Como a Física aparece na rotina de um engenheiro?

*Escrito por: Ricardo Noboru Igarashi, docente do curso de Engenharia de Produção da Faculdade ESEG

A física está muito mais presente na engenharia do que muita gente imagina e não só nos cálculos!

Ela aparece em decisões do dia a dia, no funcionamento de máquinas, na eficiência de processos e até na segurança de sistemas industriais.

Se você pensa em seguir carreira na engenharia, entender como a física se conecta com a prática pode mudar completamente a sua visão sobre a área.

Afinal, mais do que teoria, ela é uma ferramenta essencial para quem quer inovar, resolver problemas e atuar com tecnologia.

Se você quer entender mais sobre a física na engenharia, continue a leitura!

O que é Física para Engenharia?

Quando muitos estudantes ingressam em um curso de engenharia, uma das primeiras dúvidas que surgem é: para quê estudar física se eu quero trabalhar na indústria, com gestão ou com tecnologia?

A resposta está no próprio papel da física na engenharia: ela é a base que permite entender, analisar e resolver problemas reais. Mais do que teoria, a física funciona como uma ferramenta prática usada para projetar máquinas, melhorar processos e garantir segurança.

– Diferença entre física do ensino médio e física aplicada à engenharia

Essa dúvida é comum porque, no ensino médio, a física costuma ser apresentada de forma muito teórica, com um caráter mais introdutório.

O objetivo principal da física no ensino médio é de apresentar conceitos fundamentais, como movimento, força, energia e eletricidade, de forma acessível.

Os problemas geralmente são simplificados e a matemática utilizada é mais básica, focada na aplicação direta de fórmulas. Além disso, nessa etapa, o principal objetivo do aluno é ser aprovado em algum vestibular.

A história muda quando o aluno entra em um curso de engenharia. A física passa a ter um papel importante em aplicações práticas. Essas aplicações aparecem em diferentes áreas da engenharia que estão relacionadas à energia, máquinas, eletrônica e processos industriais.

Desta forma, em vez de apenas resolver exercícios, o engenheiro utiliza os princípios da física para:

• projetar equipamentos;
• melhorar processos produtivos;
• garantir a segurança de sistemas.

Vale mencionar que na engenharia a matemática também se torna mais complexa com o uso de cálculos diferenciais e integrais. Mais recentemente, com o avanço da tecnologia e com o surgimento de computadores mais robustos, o uso de ferramentas de Big Data (análise de dados) se tornaram mais comuns.

Leia também: Afinal, Engenharia de Produção tem muitos cálculos?

Quais são as 4 aplicações da Física na Engenharia?

A seguir, são apresentados alguns exemplos de como a física aparece na rotina de diferentes atividades da engenharia.

1. Funcionamento de máquinas industriais:

O uso da física na indústria se deve ao fato de que as máquinas industriais obedecem às leis da Mecânica. Neste contexto, o engenheiro deve compreender como as forças são transmitidas nos diferentes tipos de engrenagens do maquinário.

Como exemplo, podemos considerar que uma máquina precisa transportar um determinado peso. Sabemos que, neste caso, é necessário usar as leis de Newton para dimensionar o motor dessa máquina, a fim de atender esse objetivo.

Além disso, esse dimensionamento não deve levar em conta apenas a força, mas também o torque (que é a força vezes uma distância) e a potência desse motor. Adicionalmente, é possível projetar o sistema de forma que a velocidade de rotação de engrenagens do maquinário seja aumentada.

2. Energia e eficiência:

Outra atividade que aparece na engenharia é o uso adequado da energia. Vale lembrar que, nos fenômenos físicos, a energia está sempre em transformação. Por exemplo, no ensino médio, estudamos quando um objeto cai de uma certa altura, a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética.

No entanto, em uma operação industrial, também há transformação de energia, mas com perdas. Diferentemente de exemplos ideais, como um objeto em queda, parte da energia acaba sendo dissipada principalmente em forma de calor. A física permite identificar essas perdas e propõe soluções para reduzi-las.

Um exemplo é o uso de motores elétricos em uma indústria. Parte da energia elétrica recebida por esses motores não é convertida em trabalho útil. Isso ocorre porque nenhum motor atinge 100% da eficiência, conforme estabelecem as Leis da Termodinâmica. Desta forma, cabe ao engenheiro propor soluções para minimizar essas perdas.

Uma das alternativas é a substituição por máquinas mais eficientes ou a otimização do uso desses motores. Além disso, fatores como iluminação e sistemas de refrigeração do ambiente onde esses motores operam também são fundamentais para melhorar o consumo de energia da fábrica e reduzir impactos ambientais.

Leia também: O que faz um engenheiro de produção? Confira como é essa carreira

3. Estruturas e resistência:

No ensino médio utilizamos o conceito de equilíbrio estático para o cálculo de forças. Na engenharia esse conceito é aplicado à segurança de estruturas e equipamentos industriais, pois essa segurança depende de uma análise adequada das forças envolvidas.

Em uma fábrica, sempre que um material suporta um peso ou está sujeito a esforços, é necessário verificar se ele resistirá sem deformar ou romper. Um exemplo disso, é a colocação de um maquinário pesado em uma fábrica. Neste caso, o engenheiro deve realizar cálculos para assegurar que o piso ou a estrutura onde o equipamento será instalado suportará a carga.

Outro exemplo são os grandes armazéns e centros de distribuição, que possuem estruturas metálicas capazes de suportar grandes volumes de produtos. A física é utilizada para calcular as forças internas dessas estruturas, garantindo que suportem todo esse peso com segurança.

4. Termodinâmica e processos industriais:

A termodinâmica tem como objetivo estudar os conceitos de temperatura, calor e os diferentes tipos de transformação associadas às mudanças de temperatura.

Esses conceitos são utilizados muito na indústria, uma vez que há diversos sistemas de aquecimento e resfriamento em várias etapas de produção. Dessa forma, um controle adequado de temperatura é fundamental para garantir a qualidade da produção e a eficiência dos processos.

Um exemplo do uso da termodinâmica são os fornos industriais que atingem temperaturas elevadíssimas. Eles são utilizados em diversas aplicações que vão desde a indústria cerâmica até a metalurgia.

Por outro lado, existem também sistemas de refrigeração que precisam manter substâncias a temperaturas muito baixas. Nesse contexto, os engenheiros devem saber controlar essas temperaturas para preservar as propriedades dos materiais processados nesses sistemas.

A termodinâmica também está presente na geração de energia. Um exemplo são as usinas térmicas, nas quais a geração de calor é responsável pela produção de energia elétrica, que podem ser usadas para fins industriais.

O que um engenheiro de produção faz com a Física na prática?

O engenheiro de produção vai usar os conceitos físicos como ferramenta na indústria para melhorar processos, reduzir custos, maximizar a produção aumentando a eficiência dos sistemas produtivos.

Na prática, podemos colocar os exemplos acima citados:

• Analisando o funcionamento de máquinas e propor melhorias.
• Otimizar o consumo de energia;
• Garantir a segurança de estruturas e equipamentos;
• Controlar os processos que dependem de temperatura e energia.

Leia também: Quais são os 7 tipos de engenharia?

Conclusão

Mostramos que a Física tem várias aplicações na área de engenharia, pois mais que um conjunto de fórmulas, a física deve ser entendida como uma ferramenta que amplia a capacidade do engenheiro de analisar situações, propor soluções e inovar.

Dessa forma, o conhecimento em Física potencializa as oportunidades profissionais, tornando o engenheiro mais preparado para atuar em diferentes contextos, da tecnologia e da sociedade.

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