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FUNDAMENTOS DE 
INSTRUMENTAÇÃO
AULA 08
Docente: Natália Santana
Curso: Técnico em Automação Industrial
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CLASSROOM – GOOGLE SALA DE AULA
CÓDIGO DA TURMA: zvl3c6x
Fundamentos de Instrumentação
G91162 - Matutino
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Equipamentos industriais utilizados em 
transformações físicas 
Trocador de Calor
Bombas
Compressores
Equipamentos industriais utilizados em 
transformações químicas
Forno
Caldeira
Reator tubular
Fluxogramas de processos
As tubulações industriais
Acessórios
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Equipamentos 
industriais utilizados em 
transformações físicas 
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
• As empresas que operam com processos contínuos possuem diferentes etapas 
produtivas, mas em todas elas ocorre algum tipo de transformação da matéria ou da 
energia. 
• Um tipo de transformação muito comum no processo industrial é a transformação física, 
como, por exemplo, aquecimento de água, compressão de gases ou transferência de 
líquidos de um recipiente para outro.
• Para que ocorram as transformações físicas, são necessários diversos tipos de 
equipamentos industriais, entre eles bombas, compressores, tanques e outros. 
• A transformação física é aquela em que a substância resultante ao final do processo 
é a mesma que estava desde o seu início, por exemplo: fusão do gelo, 
congelamento e evaporação da água.
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
Vídeo sobre “Transformações físicas”:
https://www.youtube.com/watch?v=8y4eRq03X_o
Nos processos industriais, as substâncias podem se apresentar a partir de três 
estados físicos (sólido, líquido e gasoso), e as mudanças de um estado para outro 
nos produtos são etapas comuns. 
Além das mudanças de fase, há outras transformações físicas, por exemplo: 
➢ Aquecimento e resfriamento 
➢ Transferência de produtos
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO
Os processos de aquecimento e resfriamento são etapas necessárias para a 
adequação da temperatura das substâncias, conforme a especificação do produto. 
Exemplo de equipamento utilizados para aquecimento de produtos:
➢ Trocador de Calor
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Trocador de calor
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TROCADOR DE CALOR
Trocador ou permutador de calor é um equipamento empregado para transferência 
térmica entre substâncias que se encontram com temperaturas diferentes. 
Um trocador de calor é inserido em um processo para arrefecer (resfriar) ou aquecer uma 
determinada substância.
Esse equipamento é usado, normalmente, em:
➢ Sistemas de aquecimento e refrigeração de usinas de geração de energia
➢ Empresas químicas;
➢ Unidades petroquímicas;
➢ Refinarias de petróleo;
➢ Empresas de processamento de gás natural; 
➢ Unidades de tratamento de águas residuais. 
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TROCADOR DE CALOR
Em um sistema de troca térmica com trocador de calor a substância que está mais aquecida 
cede calor para a substância que está mais fria. 
Ao passarem por dentro do trocador de calor, as substâncias realizam percursos diferentes 
pelas estruturas internas do equipamento, de forma que as substâncias não entram em 
contato físico direto uma com a outra, mas realizam a transferência de calor entre elas.
Figura 1. Desenho básico de um trocador de calor
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TROCADOR DE CALOR
• O que define se um trocador de calor é usado para aquecimento ou 
resfriamento é o fluido do processo. 
• Quando o fluido do processo está com a temperatura mais alta do que o 
necessário, é preciso resfriá-lo, então o trocador é de resfriamento. Quando o 
fluido do processo está com a temperatura mais baixa do que a requerida, é 
preciso aquecê-lo, então o trocador é de aquecimento.
• Quando o trocador é empregado para resfriar o produto do processo, a 
substância mais fria é chamada de fluido refrigerante. Quando o trocador é 
empregado para aquecer o produto do processo, a substância mais quente é 
chamada de fluido de aquecimento
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
TRANSFERÊNCIA DE PRODUTOS
Os processos contínuos podem ser constituídos por várias etapas produtivas que 
ocorrem em equipamentos específicos da instalação industrial. Por isso, entre as 
etapas do processo, é muito comum ocorrer a transferência de produtos de um 
equipamento para outro.
