🧮Calculadoras

🔩

Deslocamento Volumétrico do Compressor

Calcula o deslocamento volumétrico de um compressor alternativo, Vd = (π/4)·D²·L·n, o volume varrido pelos pistões, a partir do diâmetro do cilindro (D), do curso (L) e do número de cilindros (n). É a 'cilindrada' do compressor — o volume teórico aspirado por revolução, que, multiplicado pela rotação e pela eficiência volumétrica, dá a vazão real. Define a capacidade do compressor. Informe o diâmetro, o curso e o número de cilindros.

🌀

Vazão Mássica de Refrigerante

Calcula a vazão mássica de refrigerante necessária num ciclo, ṁ = capacidade frigorífica / efeito refrigerante, dividindo a carga de refrigeração desejada (kW) pelo efeito refrigerante específico (kJ/kg, a entalpia absorvida por quilo no evaporador). É quanto refrigerante deve circular por segundo para atender à demanda — base para dimensionar o compressor, as tubulações e a carga de gás do sistema. Informe a capacidade frigorífica e o efeito refrigerante.

📈

COP Real / Eficiência de Carnot

Calcula a eficiência de segunda lei de um refrigerador, η = (COP_real/COP_Carnot)·100%, comparando o COP real medido com o máximo teórico de Carnot para as mesmas temperaturas. Mostra quão perto da perfeição termodinâmica o sistema opera: sistemas reais ficam tipicamente em 40–60% do Carnot, devido a irreversibilidades na compressão, perdas de pressão e diferenças finitas de temperatura nos trocadores. Informe o COP real e o COP de Carnot.

🏭

Carga Térmica de Câmara Fria

Calcula a carga térmica de resfriamento de um produto numa câmara fria, Q = m·cp·ΔT, a partir da massa do produto, do seu calor específico e da variação de temperatura desejada. É a parcela de calor sensível a remover para baixar a temperatura do produto — uma das componentes da carga total da câmara (que inclui também transmissão pelas paredes, infiltração, iluminação, motores e pessoas). Define a capacidade frigorífica necessária. Informe a massa, o calor específico e o ΔT.

🪵

Rendimento de Polpação

Calcula o rendimento de um processo de polpação (cozimento da madeira), R = (massa de polpa seca / massa de madeira seca)·100%, a fração da madeira que se converte em celulose utilizável. A polpação química (kraft) tem rendimento baixo (~45–55%), pois dissolve a lignina e parte das hemiceluloses; a polpação mecânica chega a ~95%, mas com fibras de menor qualidade. É um indicador central da economia e do tipo de processo. Informe a massa de polpa seca e a de madeira seca.

🟤

Número Kappa → Lignina

Estima o teor de lignina residual de uma polpa celulósica a partir do número Kappa, Lignina% ≈ Kappa · 0,15. O número Kappa mede o consumo de permanganato pela polpa, proporcional à lignina remanescente após o cozimento — quanto maior o Kappa, mais lignina (cor escura, fibras mais rígidas) restou. É o principal controle de qualidade da deslignificação, definindo a carga de branqueamento necessária. Informe o número Kappa.

💧

Consistência de Suspensão de Fibras

Calcula a consistência de uma suspensão fibrosa, C = (massa de fibra seca / massa total da suspensão)·100%, a concentração de fibras na água, parâmetro de controle em toda a fábrica de papel. A suspensão é muito diluída no início (consistência baixa, ~0,5%, para formar a folha uniformemente) e vai concentrando ao longo da máquina. Controlar a consistência é essencial para a formação da folha e o consumo de água e energia. Informe a massa de fibra seca e a massa total da suspensão.

📏

Índice de Tração do Papel

Calcula o índice de tração do papel, índice = resistência à tração (N/m) / gramatura (g/m²), em N·m/g, normalizando a resistência pela gramatura para permitir comparar papéis de pesos diferentes. É uma das propriedades mecânicas mais importantes, ligada à resistência das fibras, à ligação entre elas e ao refino. Papéis para embalagem e sacos exigem alto índice de tração. Informe a resistência à tração e a gramatura.

📄

Bulk (Volume Específico) do Papel

Calcula o bulk (volume específico aparente) do papel, bulk = espessura (µm) / gramatura (g/m²), em cm³/g, o inverso da densidade. Um bulk alto significa papel mais 'fofo' e volumoso para o mesmo peso (papéis de livro, cartões, tissue), conferindo rigidez e maciez; bulk baixo dá papel denso e fino (papéis de impressão de alta qualidade, glassine). É um parâmetro-chave de projeto do papel. Informe a espessura e a gramatura.

