PROPOSTA DE ESTUDO DE CASO

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PROPOSTA DE ESTUDO DE CASO 
Uma empresa do ramo alimentício tem a necessidade de utilizar um vaso de 
pressão de paredes finas para armazenamento de vapor de água que é utilizado 
em seu processo. O local disponível para se instalar o tanque exige que este 
seja cilíndrico, de comprimento 2 metros e diâmetro interno 1,2 metros. A pressão 
máxima exercida pelo vapor de água que será armazenado é de 2,8 MPa na 
direção circunferencial do tanque e de 5,6 MPa na direção longitudinal do tanque. 
 
O projetista que está desenvolvendo o vaso de pressão tem disponível os dois 
materiais descritos na tabela 1 para a construção: 
 
a) Calcule a espessura necessária para o vaso de pressão considerando os dois 
materiais disponíveis, com um fator de segurança (F.S.) de 3. 
b) Estime o custo de matéria prima de aço do vaso de pressão, para os dois 
materiais disponíveis. 
Considerar que a massa específica do aço (ρ) é de: 7800 kg/m³ 
A relação entre massa e volume de um material é dada por: 
 
Considerar a montagem do vaso de pressão conforme abaixo: 
 
 Fonte: o autor (2019) 
 
Referências 
CALLISTER, W. D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. Rio 
de Janeiro: LTC, 2008. 
HIBBELER, Russell Charles. Resistência dos Materiais. São Paulo: Pearson, 
2010. 
 
 
A). Para calcular a espessura necessária para o vaso de pressão, utilizaremos 
a fórmula de Barlow, que é dada por: 
t = (P * D) / (2 * S * F.S. - 0.2 * P) 
Onde: 
t: espessura do vaso de pressão P: pressão máxima exercida pelo vapor de 
água que será armazenado D: diâmetro interno do tanque S: limite de 
resistência ao escoamento do material F.S.: fator de segurança 
Substituindo os valores na fórmula, temos: 
Para a liga inoxidável 304: t = (2,8 MPa * 1,2 m) / (2 * 205 MPa * 3 - 0,2 * 2,8 
MPa) = 0,9 mm 
Para a liga inoxidável 316: t = (2,8 MPa * 1,2 m) / (2 * 310 MPa * 3 - 0,2 * 2,8 
MPa) = 0,6 mm 
Portanto, a espessura necessária para a liga inoxidável 304 é de 0,9 mm e 
para a liga inoxidável 316 é de 0,6 mm. 
B). Para estimar o custo de matéria-prima de aço do vaso de pressão, 
utilizaremos a fórmula: 
Custo = (m * C) / V 
Onde: m: massa do material C: custo por kg do material V: volume do material 
Considerando que o vaso de pressão é cilíndrico, o volume do material é dado 
por: 
V = π * (D/2)^2 * L 
Onde: 
π: constante matemática D: diâmetro interno do tanque L: comprimento do 
tanque 
Substituindo os valores na fórmula, temos: 
Para a liga inoxidável 304: V = π * (1,2 m / 2)^2 * 2 m = 1,13 m³ m = ρ * V = 
7800 kg/m³ * 1,13 m³ = 8814 kg 
Custo = (8814 kg * R$ 37,00/kg) / 1,13 m³ = R$ 288.000,00 
Para a liga inoxidável 316: V = π * (1,2 m / 2)^2 * 2 m = 1,13 m³ m = ρ * V = 
7800 kg/m³ * 1,13 m³ = 8814 kg 
Custo = (8814 kg * R$ 50,00/kg) / 1,13 m³ = R$ 391.150,44 
Portanto, o custo de matéria-prima de aço do vaso de pressão para a liga 
inoxidável 304 é de R$ 288.000,00 e para a liga inoxidável 316 é de R$ 
391.150,44.