Questão de Engenharia Mecânica · FGV PCERJ 2021 (nº 72)

A Taxa de Penetração da Corrosão (TPC) é a velocidade com que a espessura de um material diminui devido à corrosão, geralmente medida em milímetros por ano (mm/ano). Para calculá-la, precisamos determinar a perda de volume do material, dividir pela área total exposta à corrosão para encontrar a profundidade de penetração, e então dividir essa profundidade pelo tempo em que a perda ocorreu, ajustando as unidades.

Cálculos:

1. Área total exposta (A): Um cubo tem 6 faces. Cada face tem área de $1,0 \text{ m} \times 1,0 \text{ m} = 1,0 \text{ m}^2$. Portanto, a área total exposta é $A = 6 \times 1,0 \text{ m}^2 = 6,0 \text{ m}^2$.
2. Perda de volume ($\Delta V$) por intervalo de tempo: A perda de volume é calculada dividindo a perda de peso pelo peso específico do material.
   $\Delta V = \text{Perda de peso} / \text{Peso específico} = 0,216 \text{ kgf} / 8000 \text{ kgf/m}^3 = 0,000027 \text{ m}^3$.
3. Profundidade de penetração ($d$) por intervalo de tempo: A profundidade de penetração é a perda de volume dividida pela área exposta.
   $d = \Delta V / A = 0,000027 \text{ m}^3 / 6,0 \text{ m}^2 = 0,0000045 \text{ m}$.
4. Intervalo de tempo em anos ($\Delta t$): O intervalo é de 3 meses, que corresponde a $3/12 = 0,25 \text{ ano}$.
5. Cálculo da TPC em m/ano:
   TPC = $d / \Delta t = 0,0000045 \text{ m} / 0,25 \text{ ano} = 0,000018 \text{ m/ano}$.
6. Conversão da TPC para mm/ano: Para converter metros para milímetros, multiplicamos por 1000.
   TPC = $0,000018 \text{ m/ano} \times 1000 \text{ mm/m} = 0,018 \text{ mm/ano}$.

Alternativas:

• (A) Incorreta: Este valor seria obtido se a área de exposição fosse incorretamente considerada como $12 \text{ m}^2$ (o dobro da área correta de 6 faces), o que levaria a uma profundidade de penetração pela metade e, consequentemente, uma TPC pela metade.
• (B) Correta: O cálculo correto da área superficial do cubo (6 faces), da perda de volume a partir da perda de peso e peso específico, e a conversão adequada do tempo (3 meses para 0,25 ano) e das unidades (metros para milímetros) levam a este valor.
• (C) Incorreta: Este valor seria obtido se a área de exposição fosse considerada $4,0 \text{ m}^2$ (apenas 4 faces do cubo).
• (D) Incorreta: Este valor seria obtido se a área de exposição fosse considerada $3,0 \text{ m}^2$ (apenas 3 faces do cubo).
• (E) Incorreta: Este valor resultaria de erros na conversão de unidades ou no cálculo da área exposta, como, por exemplo, se a profundidade de penetração por 3 meses fosse calculada corretamente como $0,0045 \text{ mm}$ e, em vez de multiplicar por 4 para obter o valor anual, fosse multiplicado por 10.