As máquinas mais empregadas para a transferência dos produtos são:
➢ Bombas;
➢ Compressores;
➢ Entre outros, que transformam a energia mecânica (de movimento 
rotativo) em energia cinética (velocidade).
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Bombas
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BOMBAS
• As bombas são máquinas que transferem energia ao líquido a fim de 
transportá-lo de um ponto para outro. 
• As bombas recebem energia de uma fonte motora (por exemplo, motores 
elétricos ou a combustão) e transferem essa energia para o fluido sob forma 
de pressão e velocidade. Um dos tipos de bombas mais empregados na 
indústria são bombas centrífugas.
Figura 2. Bomba centrífuga
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COMPRESSORES
São máquinas mais complexas que as bombas e são empregadas 
exclusivamente na compressão e transferência de gases entre as etapas de 
um processo. 
Os compressores também recebem energia de fontes motoras e as transferem 
para os gases sob forma de pressão e velocidade. 
Um dos tipos de compressores mais empregados na indústria é o rotativo.
Figura 3. Compressor rotativo
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Equipamentos industriais 
utilizados em transformações 
químicas
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
As reações químicas
Em uma transformação química, as substâncias que iniciaram o processo são chamadas 
de reagentes de reação, enquanto a nova substância resultante do processo é chamada de 
produto da reação. 
Geralmente, as transformações químicas são observadas pelos efeitos que produzem, 
como mudança de cor, variação de temperatura, liberação de gás e queima de uma 
substância.
As transformações que envolvem as substâncias químicas são eventos importantes para 
os processos produtivos industriais. Em muitas empresas, esse tipo de transformação 
também é chamada de reações químicas ou simplesmente de reações do processo.
Nas indústrias, para que reações químicas ocorram nos processos produtivos, são 
necessárias condições específicas e equipamentos adequados. Algumas das reações 
químicas mais frequentes nos processos industriais são: Combustão e Polimerização.
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
A COMBUSTÃO E SEUS EQUIPAMENTOS
• A combustão é uma reação química em cadeia que 
ocorre entre dois ou mais reagentes denominados 
combustíveis (óleos, gases e carvão) e comburentes 
(oxigênio). 
• A combustão é uma reação exotérmica, isto é, há uma 
liberação de energia na forma de calor que só termina 
quando o suprimento de combustível ou de 
comburente for interrompido. 
• A combustão é chamada de completa quando existe 
oxigênio suficiente para consumir todo o combustível. 
Já na combustão incompleta, a quantidade de 
oxigênio não é suficiente para consumir todo o 
combustível. Desse modo, gera-se menos energia e 
são produzidos resíduos muito tóxicos para o meio 
ambiente. 
• Por isso, nos processos industriais, existe um rigoroso 
controle da mistura entre combustível e comburente 
nas reações químicas. 
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EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS UTILIZADOS EM 
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
A COMBUSTÃO E SEUS EQUIPAMENTOS
Na indústria, as reações de combustão são realizadas em equipamentos tipo 
fornos e caldeiras, cujas finalidades são:
➢ Geração de vapor para movimentar turbinas;
➢ Fornecimento de vapor para aquecimento de tubos e equipamentos 
industriais;
➢ Fornecimento de energia térmica para reações de destilação e 
fracionamento de líquidos;
➢ Fornecimento de energia térmica para cozimentos de alimentos; 
➢ Fornecimento de energia térmica para a fundição de metais.
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Forno
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FORNO
• O forno é um equipamento projetado para fornecer energia térmica para elevar 
a temperatura de grandes quantidades de fluidos, viabilizando as operações de 
destilação, craqueamento e reações químicas específicas como a pirólise. 
• Pirólise é uma reação química de decomposição de um composto químico por
aquecimento a temperatura elevada, sem intervenção de oxigênio, para a 
obtenção de diferentes substâncias com interesse comercial.
• O forno, geralmente é composto por queimadores e tubos que estão colocados 
próximos às paredes laterais e ao teto da câmara de combustão.
