Engenharia química

Engenharia química é o ramo da engenharia responsável por projetar, construir e operar plantas químicas industriais. É também conhecida como engenharia universal por ser um ramo da engenharia que combina conhecimentos de química, biologia, física, computação e matemática para projetar, construir, e operar plantas químicas de matérias-primas em produtos finais através de processos químicos, biológicos ou físicos, divididos entre reatores e operações unitárias.[1]

Numa definição mais formal, dada pelo American Institute of Chemical Engineers (AIChe): “Engenharia química é a área/profissão que dedica-se à concepção, desenvolvimento, dimensionamento, melhoramento e aplicação dos Processos e dos seus Produtos. Neste âmbito inclui-se a análise econômica, dimensionamento, construção, operação, controle e gestão das Unidades Industriais que concretizam esses Processos, assim como a investigação e formação nesses domínios”.[2]

Embora a engenharia química tenha sido concebida inicialmente na Inglaterra, sofreu seu desenvolvimento principal nos Estados Unidos, impelida primeiramente pelo petróleo e indústrias químicas pesadas, e depois pela indústria petroquímica, com a produção de plásticos, borracha sintética e fibras sintéticas a partir do petróleo e do gás-natural. No início do século passado, a engenharia química adaptou para grande escala os processos físicos de separação tais como destilação, absorção e extração, que já eram feitos em laboratórios , os quais foram combinados os princípios de transferência de massa, fluidodinâmica e transferência de calor com a finalidade de projetar fábricas e usinas.

Os projetos de engenharia química são baseados em três leis fundamentais: conservação de massa, conservação de energia e conservação de quantidade de movimento. Seus fundamentos clássicos são principalmente a Termodinâmica e os Fenômenos de Transporte, a partir dos quais são delineados os projetos de Cinética Química e Cálculo de Reatores e de Operações Unitárias. Os Fenômenos de Transporte podem ser dividido em Mecânica dos Fluidos, Transferência de massa e a Transferência de calor. Além das leis fundamentais supramencionadas, existem outras leis e restrições técnicas importantes contempladas pelos princípios fundamentais da engenharia química (por exemplo, equilíbrio químico e equilíbrio de fases, balanço entrópico e reversibilidade de processos e difusão de calor e de massa mediante gradiente) e, também, por outras sub-áreas, cabendo ressaltar a importância da viabilidade financeira, da Engenharia de Controle e Instrumentação, da Engenharia de Materiais e da Engenharia de Projetos.[3]

A entre os processos são determinados através da aplicação das leis fundamentais da Física. Na aplicação de tais leis os engenheiros químicos utilizam

A tarefa complexa de dimensionamento e análise de equipamentos da engenharia química pode ser auxiliada pela simulação de processos. Os simuladores (ASCEND, Aspen Plus, CFX, Design II, Dymola, EMSO, Hysys, Petro-SIM, Pro II, SysCAD, DWSIM, dentre outros) resolvem os balanços de massa e energia e são normalmente acompanhados de uma biblioteca de equipamentos que representam as mais diversas operações unitárias da engenharia química. Simulação é apenas mais uma ferramenta que o engenheiro químico pode lançar mão. Porém o domínio dos conceitos básicos são insubstituíveis.