Simulado Transpetro 2026 de Projeto, Construção e Montagem Mecânica: 5 questões comentadas

Resposta: B. v = ω·R = (2π × 1750/60) × 0,150 = 183,26 × 0,150 ≈ 27,5 m/s.

O capítulo 1.1 organiza o movimento circular em uma cadeia curta de grandezas que precisa ser percorrida sempre na mesma ordem: da rotação n (em rpm, que é o dado de placa do equipamento) passa-se à frequência f = n/60 (em hertz), desta à velocidade angular ω = 2π·f = 2π·n/60 (em rad/s) e, só então, à velocidade tangencial v = ω·R (em m/s), com R obrigatoriamente em metros.

Aplicando ao caso: f = 1750/60 = 29,17 Hz; ω = 2 × 3,1416 × 29,17 = 183,26 rad/s. O raio é metade do diâmetro e precisa ser convertido: R = 300/2 = 150 mm = 0,150 m. Logo v = 183,26 × 0,150 = 27,49 m/s, ou seja, aproximadamente 27,5 m/s.

Esse número não é um exercício abstrato. É a velocidade da ponta da pá do rotor, e é ela que governa o desgaste erosivo do rotor e da carcaça quando o produto arrasta partículas sólidas. A mesma cadeia de cálculo reaparece no capítulo 1.8 para polias, correias e engrenagens, onde v = π·D·n/60000 (com D em milímetros) é apenas outra escrita da mesma relação.

Por que as outras estão erradas

• AResulta de multiplicar a frequência (29,17 Hz) pelo diâmetro em metros: 29,17 × 0,300 = 8,75 m/s. Erram-se duas coisas ao mesmo tempo — usa-se f no lugar de ω (falta o fator 2π) e o diâmetro no lugar do raio.
• CÉ ω multiplicado pelo diâmetro (183,26 × 0,300 = 54,98 m/s). O procedimento está certo, mas entrou-se com o diâmetro de catálogo em vez do raio: erro de fator 2.
• DÉ o próprio valor da velocidade angular, 183,26, apresentado como se fosse velocidade tangencial. São grandezas diferentes: ω está em rad/s e só vira m/s depois de multiplicada pelo raio em metros.
• EResulta de entrar com a rotação em rpm diretamente como se fosse ω: 1750 × 0,150 = 262,5. Isso ignora a conversão ω = 2πn/60 e produz um erro de fator 9,55.

Onde está no Dossiê: Capítulo 1.1 · Movimento circular uniforme: rotação, velocidade angular e velocidade

Resposta: D. P = m·g·h/(t·η) = (4000 × 9,81 × 15)/(50 × 0,80) = 588 600/40 = 14 715 W ≈ 14,7 kW.

O capítulo 1.2 resolve esse tipo de problema em três passos encadeados. Primeiro, transforma-se massa em peso: P = m·g = 4000 × 9,81 = 39 240 N. Depois, calcula-se o trabalho contra o peso: W = P·h = 39 240 × 15 = 588 600 J. Por fim, a potência útil: Pot = W/t = 588 600/50 = 11 772 W ≈ 11,77 kW.

Falta o rendimento. Rendimento é a razão entre a potência útil entregue e a potência consumida, η = P_útil/ P_consumida, e é sempre menor que 1, porque parte da energia vira calor no motor, no redutor, nos mancais e no tambor. Isolando a potência de entrada: P_consumida = P_útil/η = 11 772/0,80 = 14 715 W ≈ 14,7 kW. O rendimento sempre divide — o motor precisa consumir mais do que entrega, nunca menos.

Na prática de campo, adota-se em seguida o motor comercial imediatamente superior ao valor calculado, e ainda se acrescenta margem para a partida, que exige torque maior que o regime. O assunto é desenvolvido no capítulo 1.2 e se conecta ao capítulo 1.3, que trata dos esforços nas lingas do mesmo içamento.

Por que as outras estão erradas

• AResulta de esquecer a gravidade e tratar a massa em quilogramas como se fosse força: 4000 × 15/50 = 1200 W, divididos por 0,80. Massa em kg só vira força depois de multiplicada por g — é o erro campeão em dinâmica aplicada a içamento.
• BResulta de multiplicar a potência útil pelo rendimento (11,77 × 0,80 = 9,42 kW) em vez de dividir. Isso faria o motor consumir menos do que entrega, o que é impossível.
• CÉ a potência útil, 11,77 kW, ou seja, apenas o que chega efetivamente à carga. O enunciado pede a potência que o motor precisa desenvolver, que é maior, porque inclui as perdas.
• EResulta de aplicar o rendimento duas vezes (11,77/0,80/0,80 = 18,39 kW). O rendimento global de 80% já é o produto acumulado dos rendimentos parciais e entra uma única vez.