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FORNO
• A energia calorífica do fogo, gerada pela queima de combustíveis (óleos, 
gases, carvão mineral e lenha), é transferida para os fluidos do processo que 
circulam por dentro dos tubos.
• Os fluidos que saem a altas temperaturas do forno são transferidos para outros
equipamentos, em condições de realizar as operações de destilação, 
craqueamento e outras reações químicas, como acontece nos
fornos industriais.
Figura 4. Forno
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Caldeira
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CALDEIRA
A caldeira é um equipamento que tem a função de produzir vapor com pressão 
superior à pressão atmosférica, por meio do aquecimento de água a partir de uma 
fonte geradora de calor. 
Como as caldeiras funcionam com pressões elevadas, sua operação é 
regulamentada pela norma NR-13, que parametriza os quesitos de segurança do 
equipamento.
A NR-13, Norma Regulamentadora nº 13, criada pelo Ministério do Trabalho e do
Emprego, define regras e requisitos básicos para garantir a integridade das 
estruturas de caldeiras a vapor e vasos de pressão, utilizados nas operações 
industriais. Essa regra é fundamental para garantir a segurança dos processos 
industriais relativos à caldeiras, vapor e vasos de pressão.
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CALDEIRA
Em uma caldeira tubular, a água circula dentro de um conjunto de tubos aquecidos 
por gases gerados pela combustão de óleo, carvão e outros combustíveis. 
Na próxima figura, temos a estrutura de funcionamento uma caldeira tubular, 
apresentando a tubulação de gases e diversos equipamentos e instrumentos que 
estão interligados à caldeira.
Figura 5. Caldeira tubular
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Reator tubular
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REATOR TUBULAR
• O reator tubular é constituído por tubos cilíndricos isolados dispostos em linha 
reta ou em espiral (tipo serpentina). 
• O reator é o principal equipamento utilizado nos processos de polimerização.
• A polimerização é uma transformação química utilizada nas indústrias 
petroquímicas para produzir algumas resinas plásticas importantes, como 
polipropileno (PP), polietileno (PEBD, PEAD), poliestireno (PS), entre outras.
• Essas resinas são transformadas em muitos objetos plásticos que usamos 
diariamente, dentre os quais podemos citar sacolas de mercado, utensílios 
domésticos (potes, copos, jarras), peças para automóveis (painéis, para-
choques, acessórios).
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REATOR TUBULAR
As substâncias que participam desse processo circulam pelo interior dos tubos, 
enquanto os fluidos que realizam a troca de calor necessária para fornecer ou 
retirar energia térmica do sistema circulam pela parte externa dos tubos 
(denominadas camisas).
O uso do reator tubular é mais comum para reações em fase gasosa, e as 
variáveis controladas nesses processos são temperatura, pressão e velocidade 
dos gases. 
Figura 6. Reator tubular
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Fluxogramas 
de processos
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FLUXOGRAMAS DE PROCESSOS
Os fluxogramas de processos são desenhos que representam os equipamentos e 
os instrumentos que compõem a montagem industrial e, por isso, são 
denominados Diagramas de Processo e Instrumentação ou P&ID (Processos and 
Instrumentation Diagram).
Figura 7. Fluxograma ou Diagrama simplificado de um processo industrial
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FLUXOGRAMAS DE PROCESSOS
Os diagramas P&ID são elaborados com simbologia adequadas, conforme 
normas da ANSI/ISA – 5.1 – Instrumentation Symbols and Identification e ABNT 
NBR – 8190 Simbologia de Instrumentação.
A ISA é a Sociedade Internacional de Automação (International Society of 
Automation) que estabelece o conjunto de normas visando à uniformidade de 
projeto e instalações em automação industrial.
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As tubulações 
industriais
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AS TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
As tubulações são estruturas rígidas (metálicas ou de outros materiais resistentes) 
que interligam os diversos equipamentos dos processos contínuos. Sua finalidade 
é transferir produtos, utilidades e insumos (líquidos, sólidos e gasosos) para as 
diferentes etapas das instalações industriais.