📐

Comprimento de Ruptura do Papel

Calcula o comprimento de ruptura (autorruptura) do papel, L = índice de tração / 9,80665, em km — o comprimento de uma tira de papel que, pendurada pela ponta, se romperia sob o próprio peso. É uma forma intuitiva e clássica de expressar a resistência à tração, independente da gramatura. Papéis comuns rompem por volta de 3–8 km; papéis de alta resistência, mais. Informe o índice de tração (N·m/g).

💦

Cobb (Absorção de Água do Papel)

Calcula o valor Cobb de um papel, Cobb = ganho de massa (g) / área (m²), em g/m², a quantidade de água absorvida por uma face do papel num tempo padronizado (geralmente 60 s). Mede a resistência à penetração de água, crucial em papéis para embalagem, impressão (controle de cola/tinta) e produtos que contatam líquidos. Cobb baixo indica boa colagem (sizing). Informe o ganho de massa e a área ensaiada.

✂️

Índice de Rasgo do Papel

Calcula o índice de rasgo do papel, índice = força de rasgo (mN) / gramatura (g/m²), em mN·m²/g, normalizando a resistência ao rasgo pela gramatura. O rasgo depende muito do comprimento das fibras (fibras longas resistem mais) — por isso papéis de embalagem usam fibra longa de coníferas. É uma propriedade que muitas vezes compete com a tração (mais refino aumenta a tração mas reduz o rasgo). Informe a força de rasgo e a gramatura.

⚪

Teor de Cinzas (Carga Mineral)

Calcula o teor de cinzas de um papel, cinzas = (massa de cinzas após calcinação / massa de papel)·100%, que corresponde à carga mineral (cargas e pigmentos minerais como carbonato de cálcio, caulim e dióxido de titânio) adicionada à folha. As cargas melhoram opacidade, alvura, lisura e custo (substituem fibra cara), mas em excesso reduzem a resistência. Papéis de impressão têm 10–25% de cinzas. Informe a massa de cinzas e a massa de papel.

💥

Índice de Arrebentamento do Papel

Calcula o índice de arrebentamento (estouro, burst) do papel, índice = resistência ao arrebentamento (kPa) / gramatura (g/m²), em kPa·m²/g, normalizando a pressão que estoura o papel pela gramatura. O ensaio de Mullen aplica pressão crescente com um diafragma de borracha até romper a folha. É a propriedade de resistência mais usada em papéis para embalagem, sacos e papelão ondulado, refletindo tração e alongamento combinados. Informe a resistência ao arrebentamento e a gramatura.

🔥

Retração de Queima (Cerâmica)

Calcula a retração linear de queima de uma peça cerâmica, RL = (L_seco − L_queimado)/L_seco·100%, a redução de tamanho que ocorre durante a sinterização no forno, quando os poros se fecham e as partículas se aproximam. É um parâmetro crítico de controle dimensional: peças de porcelanato têm retração alta (~7%), enquanto cerâmicas porosas retraem pouco. Variações na retração causam descalibração dos produtos. Informe o comprimento seco e o queimado.

💧

Absorção de Água (Cerâmica)

Calcula a absorção de água de uma peça cerâmica, AA = (massa úmida − massa seca)/massa seca·100%, a quantidade de água que os poros abertos absorvem por imersão. É a propriedade que classifica os revestimentos cerâmicos: porcelanato (AA ≤ 0,5%, muito denso e resistente), grês, semigrês, semiporoso e poroso (azulejo, AA > 10%). Quanto menor a absorção, mais sinterizada e resistente a peça. Informe a massa úmida e a massa seca.

🕳️

Porosidade Aparente (Cerâmica)

Calcula a porosidade aparente de uma cerâmica, PA = (massa úmida − massa seca)/(massa úmida − massa imersa)·100%, a fração de volume ocupada por poros abertos (acessíveis à água), medida pelo método de Arquimedes. Diferente da absorção de água (relativa à massa), a porosidade aparente é relativa ao volume. Poros abertos reduzem resistência mecânica e aumentam a permeabilidade. Informe as massas úmida, seca e imersa (pesagem hidrostática).