Onde está no Dossiê: Capítulo 1.2 · Trabalho, potência e rendimento em içamento

Resposta: E. A nitretação ocorre entre 500 e 560 °C, abaixo da linha de transformação, dispensa têmpera e por isso praticamente não deforma a peça acabada.

O capítulo 2.2 apresenta os tratamentos termoquímicos como a solução para um requisito contraditório: superfície dura, que resista ao desgaste, e núcleo tenaz, que resista ao impacto. Nenhum material homogêneo entrega as duas coisas, então altera-se quimicamente apenas a pele da peça.

As duas rotas principais são cementação e nitretação, e a diferença entre elas é exatamente o que o enunciado explora. A cementação introduz carbono, trabalha na região austenítica (850 a 950 °C) e exige têmpera posterior, porque o carbono só endurece depois de temperado — e a têmpera, com seu resfriamento brusco, distorce e empena a peça. A nitretação introduz nitrogênio, trabalha em temperatura baixa (500 a 560 °C, abaixo da linha de transformação) e não exige têmpera nenhuma, porque os nitretos formados já são duríssimos por si mesmos. A consequência prática é a que o enunciado pede: como não há mudança de fase nem resfriamento brusco, a nitretação praticamente não deforma a peça, e por isso pode ser aplicada em componente já usinado e acabado. É o tratamento típico de eixos de precisão, matrizes e hastes de válvula. A camada obtida é fina (0,1 a 0,6 mm), contra 0,5 a 2 mm da cementação, mas de dureza altíssima.

Por que as outras estão erradas

• AO recozimento pleno amolece o material ao máximo, para facilitar usinagem e conformação posteriores. É o oposto do que se quer: nenhuma dureza superficial é obtida.
• BA normalização refina o grão e uniformiza a estrutura, melhorando resistência e tenacidade em relação ao recozido, mas atua na peça inteira e não produz camada superficial endurecida.
• CTêmpera e revenimento atuam em toda a seção, e não apenas na superfície. Além disso, a têmpera em água provoca distorção e empenamento — exatamente o que o enunciado exclui em peça já acabada.
• DA cementação atenderia ao requisito de superfície dura e núcleo tenaz, mas exige têmpera depois, e é a têmpera que distorce a peça. Por isso a cementação é feita antes da usinagem de acabamento, não depois.

Onde está no Dossiê: Capítulo 2.2 · Tratamentos termoquímicos: cementação e nitretação

Resposta: C. 10,00 m do termo de pressão, mais 2,8 m de desnível favorável, menos 1,4 m de perda de carga, resultando em 11,4 m.

O NPSH disponível é uma característica da INSTALAÇÃO, calculada pelo projetista, e representa a energia disponível na flange de sucção acima da pressão de vapor do líquido, expressa em metros de coluna do próprio líquido. A fórmula desenvolvida no Capítulo 3.1 é NPSHd = (Pabs − Pv)/(ρ·g) ± z − hf, em que z é positivo quando o líquido está acima do eixo (bomba afogada) e negativo quando a bomba está acima do líquido (sucção por aspiração), e hf sempre subtrai.

Resolução passo a passo:

Passo 1 — diferença entre a pressão absoluta sobre o líquido e a pressão de vapor: 101.300 − 3.200 = 98.100 Pa. Passo 2 — converter essa pressão em metros de coluna do líquido: ρ·g = 1.000 × 9,81 = 9.810 N/m³; 98.100 ÷ 9.810 = 10,00 m.

Passo 3 — aplicar o desnível. A bomba está afogada, logo z = +2,8 m.

Passo 4 — subtrair a perda de carga da sucção: NPSHd = 10,00 + 2,8 − 1,4 = 11,4 m.

O valor encontrado deve ser comparado com o NPSH requerido, que é característica da BOMBA e vem publicado na curva do fabricante. A condição de projeto é NPSHd > NPSHr, com margem (usualmente 0,5 a 1,0 m, ou 10% do NPSHr, o que for maior). Se o disponível cai abaixo do requerido, a pressão na entrada das pás do rotor desce abaixo da pressão de vapor, o líquido ferve ali dentro, formam-se bolhas que implodem na região de alta pressão e ocorre a cavitação, com ruído de pedrisco, vibração, queda de vazão e erosão do rotor.

Repare no que a fórmula ensina, e que é a lição do Capítulo 3.1: aquecer o produto (que eleva Pv), operar com o tanque em nível baixo (que reduz z), entupir o filtro de sucção ou estrangular a sucção (que elevam hf) são as três receitas clássicas de cavitação em terminal — todas atuando sobre o NPSH disponível, e não sobre o requerido.

Por que as outras estão erradas

• A5,8 m é o resultado de aplicar z como negativo (10,00 − 2,8 − 1,4), ou seja, tratar a bomba como se estivesse acima do nível do líquido. O enunciado é explícito: a bomba está afogada, e nesse caso o desnível soma.
• B8,6 m resulta de inverter os dois sinais (10,00 − 2,8 + 1,4): desnível subtraindo e perda de carga somando. A perda de carga na sucção sempre subtrai, em qualquer arranjo.
• D12,8 m é o resultado de esquecer a perda de carga da linha de sucção (10,00 + 2,8). A perda de carga é parcela obrigatória do cálculo e é justamente a que aumenta quando o cesto de sucção entope.
• E10,0 m é apenas o termo de pressão, (Pabs − Pv)/(ρ·g), sem considerar o desnível nem a perda de carga. É o NPSH disponível de uma instalação hipotética com a bomba na superfície do líquido e sem perda alguma.

Onde está no Dossiê: Capítulo 3.1 · NPSH disponível e cavitação em bomba centrífuga

Resposta: A. Berço = 105,400 − 105,150 = 0,250 m = 250 mm; CL = 105,400 + 0,1619 = EL. 105.562.

O Capítulo 4.4 chama a atenção para o sistema de referência da obra: norte de projeto, coordenadas N e E, e elevação EL. E adverte que a elevação sempre vem acompanhada da indicação do ponto do tubo a que se refere — CL (center line, linha de centro), BOP (bottom of pipe, geratriz inferior externa), TOP (top of pipe, geratriz superior), TOS (top of steel, topo da estrutura metálica), TOC (topo do concreto) ou FF (piso acabado).

Resolução passo a passo:

Passo 1 — altura do berço. A cota do fundo do tubo é 105,400 m e o topo da viga está em 105,150 m. A altura do berço é simplesmente a diferença:

105,400 − 105,150 = 0,250 m = 250 mm.

Passo 2 — elevação da linha de centro. Do fundo do tubo até a linha de centro há um raio externo: 323,8 ÷ 2 = 161,9 mm = 0,1619 m EL(CL) = 105,400 + 0,1619 = 105,5619 m ≈ EL. 105.562.

A lição prática é grande. Se alguém lesse a mesma cota como CL, a altura do berço passaria a 250 − 162 = 88 mm — uma diferença de mais de 16 centímetros num tubo de 12 polegadas, capaz de jogar a linha inteira fora de posição e obrigar a cortar e refazer suportes já soldados. Por isso a regra de campo: antes de qualquer traçagem de suporte, confirme se a elevação do isométrico é CL, BOP ou TOP. Em tubovia com vários diâmetros no mesmo berço, a prática usual é amarrar por BOP, porque é o fundo que apoia e é ele que precisa coincidir entre linhas de diâmetros diferentes; em tubulação isolada e em linhas de processo, costuma-se amarrar por CL.

Vale lembrar ainda a regra número um do isométrico: ele NÃO está em escala. Toda dimensão vem da cota e das tabelas dimensionais de conexões — jamais da régua sobre o papel.

Por que as outras estão erradas

• BA altura do berço está certa, mas a linha de centro foi obtida subtraindo o raio do BOP. A linha de centro fica sempre ACIMA do fundo do tubo.
• CA altura do berço está certa, mas somou-se o diâmetro externo inteiro (323,8 mm) em vez do raio. Do fundo até a linha de centro há meio diâmetro.
• DTrata a cota do isométrico como se fosse CL, descontando o raio para achar o fundo do tubo: 250 − 162 = 88 mm. O enunciado é explícito ao indicar BOP.
• EA elevação da linha de centro está certa, mas a altura do berço foi obtida somando o raio à diferença de elevações (250 + 162). O berço vai do topo da viga até o FUNDO do tubo, e nada mais.

Onde está no Dossiê: Capítulo 4.4 · Leitura de isométrico de tubulação: elevações BOP, TOS e CL