenômenos que variam pouco ou não variam. Considere os dois sistemas na figura a seguir: à esquerda, temos um pêndulo simples, e, à direita, um pêndulo invertido.

Ao analisar a estabilidade desses dois sistemas, pode-se afirmar:

Os modelos matemáticos que representam processos consideram, em algumas situações, comportamentos dinâmicos do processo e, em outros casos, apenas relações estáticas. A escolha do modelo de representação de um processo depende fortemente do tipo de fenômeno que se quer representar e da escala de tempo considerada. Em relação aos modelos matemáticos, analise as afirmações e julgue V, para as verdadeiras, ou F, para as falsas.

( ) Define-se como característica estática de um processo o conjunto de equações e intervalos das diferentes variáveis do processo que determinam seus pontos de operação.

( ) O ganho estático de um processo relaciona a variação estática que se obtém no canal de saída de um sistema quando a variação é produzida em um dos canais de entrada.

( ) O regime transitório é definido como o período no qual a variável de processo apresenta um comportamento aproximadamente constante.

( ) O regime permanente de uma variável de processo, que varia de um equilíbrio inicial y_o para um segundo equilíbrio y₁, retrata os momentos de tempo para os quais y ainda não chegou suficientemente perto de y_f.

Qual alternativa preenche, CORRETAMENTE, os parênteses, na ordem em que aparecem?

Para execução de 1,00 metro de uma rede de recalque industrial são necessários 0,8 horas de soldador, 1,2 horas de encanador, 1,05 metros de tubulação e 100 gramas de gás para soldagem. Os custos unitários do soldador, encanador, tubulação e gás para soldagem são, respectivamente, R$28,50, R$15,00, R$180,00, R$0,20. Assinale a alternativa que indica corretamente o custo total para execução de 75 metros de rede de recalque:

Com os dados de pressão e temperatura em determinada condição termodinâmica, o volume específico de um determinado gás é obtido através da modelagem escolhida para a equação de estado. Se a modelagem for a de gás perfeito, o volume específico obtido seria igual a 0,012 m³/kg. Porém, se a modelagem for a do fator de compressibilidade, Z, então o valor de 0,006 m³/kg é encontrado.

Com base nessas informações, verifica-se o seguinte:

Em uma fábrica de produtos químicos, um sistema de controle é utilizado para manter a temperatura de um reator em um valor desejado. O engenheiro de controle de processos analisou a resposta do sistema e decidiu traçar um Diagrama de Bode para avaliar a estabilidade e o desempenho do controlador.

Diante desse contexto, o(s) objetivo(s) principal(is) do Diagrama de Bode é(são)

Considere um processo químico de produção de etanol a partir da fermentação de açúcares. Durante a fermentação, o açúcar é transformado em etanol e dióxido de carbono em um reator químico. Uma das formas de aumentar a eficiência desse processo é controlar a temperatura do reator. Para isso, um sistema de controle de temperatura é implementado, que utiliza um controlador proporcional-integral-derivativo (PID). O controlador PID ajusta a vazão do fluido que circula pelo reator para manter a temperatura no valor desejado. Com base nesse cenário, qual das seguintes alternativas é verdadeira sobre o sistema de controle PID?

O controle de qualidade é fundamental para garantir que os produtos e processos industriais atendam aos requisitos especificados e apresentem desempenho satisfatório. Nesse contexto, o controle de qualidade pode ser realizado por meio de diversas técnicas e ferramentas, incluindo o controle estatístico de processo, que é uma técnica utilizada para:

A válvula de controle é usada na regulação de fluxo de líquido ou gás em um sistema industrial, para controlar a quantidade de um produto produzido ou para manter uma temperatura ou pressão especificada.

A automação industrial é uma das áreas de atuação de um engenheiro químico. Em relação aos sistemas supervisórios, é correto afirmar que: