Qual método não é adequado para medição de sólidos granulados?
A) Radar
B) Ultrassom
C) Régua graduada
D) Pressão diferencial
A) Radar
B) Ultrassom
C) Régua graduada
D) Pressão diferencial
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual método não é adequado para medição de sólidos granulados?” e apresenta quatro alternativas:
A) Radar
B) Ultrassom
C) Régua graduada
D) Pressão diferencial
A) Radar
B) Ultrassom
C) Régua graduada
D) Pressão diferencial
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Estamos comparando métodos de medição aplicados a sólidos granulados (por exemplo, grãos, areia, pellets em silos/hoppers).
- Devemos escolher o método que NÃO é adequado para esse tipo de medição (existe exatamente uma resposta correta).
Passo 2
Entendendo o que significa “medição de sólidos granulados” no contexto prático: geralmente refere-se a medir o nível (altura) ou o volume de um material granular dentro de um reservatório, silo ou tremonha. Em provas e aplicações industriais, o objetivo é saber “quanta massa/volume de material há” sem abrir o silo. Métodos industriais populares para isso são sensores não contactantes (radar, ultrassom) ou medições indiretas (pressão/força). Agora vamos analisar cada alternativa com calma.
Passo 3
Analisando a alternativa A — Radar:
- Princípio: o sensor envia um pulso eletromagnético (micro-ondas) e mede o tempo que o eco leva para voltar; com isso calcula-se a distância até a superfície do material.
- Fórmula básica usada (conceito de tempo de trânsito): distância = (velocidade do sinal × tempo de ida e volta) / 2. Não preciso colocar valores, mas o conceito é esse.
- Vantagens para sólidos granulados: é um método não contactante, funciona bem com pó e poeira, é pouco afetado por vapor ou temperatura, e pode medir superfícies irregulares.
- Conclusão: radar é adequado e muito usado em silos para sólidos.
Passo 4
Analisando a alternativa B — Ultrassom:
- Princípio: o sensor emite um pulso sonoro (ultrassom) e mede o tempo até o eco retornar; semelhante ao radar, mas usando som em vez de micro-ondas.
- Mesma ideia de distância por tempo de ida/volta, mas a velocidade aqui é a do som no ar (aprox.
a 20 °C). - Pontos fortes: método não contactante, barato, simples de entender e instalar.
- Limitações para sólidos granulados: a presença de muita poeira, superfícies muito irregulares ou turbulência/fluxo de ar pode degradar o sinal; alcance menor que radar. Ainda assim, é usado em muitos casos práticos para sólidos em silos pequenos/medianos.
- Conclusão: ultrassom é aplicável e considerado um método adequado em muitas situações (com atenção às limitações).
Passo 5
Analisando a alternativa D — Pressão diferencial:
- Princípio geral: mede-se a pressão exercida pelo material na base do recipiente; essa pressão está relacionada à altura do material e à sua densidade.
- Fórmula usada (ideia hidrostática adaptada):
- onde
é a densidade aparente (ou densidade de empacotamento) do sólido granulad o, em ; -
é a aceleração da gravidade, em ; -
é a altura do material acima do ponto de medição, em .
- onde
- Observações importantes para sólidos:
- Em líquidos a relação é direta e muito confiável porque o líquido exerce pressão hidrostática. Em sólidos granulados a pressão no fundo depende da densidade aparente e também de efeitos como empacotamento, compactação, perda por atrito com paredes (efeito Janssen) e possíveis vãos/bridging.
- Apesar das complicações, instrumentos industriais usam pressão (ou células de carga no fundo) para estimar nível/massa de sólidos — normalmente com compensações e calibrações específicas. Não é tão direta quanto em líquidos, mas é uma técnica válida e usada.
- Conclusão: pressão diferencial (ou medição de pressão no fundo) pode ser utilizada para sólidos, com cuidados e correções; portanto é considerada um método aplicável/aceitável.
Passo 6
Analisando a alternativa C — Régua graduada:
- O que seria usar uma régua graduada? Entrar no silo/vasilha e medir diretamente a altura do material com uma régua física ou haste graduada.
- Problemas práticos e teóricos:
- Segurança: abrir ou acessar um silo grande para medir com régua é perigoso (risco de soterramento, poeira, atmosfera perigosa).
- Acessibilidade: muitos silos são altos e fechados; não é possível alcançar a superfície do material com uma régua.
- Precisão e representatividade: para materiais soltos a superfície pode ser muito irregular; uma medição pontual com régua não representa o volume total com boa precisão.
- Operacionalidade: método manual, demorado, não permite monitoramento contínuo nem controle automático do processo.
- Em pequeno recipiente de bancada talvez funcione, mas em contexto industrial (onde a prova geralmente foca) é impraticável.
- Conclusão: a régua graduada NÃO é adequada como método prático, seguro e confiável para medição de sólidos granulados em aplicações típicas.
Passo 7
Comparação final e justificativa curta:
- Radar (A): adequado — método não contactante, robusto para sólidos e poeira.
- Ultrassom (B): adequado em muitos casos — não contactante, porém sensível a poeira e turbulência.
- Pressão diferencial (D): aplicável com atenção — exige correção/calibração por densidade aparente e efeitos de empacotamento, mas é técnica usada industrialmente.
- Régua graduada (C): não adequada — insegura, impraticável e não fornece medição contínua representativa em silos/instalações reais.
Resposta
C) Régua graduada