⚖️

Massa Específica Aparente (Cerâmica)

Calcula a massa específica aparente (densidade aparente) de uma cerâmica, MEA = massa seca/(massa úmida − massa imersa), pelo método de Arquimedes, considerando o volume total da peça (incluindo poros). É um indicador da densificação alcançada na queima: maior densidade aparente significa menos poros e, geralmente, maior resistência. Usa-se a densidade da água (1 g/cm³) na pesagem hidrostática. Informe a massa seca, a úmida e a imersa.

🌋

Perda ao Fogo (Cerâmica)

Calcula a perda ao fogo (PF) de uma matéria-prima cerâmica, PF = (massa antes − massa após calcinação)/massa antes·100%, a massa perdida durante o aquecimento a alta temperatura. Corresponde à saída de água combinada (argilominerais), à queima de matéria orgânica e à decomposição de carbonatos (liberando CO₂). Uma PF alta indica muita argila/matéria volátil e exige cuidado para evitar defeitos (bolhas, trincas). Informe a massa antes e após a calcinação.

📏

Módulo de Ruptura à Flexão (Cerâmica)

Calcula o módulo de ruptura (MOR) à flexão de uma cerâmica em três pontos, MOR = 3·F·L/(2·b·d²), a partir da carga de ruptura (F), da distância entre apoios (L), da largura (b) e da espessura (d) do corpo de prova. É a principal medida de resistência mecânica de cerâmicas e revestimentos (ISO 10545): porcelanatos superam 35 MPa. A dependência com d² mostra por que peças mais espessas resistem muito mais. Informe a carga, a distância entre apoios, a largura e a espessura.

☀️

Retração de Secagem (Cerâmica)

Calcula a retração linear de secagem de uma peça cerâmica, RS = (L_úmido − L_seco)/L_úmido·100%, a redução de tamanho ao perder a água de conformação antes da queima. A água que separava as partículas de argila evapora e elas se aproximam. Retração de secagem excessiva ou desuniforme causa trincas e empenamentos — por isso a secagem é lenta e controlada. Informe o comprimento úmido e o seco.

🧱

Densidade Relativa de Sinterização

Calcula a densidade relativa de um corpo sinterizado, DR = (densidade aparente/densidade teórica)·100%, a fração da densidade máxima (do material totalmente denso, sem poros) que a peça atingiu. É a medida central do grau de sinterização: cerâmicas avançadas buscam DR acima de 99% (quase sem poros) para máxima resistência e propriedades. A porosidade residual é 100% − DR. Informe a densidade aparente (sinterizada) e a densidade teórica.

📐

Retração Total (Cerâmica)

Calcula a retração linear total de uma peça cerâmica, RT = (L_úmido − L_queimado)/L_úmido·100%, somando os efeitos da secagem e da queima desde a peça conformada até o produto final. É a retração que o projetista do molde precisa compensar: a cavidade deve ser maior que a peça final na proporção da retração total, para que a peça queimada saia na medida exata. Informe o comprimento úmido (conformado) e o queimado (final).

✨

Grau de Vitrificação (Cerâmica)

Estima o grau de vitrificação de uma cerâmica, GV = (1 − AA/AA_cru)·100%, comparando a absorção de água atual com a do material cru (não vitrificado), como medida de quanto a fase vítrea preencheu os poros durante a queima. A vitrificação — formação de vidro fundido que sela os poros — densifica a peça, reduz a absorção e aumenta a resistência e a impermeabilidade. É o que transforma argila porosa em porcelana vítrea. Informe a absorção de água atual e a do material cru.

🧪

Carga Orgânica Volumétrica

Calcula a carga orgânica volumétrica (COV) de um reator biológico, COV = carga de DBO ÷ volume, dividindo a carga afluente de matéria orgânica (kg DBO/dia) pelo volume útil do reator (m³). O resultado, em kg DBO/(m³·dia), indica quanta matéria orgânica é aplicada por unidade de volume e é um parâmetro central no dimensionamento de lagoas, filtros biológicos, UASB e lodos ativados: cargas altas exigem mais biomassa e oxigênio, enquanto cargas baixas indicam reator superdimensionado. Informe a carga de DBO diária e o volume do reator.

⏳

Tempo de Detenção Hidráulica (TDH)

Calcula o tempo de detenção hidráulica (TDH) de um reator ou tanque, TDH = volume ÷ vazão, dividindo o volume útil (m³) pela vazão afluente (m³/h). O resultado, em horas, representa o tempo médio que o líquido permanece na unidade e é decisivo no projeto de decantadores, reatores anaeróbios, lagoas e tanques de aeração: tempos curtos não permitem que reações ou sedimentação se completem, e tempos longos aumentam custo e área. Informe o volume útil e a vazão de entrada.

🪣

Índice Volumétrico de Lodo (IVL)

Calcula o índice volumétrico de lodo (IVL ou SVI), IVL = (V₃₀ × 1000) ÷ SSLM, a partir do volume de lodo sedimentado em 30 minutos (mL/L) e da concentração de sólidos suspensos no licor misto (mg/L). O resultado, em mL/g, mede a sedimentabilidade do lodo ativado: valores de 50–150 mL/g indicam lodo de boa decantação, enquanto valores acima de 150 sinalizam intumescimento (bulking) filamentoso, que prejudica a clarificação. Informe o volume sedimentado e a concentração de SSLM.

⚖️

Taxa de Aplicação de Sólidos (Decantador)

Calcula a taxa de aplicação de sólidos (SLR) de um decantador secundário, SLR = Q × X ÷ A, multiplicando a vazão (m³/dia) pela concentração de sólidos do licor misto (mg/L, convertida para kg/m³) e dividindo pela área superficial (m²). O resultado, em kg/(m²·dia), é um critério de projeto independente da taxa de escoamento superficial (hidráulica): o decantador secundário de lodos ativados precisa atender simultaneamente ao limite hidráulico e ao limite de carga de sólidos, pois recebe um licor misto concentrado que precisa adensar no fundo. Cargas de sólidos excessivas levam à perda de lodo pelo efluente. Informe a vazão, a concentração de sólidos e a área do decantador.

🔁

Relação de Recirculação de Lodo

Calcula a relação de recirculação de lodo (R) de um sistema de lodos ativados pelo balanço de massa, R = X ÷ (X_r − X), a partir da concentração de sólidos no licor misto (SSLM) e da concentração de sólidos no lodo de retorno. O resultado (adimensional, ou ×100%) indica a fração da vazão afluente que deve ser recirculada do decantador secundário para manter a biomassa desejada no reator. Recirculações típicas variam de 0,25 a 1,0. Informe a SSLM do reator e a concentração do lodo de retorno.

💨

Necessidade de Oxigênio (Aeração)

Calcula a necessidade de oxigênio de um sistema de tratamento aeróbio, O₂ = Q × ΔS ÷ 1000 × f, multiplicando a vazão (m³/dia) pela DBO removida (mg/L) e por um fator de demanda de oxigênio (tipicamente 1,0–1,5 kg O₂/kg DBO). O resultado, em kg O₂/dia, dimensiona sopradores e aeradores em lodos ativados e lagoas aeradas, garantindo oxigênio suficiente para a oxidação biológica da matéria orgânica. Informe a vazão, a DBO removida e o fator de oxigenação.

🌀

Gradiente de Velocidade (Mistura)

Calcula o gradiente de velocidade médio (G) em câmaras de mistura rápida e floculação, G = √(P ÷ (μ × V)), a partir da potência dissipada (W), da viscosidade dinâmica da água (Pa·s) e do volume da câmara (m³). O resultado, em s⁻¹, mede a intensidade de agitação: a mistura rápida exige G alto (700–1000 s⁻¹) para dispersar o coagulante, enquanto a floculação usa G baixo (20–70 s⁻¹) para promover a colisão e crescimento dos flocos sem rompê-los. Informe potência, viscosidade e volume.

💧

Demanda de Cloro

Calcula a demanda de cloro de uma água, demanda = dose aplicada − cloro residual, subtraindo o cloro residual medido (mg/L) da dose de cloro aplicada (mg/L). O resultado, em mg/L, representa a quantidade de cloro consumida por matéria orgânica, amônia, ferro, manganês e outros redutores antes que reste cloro livre para desinfecção. Conhecer a demanda é essencial para dosar o cloro corretamente e garantir residual adequado na rede sem desperdício nem subdosagem. Informe a dose aplicada e o cloro residual medido.

🧱

Produção de Lodo

Calcula a produção de lodo biológico de uma estação, P_x = Y × ΔS ÷ 1000 × Q, multiplicando o coeficiente de produção celular (Y, kg SSV/kg DBO), a DBO removida (mg/L) e a vazão (m³/dia). O resultado, em kg/dia, estima a massa de lodo excedente gerada pelo crescimento da biomassa, fundamental para dimensionar o descarte, o adensamento, a desidratação e a disposição final do lodo — etapa que costuma representar boa parte do custo operacional de uma ETE. Informe o coeficiente Y, a DBO removida e a vazão.