As tubulações industriais podem ser dividas em duas classes distintas: tubulações 
dentro de instalações industriais e tubulações fora de instalações industriais. 
As tubulações localizadas internamente nas instalações industriais abrangem 
tubulações de processo, utilidades e instrumentação.
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AS TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Para facilitar a identificação das tubulações industriais, temos a definição de 
cores específicas para cada tipo de tubulação.
As tubulações industriais normalmente são pintadas conforme a norma ABNT 
NBR – 6493:2018Emprego de Cores para Identificação de Tubulações. Essa 
norma define as cores que devem ser utilizadas para identificar as tubulações, de 
acordo com a canalização de fluídos, material fragmentado ou condutores 
elétricos. O objetivo é reduzir riscos e evitar acidentes.
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AS TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Figura 8. Identificação de cores para cada tipo de tubulação
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AS TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES DE PROCESSO
Este tipo de tubulação é formada por um 
conjunto de tubos, geralmente rígidos, que 
interligam os equipamentos que compõem os 
sistemas principais de um processo produtivo.
As tubulações de processo têm a função de 
transferir a matéria-prima essencial para 
que ocorram as transformações físicas e 
químicas envolvidas na produção, como:
➢ Substâncias líquidas (petróleo, gasolina, 
solventes, ácidos e outros compostos 
químicos)
➢ Composto gasosos (GLP, eteno, propeno e 
outros);
➢ Materiais granulados (cavacos de madeira, 
minérios, polímeros, grãos e outros).
Figura 9. Tubulação de processo
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AS TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES DE UTILIDADES
Na indústria, são utilizados alguns tipos de 
insumos que são conhecidos como utilidades 
de uma instalação industrial. Estes insumos 
têm a função de fornecer ou retirar energias de 
produtos e equipamentos, nas mais diferentes 
formas, em várias etapas dos processos.
As utilidades mais importantes são: vapor, 
água, energia elétrica, ar comprimido e alguns 
gases (nitrogênio e oxigênio). Os tubos 
empregados nas transferências desses 
sistemas são classificados como tubulações de 
utilidades. 
A figura mostra um exemplo desse tipo de 
tubulação. A tubulação isolada à esquerda de 
maior diâmetro é para vapor, a verde é para 
água e a amarela para nitrogênio.
Figura 10. Tubulação de utilidades
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AS TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
TUBULAÇÕES DE INSTRUMENTAÇÃO
Figura 11. Tubulação de instrumentação
Este tipo de tubulação representa o conjunto 
que compõe os diversos tubos utilizados para 
as conexões dos instrumentos de medição e 
controle dos processos, como linha de tomadas 
de impulso de instrumentos sensores, tubos 
para suprimento de ar comprimido dos 
dispositivos de acionamentos pneumático e 
tubos para transporte de óleo nos dispositivos 
de acionamentos hidráulicos. 
Na figura ao lado podemos observar que as 
tubulações conectadas ao instrumento são vem 
mais finas do que as outras (as tubulações de 
processo e de utilidade). 
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Acessórios
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Na montagem dos projetos das instalações 
industriais, ocorrem situações em que as 
distâncias que separam os equipamentos são 
maiores do que os comprimentos dos tubos. 
Também é muito frequente a necessidade de 
mudança no direcionamento dos tubos para 
atender os arranjos físicos dos equipamentos. 
Por isso, é necessário o uso de alguns tipos de 
acessórios para contornar essas situações. Os 
acessórios mais comuns são utilizados para:
➢ emendas de tubulações;
➢ mudança na direção e derivação de tubos;
➢ alteração de diâmetros;
➢ fechamento de extremidades das tubulações.
Figura 12. Acessórios mudando a direção 
de tubulações
ACESSÓRIOS
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EMENDA DE TUBULAÇÕES
São conexões empregadas para ajustar o comprimento da tubulação ao espaço disponível. 
As emendas podem ser classificadas de duas formas, de acordo com o tempo de 
intervenção: 
➢ As emendas permanentes 
➢ As emendas temporárias. 
As emendas permanentes são feitas quando não existe uma previsão para a 
desmontagem da tubulação e, nesses casos, as conexões são soldadas nas tubulações, 
como podemos observar na próxima figura.
Figura 13. Emendas permanentes
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EMENDA DE TUBULAÇÕES
As emendas temporárias são conexões que permitem desmontar e montar os trechos de 
tubulações de forma rápida. Elas são empregadas quando já se sabe da necessidade futura 
de alguma manutenção, limpeza, inspeção na tubulação ou no equipamento em que a 
tubulação está conectada. São exemplos de emendas temporárias as conexões por flanges 
(com parafusos) ou as conexões tipo luva e união que possuem roscas internas, 
apresentadas na figura a seguir.
Figura 14. Emendas temporárias: conexões para tubulação de instrumentação
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MUDANÇA NA DIREÇÃO E DERIVAÇÃO DE TUBOS
As conexões empregadas para efetuar mudanças de direção em tubulações são as curvas, 
joelho, conexões T e conexões Y. 
Todos esses acessórios podem ser conectados nas tubulações por meio de solda (emenda 
permanente), roscas ou flanges (emendas temporárias). 
As curvas e os joelhos são utilizados para permitir a formação de ângulos de 45º e 90º. Não 
existe uma definição certa para diferenciar curva de joelho, mas alguns manuais adotam o 
termo curva para as conexões de raio longo e joelho para as conexões de raio curto. Na 
próxima figura, temos alguns exemplos desses acessórios.
Figura 15. Acessórios conectores
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ALTERAÇÃO DE DIÂMETROS
Esta é outra função importante dos acessórios, porque as tubulações por onde circulam os 
produtos dos processos industriais podem mudar de diâmetro ao longo de sua trajetória.
Nos trechos em que circulam grandes volumes de produtos, a tubulação necessita de 
diâmetros maiores e nos trechos onde circulam poucos volumes, os diâmetros são menores.
Para fazer essas alterações de diâmetro das tubulações, são empregadas conexões do tipo 
redução.
As reduções também podem ser conectadas nas tubulações por meio de solda ou por 
roscas e algumas delas podem ser concêntricas e outras excêntricas.
Figura 16. Exemplos de reduções de diâmetro de tubulações 
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FECHAMENTO DE EXTREMIDADES DE TUBULAÇÕES 
Em algumas instalações industriais, as tubulações terminam sem estar conectadas em um
equipamento ou máquina. 
Isso ocorre nas tubulações de distribuição de água, condensado vapor e ar comprimido. 
Por isso, as tubulações desses sistemas de distribuição necessitam de um acessório de 
fechamento. 
As conexões recomendadas para esses casos são o tampão e o flange cego, como 
mostra os exemplos da figura a seguir.
Figura 16. Exemplos de fechamento de tubulações
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REFERÊNCIAS
REFERÊNCIAS BÁSICAS
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Departamento Nacional. Fundamentos da Instrumentação. Porto 
Alegre: SENAI-RS, 2021. 470 p. (Automação e Mecatrônica Industrial).
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL. Departamento Nacional. Introdução à Instrumentação. Porto 
Alegre: SENAI-RS, 2014. 136 p. (Automação e Mecatrônica Industrial).
BEGA, E. A. Instrumentação industrial – Rio de Janeiro: Interciência; IBP, 2006.
ISA-S 5.1-1984, Instrumentation Symbols and Identification, ISA.
REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES
GONÇALVES, M. G. Monitoramento e controle de processos, 2. Rio de Janeiro: PETROBRAS; Brasília: SENAI/ DN, 2003. 
100 p.: il. — (Série Qualificação Básica de Operadores).
TOGNETTI, E. S. Simbologia e Terminologia de lnstrumentagéo da Norma ISA 5.1. Laboratóriode Automação e Robótica 
(LARA). Departamento de Engenharia Elétrica – Universidade de Brasília - UnB, 2017.
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DÚVIDAS
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E-mail:
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