O que entende por severidade de um tratamento térmico?
Passo 1
Resumo do enunciado: “O que entende por severidade de um tratamento térmico?”
Conteúdo da matéria: fundamentos de tratamento térmico e cinética de transformação de fases (modelo de Arrhenius, tempo-temperatura).
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: fundamentos de tratamento térmico e cinética de transformação de fases (modelo de Arrhenius, tempo-temperatura).
O que vamos precisar:
- Entender tratamento térmico e por que combinamos tempo e temperatura.
- Conhecer a ideia de “fator de severidade” (F₀) e a fórmula que integra temperatura ao longo do tempo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é tratamento térmico.
Tratamento térmico é submeter um material (geralmente aço, ligas metálicas ou alimentos) a uma determinada temperatura por um certo tempo, para alterar suas propriedades (dureza, resistência, microestrutura, inativação de microrganismos etc.).
Tratamento térmico é submeter um material (geralmente aço, ligas metálicas ou alimentos) a uma determinada temperatura por um certo tempo, para alterar suas propriedades (dureza, resistência, microestrutura, inativação de microrganismos etc.).
Passo 3
Agora, de onde vem a tal “severidade”?
– A mesma transformação pode acontecer em menos tempo, mas numa temperatura mais alta, ou em mais tempo, a uma temperatura um pouco menor.
– A severidade é um jeito de resumir essas duas variáveis (T e t) num único número, permitindo comparar processos distintos como se fossem “equivalentes”.
– A mesma transformação pode acontecer em menos tempo, mas numa temperatura mais alta, ou em mais tempo, a uma temperatura um pouco menor.
– A severidade é um jeito de resumir essas duas variáveis (T e t) num único número, permitindo comparar processos distintos como se fossem “equivalentes”.
Passo 4
Para quantificar isso, usamos o modelo de cinética de Arrhenius e definimos o fator de severidade F₀ (ou simplesmente S):
onde:
• = temperatura em cada instante (°C)
• = temperatura de referência (normalmente 100 °C em alimentos ou outra escolhida)
• = valor que diz quantos °C aumentam (ou diminuem) o tempo para uma reação evoluir 10× (característica da reação)
• ,
= tempos inicial e final do processo
•
•
•
•
Passo 5
Interpretação dessa fórmula:
– Se estiver acima de
, o expoente é positivo → severidade cresce rápido.
– Se abaixo, o expoente é negativo → severidade cresce devagar.
– O resultado costuma ser dado em “minutos equivalentes a
”. Assim, 60 min a 100 °C gera
. Mas 30 min a 110 °C dá
, que pode ser ≫ 60 dependendo de
.
– Se
– Se abaixo, o expoente é negativo → severidade cresce devagar.
– O resultado
Resposta
Severidade de um tratamento térmico é um parâmetro que resume a intensidade do processo, combinando tempo e temperatura numa única grandeza (o fator
), de modo a comparar diferentes ciclos como “equivalentes” em termos de efeito sobre o material.