⚗️

Dosagem de Coagulante

Calcula o consumo de coagulante de uma estação de tratamento de água, consumo = vazão × dose ÷ 1000, multiplicando a vazão tratada (m³/dia) pela dose de coagulante (mg/L) definida em ensaio de jar test. O resultado, em kg/dia, dimensiona o estoque, a diluição e as bombas dosadoras de produtos como sulfato de alumínio, cloreto férrico ou PAC, garantindo coagulação eficiente das partículas coloidais. Informe a vazão tratada e a dose de coagulante.

🔥

Eficiência da Caldeira

Calcula a eficiência térmica de uma caldeira pelo método direto, η = (m_vapor × Δh) ÷ (m_comb × PCI) × 100%, comparando o calor útil absorvido pela água/vapor (vazão de vapor × ganho de entalpia) com a energia liberada pela queima do combustível (vazão de combustível × poder calorífico inferior). O resultado, em %, indica quanta energia do combustível foi efetivamente transferida ao vapor; o restante se perde nos gases de exaustão, em purgas, radiação e combustível não queimado. Caldeiras industriais bem operadas atingem 80–90%. Informe a vazão de vapor, o ganho de entalpia, a vazão de combustível e o PCI.

♨️

Eficiência do Ciclo Rankine

Calcula a eficiência térmica de um ciclo Rankine, η = (w_turbina − w_bomba) ÷ q_caldeira × 100%, dividindo o trabalho líquido (trabalho da turbina menos o consumido pela bomba) pelo calor fornecido na caldeira, todos em kJ/kg. O ciclo Rankine é a base das usinas termelétricas a vapor: a água é bombeada, aquecida e vaporizada na caldeira, expande na turbina gerando trabalho e condensa de volta. O resultado, em %, mede quanto do calor da caldeira vira trabalho útil; ciclos reais ficam em 30–45%. Informe o trabalho da turbina, o trabalho da bomba e o calor da caldeira.

⚙️

Potência de Turbina a Vapor

Calcula a potência mecânica gerada por uma turbina a vapor, P = ṁ × (h₁ − h₂), multiplicando a vazão mássica de vapor (kg/s) pela queda de entalpia entre a entrada e a saída da turbina (kJ/kg). O resultado, em kW, é a potência de eixo entregue ao gerador, considerando a expansão do vapor de alta pressão e temperatura até a pressão do condensador. É o cálculo central no dimensionamento de termelétricas e cogeração: quanto maior a queda de entalpia (maior pressão/temperatura de entrada e menor pressão de saída), maior a potência por kg de vapor. Informe a vazão de vapor e as entalpias de entrada e saída.

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Trabalho da Bomba (Rankine)

Calcula o trabalho específico consumido pela bomba de um ciclo Rankine, w_bomba = v × (P₂ − P₁), multiplicando o volume específico do líquido (m³/kg, praticamente o da água, ~0,001) pelo aumento de pressão da bomba (kPa). O resultado, em kJ/kg, é a energia gasta para pressurizar o condensado antes da caldeira. Como o líquido é quase incompressível, esse trabalho é muito pequeno comparado ao da turbina — daí o ciclo Rankine usar líquido na bomba (e não vapor, como no ciclo de Carnot a gás), o que reduz drasticamente o trabalho reverso. Informe o volume específico e as pressões de saída e entrada da bomba.

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Back Work Ratio (BWR)

Calcula a razão de trabalho reverso (back work ratio, BWR) de um ciclo de potência, BWR = w_compressor ÷ w_turbina, dividindo o trabalho consumido pelo compressor (ou bomba) pelo trabalho bruto produzido pela turbina. O resultado (adimensional) mostra que fração do trabalho da turbina é reinvestida para comprimir o fluido. Em turbinas a gás (ciclo Brayton) o BWR é alto (0,4–0,6), pois comprimir gás custa caro; em ciclos Rankine a vapor é minúsculo (~0,01), pois bombear líquido é barato. Um BWR alto torna o ciclo sensível às eficiências dos componentes. Informe o trabalho do compressor e o da turbina.

💨

Consumo Específico de Vapor

Calcula o consumo específico de vapor (steam rate) de uma turbina, CEV = 3600 ÷ Δh, dividindo 3600 (s/h) pela queda de entalpia disponível na turbina (kJ/kg). O resultado, em kg/kWh, indica quantos quilos de vapor são necessários para gerar um quilowatt-hora de energia. Quanto menor o consumo específico, mais eficiente é a conversão: quedas de entalpia maiores (vapor mais quente e maior expansão) reduzem o vapor necessário por kWh. É um indicador prático para comparar turbinas e estimar a vazão de vapor requerida para uma dada potência. Informe a queda de entalpia disponível na turbina.

