Considerando as afirmações a seguir sobre controle de processos:
I. O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático).
II. A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é manipular a relação entrada/saída de energia ou material, de maneira que a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos.
III. Os sistemas de controle preponderam enquanto o processo controlado estiver operando dentro das condições normais para os quais ele foi projetado, enquanto que os sistemas de segurança preponderam sempre que o processo controlado sair das condições normais de operação.
IV. O conceito de malha aberta é frequentemente utilizado nas discussões dos sistemas de controle para indicar que está se investigando a dinâmica do processo em uma condição não controlada.
Conclui-se que:
a) Apenas as afirmações I, II e IV estão corretas.
b) Apenas as afirmações III e IV estão corretas.
c) Apenas as afirmações II e III estão corretas.
d) Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas.
e) Todas as afirmações estão corretas.

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado pede e quais afirmações ele dá.
O enunciado apresenta quatro afirmações:
  • I. O controle em malha fechada pode ser realizado por um operador humano (controle manual) ou mediante a utilização de instrumentação (controle automático).
  • II. A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é manipular a relação entrada/saída de energia ou material, de maneira que a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos.
  • III. Os sistemas de controle preponderam enquanto o processo controlado estiver operando dentro das condições normais para os quais ele foi projetado, enquanto que os sistemas de segurança preponderam sempre que o processo controlado sair das condições normais de operação.
  • IV. O conceito de malha aberta é frequentemente utilizado nas discussões dos sistemas de controle para indicar que está se investigando a dinâmica do processo em uma condição não controlada.
A tarefa é identificar quais dessas afirmações são corretas e escolher entre as alternativas:
  • (a) Apenas as afirmações I, II e IV estão corretas.
  • (b) Apenas as afirmações III e IV estão corretas.
  • (c) Apenas as afirmações II e III estão corretas.
  • (d) Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas.
  • (e) Todas as afirmações estão corretas.

Passo 2

Análise da afirmação I.
Primeiro, o que significa “malha fechada” em termos simples? Malha fechada é quando existe feedback: a variável que se quer controlar é medida, essa medida é comparada a um valor desejado (setpoint) e a diferença faz com que se ajuste a entrada (válvula, motor, etc.) para reduzir o erro. O ponto importante: quem aplica o ajuste pode ser uma pessoa ou um dispositivo automático — o que define a malha é o uso do feedback, não se é humano ou automático.
Exemplo simples e prático: um operador observa o nível de um tanque (medindo visualmente) e ajusta manualmente a válvula de alimentação para manter o nível. Esse processo é uma malha fechada com controle manual, porque há medição-observação e ação corretiva baseada nessa medição. Portanto a afirmação I está correta.

Passo 3

Análise da afirmação II.
Aqui precisamos distinguir dois termos muito usados em controle de processos:
  • “Variável manipulada” (abreviada normalmente de MV) é a variável que o controlador muda diretamente — por exemplo, posição de válvula, vazão de alimentação, potência aplicada.
  • “Variável controlada” ou “variável de processo” (abreviada CV) é a grandeza que se quer manter em um valor desejado — por exemplo, nível do tanque, temperatura, pressão.
A função fundamental do sistema de controle em malha fechada é justamente manipular a MV de forma a manter a CV em torno do setpoint ou dentro dos limites especificados. Note o detalhe: não é a MV que tipicamente se quer manter nos limites; a MV é o meio de ação para manter a CV. A afirmação II diz que a função é manipular a relação entrada/saída para que “a variável manipulada do processo seja mantida dentro dos limites estabelecidos” — isso coloca o foco no termo trocado: parece dizer que a MV é o alvo a manter, quando o alvo costuma ser a CV.
Para ilustrar com exemplo: se a CV é temperatura e a MV é potência do aquecedor, o controle aumenta ou diminui a potência para manter a temperatura. O objetivo é manter a temperatura (a CV), não manter a potência em um valor fixo. Por isso a redação da afirmação II está incorreta/enganosa: ela confunde alvo (variável controlada) com a variável manipulada. Conclusão: a afirmação II é falsa.

Passo 4

Análise da afirmação III.
Em sistemas industriais costuma haver uma separação funcional:
  • Sistemas de controle (controladores de malha, lógicas normais) atuam para manter o processo dentro das condições normais de operação — ou seja, operação desejada e eficiente.
  • Sistemas de segurança (shutdown, alarme crítico, sistemas instrumentados de segurança) são projetados para atuar quando o processo sai das condições normais e há risco de dano, perda ou perigo — normalmente são mais restritivos, com lógica independente e ações automáticas para colocar o processo numa condição segura.
Isso é exatamente o que a afirmação III diz: controle prepondera em operação normal; segurança prepondera quando sai das condições normais. Essa distinção é usada rotineiramente no projeto de plantas (defesa em profundidade). Portanto a afirmação III está correta.

Passo 5

Análise da afirmação IV.
“Malha aberta” refere-se a um arranjo sem feedback: a ação é aplicada sem medir e corrigir com base na variável controlada. Em discussões e estudos, trabalhar em malha aberta pode significar estudar a dinâmica do processo sem que um controlador esteja atuando — ou seja, observar a resposta natural do processo a entradas sem realimentação. Assim, afirmar que o conceito de malha aberta é frequentemente usado para indicar investigação da dinâmica do processo em condição não controlada está coerente com o uso técnico: malha aberta = sem controle (sem realimentação). Logo a afirmação IV é correta.

Passo 6

Resumo das verdades das afirmações:
  • I: verdadeira.
  • II: falsa (confunde variável manipulada com variável controlada).
  • III: verdadeira.
  • IV: verdadeira.
As afirmações verdadeiras são I, III e IV, o que corresponde à alternativa (d).

Resposta

(d)

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