📊

Heat Rate (Regime Térmico)

Calcula o heat rate (regime térmico) de uma central de potência, HR = 360000 ÷ η, dividindo 360000 pela eficiência térmica em porcentagem. O resultado, em kJ/kWh, é a energia de combustível consumida para gerar um quilowatt-hora de eletricidade — o inverso da eficiência expresso em base de energia. É o indicador padrão da indústria de geração: quanto menor o heat rate, mais eficiente e econômica é a usina. Uma eficiência de 40% equivale a 9000 kJ/kWh; usinas de ciclo combinado modernas chegam a ~6000 kJ/kWh. Permite comparar usinas e estimar o consumo de combustível. Informe a eficiência térmica em porcentagem.

⚡

Eficiência de Ciclo Combinado

Calcula a eficiência de um ciclo combinado gás-vapor, η_cc = η_gás + η_vapor − (η_gás × η_vapor ÷ 100), combinando a eficiência da turbina a gás (ciclo Brayton, topping) com a do ciclo a vapor (Rankine, bottoming) que aproveita o calor dos gases de exaustão. O resultado, em %, é maior que qualquer um dos ciclos isolados porque o calor rejeitado pela turbina a gás, em vez de ser perdido, gera vapor para uma segunda turbina. É por isso que as centrais de ciclo combinado modernas superam 60% de eficiência, as mais altas da geração térmica. Informe as eficiências do ciclo a gás e do ciclo a vapor (em %).

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Título de Vapor

Calcula o título (qualidade) de um vapor úmido, x = (h − h_f) ÷ (h_g − h_f), a partir da entalpia da mistura e das entalpias do líquido saturado (h_f) e do vapor saturado (h_g) na mesma pressão. O resultado (entre 0 e 1, ou ×100%) indica a fração mássica de vapor na mistura líquido-vapor: x = 0 é líquido saturado, x = 1 é vapor saturado seco, e valores intermediários representam vapor úmido. O título é essencial em ciclos a vapor para conhecer o estado na saída da turbina (títulos muito baixos causam erosão das pás) e na entrada do condensador. Informe a entalpia da mistura, h_f e h_g.

♻️

Efetividade do Regenerador

Calcula a efetividade de um regenerador (recuperador de calor), ε = (T_saída − T_entrada) ÷ (T_quente − T_entrada), comparando o aquecimento real do fluido frio com o aquecimento máximo possível (se ele atingisse a temperatura do gás quente de exaustão). O resultado (entre 0 e 1, ou ×100%) mede a eficácia da troca de calor: um regenerador aproveita o calor dos gases de escape de uma turbina a gás para pré-aquecer o ar antes da câmara de combustão, reduzindo o consumo de combustível e elevando a eficiência do ciclo Brayton regenerativo. Efetividades típicas ficam entre 0,7 e 0,9. Informe as temperaturas de entrada, saída e do gás quente.

🔨

Dureza Vickers (HV)

Calcula a dureza Vickers, HV = 1,8544 × F ÷ d², a partir da carga aplicada F (kgf) e da média das diagonais da impressão d (mm) deixada por um penetrador piramidal de diamante de base quadrada (ângulo de 136°). O resultado, em kgf/mm² (HV), mede a resistência do material à penetração. O ensaio Vickers é versátil: a mesma escala serve de materiais moles a extremamente duros, e com cargas pequenas (microdureza) permite medir fases individuais, camadas finas e regiões próximas à solda. Informe a carga e a diagonal média da impressão.

💎

Dureza Knoop (HK)

Calcula a dureza Knoop, HK = 14,229 × F ÷ d², a partir da carga F (kgf) e do comprimento da diagonal maior d (mm) da impressão romboidal alongada deixada por um penetrador de diamante Knoop. O resultado, em kgf/mm² (HK), é usado sobretudo em microdureza de materiais frágeis, revestimentos, vidros e cerâmicas, e em amostras finas: a impressão alongada e rasa do Knoop permite medir camadas estreitas e gradientes de dureza melhor que o Vickers, e é menos sensível a microtrincas. Informe a carga e a diagonal maior da impressão.

📏

Deformação Verdadeira

Calcula a deformação verdadeira (logarítmica), ε = ln(1 + e), a partir da deformação de engenharia e (adimensional ou em fração). Enquanto a deformação de engenharia usa o comprimento inicial como referência fixa, a deformação verdadeira integra as variações instantâneas de comprimento, sendo aditiva e mais adequada para grandes deformações plásticas, como em conformação mecânica (laminação, extrusão, trefilação). O resultado é a deformação real acumulada pelo material. Para pequenas deformações, ε ≈ e; a diferença cresce conforme a deformação aumenta. Informe a deformação de engenharia.

↔️

Tensão Verdadeira

Calcula a tensão verdadeira, σ_v = s × (1 + e), a partir da tensão de engenharia s (MPa) e da deformação de engenharia e. A tensão de engenharia usa a área inicial do corpo de prova, mas durante o ensaio de tração a seção real diminui; a tensão verdadeira corrige isso usando a área instantânea (assumindo volume constante na região uniforme), resultando sempre em valor maior que a de engenharia. É essencial para construir a curva tensão-deformação real e modelar o encruamento (σ = K·εⁿ). O resultado vem na mesma unidade da tensão de entrada. Informe a tensão de engenharia e a deformação de engenharia.

⚠️

Fator de Intensidade de Tensão (K)

Calcula o fator de intensidade de tensão, K = Y × σ × √(π·a), a partir do fator geométrico Y (adimensional), da tensão aplicada σ (MPa) e do tamanho da trinca a (m). O resultado, em MPa·√m, quantifica a intensidade do campo de tensões na ponta de uma trinca, conceito central da mecânica da fratura. Quando K atinge a tenacidade à fratura do material (K_IC), a trinca se propaga de forma instável e ocorre a falha — mesmo a tensões bem abaixo do limite de escoamento. É a base do projeto tolerante a danos. Informe o fator geométrico, a tensão e o tamanho da trinca.

❄️

Percentual de Trabalho a Frio

Calcula o percentual de trabalho a frio (redução de área), %TF = (A₀ − A_f) ÷ A₀ × 100%, a partir da área da seção inicial A₀ e final A_f após a deformação plástica a frio (laminação, trefilação, estampagem). O resultado, em %, indica quanto o material foi deformado abaixo da temperatura de recristalização. O trabalho a frio encrua o metal: aumenta o limite de escoamento e a dureza e reduz a ductilidade, à medida que as discordâncias se multiplicam e se emaranham. É o parâmetro usado para controlar propriedades antes de um recozimento. Informe as áreas inicial e final.

🔧

Garganta de Filete de Solda

Calcula a garganta efetiva de um filete de solda, a = 0,707 × z, a partir da perna (cateto) z do filete. Para um filete de pernas iguais, a garganta — a menor dimensão da seção resistente, medida da raiz à face — é igual à perna multiplicada por sen(45°) ≈ 0,707. O resultado, na mesma unidade da perna (mm), é a dimensão usada no cálculo de resistência da junta soldada, pois é por essa seção mínima que a solda tende a romper. Dimensionar a garganta corretamente garante que a solda suporte o esforço de projeto. Informe a perna do filete.

🔩

Módulo de Resiliência

Calcula o módulo de resiliência, U_r = σ_y² ÷ (2·E), a partir do limite de escoamento σ_y (MPa) e do módulo de elasticidade E (MPa). O resultado, em MJ/m³ (equivalente a MPa), é a energia de deformação que o material absorve por unidade de volume até o limite elástico — ou seja, a área sob a parte linear da curva tensão-deformação. Materiais com alto limite de escoamento e baixo módulo (como aços de mola) têm grande resiliência: armazenam muita energia elástica e a devolvem ao serem descarregados, sem deformação permanente. Informe o limite de escoamento e o módulo de elasticidade.

🌡️

Parâmetro de Larson-Miller (Fluência)

Calcula o parâmetro de Larson-Miller, LMP = T × (C + log₁₀ t), a partir da temperatura absoluta T (K), da constante do material C (tipicamente ~20) e do tempo até a ruptura t (horas). O parâmetro combina temperatura e tempo num único número que correlaciona o comportamento em fluência (creep): ensaios curtos a alta temperatura preveem a vida em serviço a temperaturas menores por longos períodos. É amplamente usado para estimar a vida de componentes que operam quentes sob carga constante — pás de turbina, tubulações de caldeira, vasos de pressão. Informe a temperatura, a constante C e o tempo de ruptura.

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Alongamento Percentual

Calcula o alongamento percentual, A% = (L_f − L₀) ÷ L₀ × 100%, a partir do comprimento inicial L₀ e do comprimento final L_f medido após a ruptura no ensaio de tração (reaproximando as duas metades do corpo de prova). O resultado, em %, é uma medida direta da ductilidade do material — quanto ele se alonga antes de romper. Aços dúcteis chegam a 20–40%; materiais frágeis, a poucos por cento. O alongamento depende do comprimento de medida adotado, por isso ele é sempre informado junto (ex.: A% em 50 mm). Informe os comprimentos inicial e final.

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Taxa de Corrosão (Perda de Massa)

Calcula a taxa de corrosão pelo método de perda de massa, TC = 87,6 × W ÷ (D × A × t), a partir da massa perdida W (mg), da densidade do material D (g/cm³), da área exposta A (cm²) e do tempo de exposição t (horas). O resultado, em mm/ano, expressa a velocidade média com que o metal é consumido pela corrosão — o parâmetro fundamental para prever a vida útil de estruturas, tubulações e equipamentos e definir a sobreespessura de corrosão no projeto. Taxas abaixo de 0,1 mm/ano costumam ser aceitáveis. Informe a perda de massa, a densidade, a área e o tempo.

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Peso Equivalente Eletroquímico

Calcula o peso (massa) equivalente eletroquímico, EW = M ÷ n, dividindo a massa molar do elemento M (g/mol) pelo número de elétrons trocados na reação n (valência). O resultado, em g/eq, é a massa de substância associada à transferência de um mol de elétrons e aparece em praticamente todos os cálculos eletroquímicos: lei de Faraday, taxa de corrosão eletroquímica, eletrodeposição e dimensionamento de ânodos. Para o ferro divalente (Fe²⁺), por exemplo, EW = 55,85 ÷ 2 ≈ 27,9 g/eq. Informe a massa molar e o número de elétrons trocados.

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Relação de Pilling-Bedworth (PBR)

Calcula a relação de Pilling-Bedworth, PBR = (M_óxido × ρ_metal) ÷ (n × M_metal × ρ_óxido), que compara o volume do óxido formado com o volume do metal consumido na oxidação. O resultado (adimensional) prevê se a camada de óxido protege o metal: PBR < 1 gera óxido poroso e não protetor (oxidação contínua, como nos metais alcalinos); 1 < PBR < 2 forma uma camada aderente e protetora (caso do alumínio e do cromo, base da passivação); PBR > 2 produz óxido sob compressão que tende a trincar e descascar. Informe as massas molares, densidades e o número de átomos de metal por molécula de óxido.

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Sobretensão de Tafel

Calcula a sobretensão de ativação pela equação de Tafel, η = a + b × log₁₀(i), a partir da constante de Tafel a (V), da inclinação de Tafel b (V/década) e da densidade de corrente i. O resultado, em volts, é o sobrepotencial — o quanto o potencial de um eletrodo se afasta do equilíbrio — necessário para sustentar uma dada densidade de corrente numa reação eletroquímica controlada por ativação. A relação de Tafel é central em cinética de eletrodos, corrosão (extrapolação para obter a corrente de corrosão) e eletrólise. Informe a constante de Tafel, a inclinação e a densidade de corrente.

📏

Perda de Espessura por Corrosão

Calcula a perda de espessura acumulada por corrosão, δ = TC × t, multiplicando a taxa de corrosão TC (mm/ano) pelo tempo de serviço t (anos). O resultado, em mm, é a profundidade de material consumida ao longo do período — informação direta para avaliar a integridade de tubulações, tanques e estruturas e decidir sobre inspeção, reparo ou substituição. Comparada à sobreespessura de corrosão prevista em projeto, indica quanto da margem já foi consumido e estima a vida remanescente do componente. Informe a taxa de corrosão e o tempo de serviço.

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Eficiência Faradaica

Calcula a eficiência faradaica (eficiência de corrente), η = (m_real ÷ m_teórica) × 100%, comparando a massa de produto efetivamente depositada ou consumida com a massa teórica prevista pela lei de Faraday para a carga elétrica que passou. O resultado, em %, mede que fração da corrente foi de fato aproveitada na reação desejada; o restante se perde em reações paralelas (como o desprendimento de hidrogênio ou oxigênio) ou em curtos. É um indicador-chave em eletrodeposição, eletrólise industrial, galvanoplastia e baterias. Informe a massa real obtida e a massa teórica.