Calculadora pressao de explosao por onda de choque
Calcula pressao de pico de onda de choque em kPa a uma distancia em metros de explosao de TNT em kg usando relacao empirica de escala de Hopkinson.
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Pressão de explosão — onda de choque
Quando um explosivo detona ele lança uma onda de choque, e o pico de sobrepressão P (o quanto a pressão sobe acima da atmosférica, em kPa) cai com a distância ao mesmo tempo em que acompanha a massa W em equivalente TNT da carga. A correlação que a engenharia mais usa joga a distância escalada Z = R/W^(1/3) (m/kg^⅓), com R em metros e W em quilos de TNT, dentro de curvas empíricas como Kingery–Bulmash ou Sadovsky. Como referência grosseira de dano: ~1 kPa é ruído leve, ~7 kPa já quebra vidro comum de janela, ~35 kPa significa dano estrutural sério e ~70 kPa+ pode ser letal. Para ter noção de escala, a bomba Little Boy de Hiroshima ficou em torno de 15 kt TNT equivalente.
Aplicações
A defesa civil recorre a ele para definir raios de evacuação e exclusão. Na demolição controlada com RDX, dinamite ou emulsões, ele ajuda a dimensionar as cargas e as distâncias de segurança. Quem faz perícia de atentados e acidentes industriais trabalha o cálculo ao contrário, estimando a massa da carga a partir do dano encontrado no local (vidros quebrados, paredes desabadas). Aparece também na engenharia militar, para fortificação e distâncias de afastamento, e na análise de segurança de depósitos de combustíveis e galpões de pirotecnia.
Perguntas frequentes
O que é "equivalente TNT"? É a massa de TNT que liberaria a mesma energia do explosivo que você realmente tem. RDX gira em torno de ~1,6× TNT, ANFO ~0,8×, pólvora negra ~0,5×, então a conversão dá uma régua comum para comparar materiais bem diferentes.
Por que usar distância escalada? A escala em raiz cúbica deixa uma única curva cobrir cargas de tamanhos bem distintos. Dobre W e você precisa afastar a distância em 2^(1/3) ≈ 1,26× só para manter a mesma sobrepressão.
Considera reflexões? Não, são valores em ar livre. Uma detonação de superfície praticamente dobra a carga efetiva, e um ambiente confinado amplifica a pressão ainda mais.
Em que sobrepressão os vidros quebram? Vidro comum começa a trincar por volta de 3–4 kPa, e a maioria das janelas residenciais já foi em 7 kPa. Vidros temperados ou laminados aguentam mais.
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Pressão de Teste Hidrostático
Calcula a pressão de teste hidrostático de um vaso de pressão pela regra ASME (simplificada), P_teste = 1,3 · MAWP, a partir da pressão máxima de trabalho admissível MAWP (MPa). Antes de entrar em operação (e periodicamente, em revalidações), todo vaso de pressão é submetido a um TESTE HIDROSTÁTICO: ele é enchido com ÁGUA (não com gás!) e pressurizado a uma pressão SUPERIOR à de operação, para verificar a integridade estrutural e a estanqueidade antes de confiá-lo a um fluido perigoso. A ASME VIII Div. 1 (regra UG-99) exige uma pressão de teste de 1,3 vez a MAWP (corrigida pela razão de tensões admissíveis nas temperaturas de teste e projeto, aqui simplificada). Usar ÁGUA é uma questão de segurança fundamental: a água é praticamente incompressível, então armazena pouquíssima energia ao ser pressurizada — se o vaso romper durante o teste, a falha é localizada e relativamente segura (vaza, não explode); já um gás comprimido armazena enorme energia e uma ruptura seria EXPLOSIVA, podendo matar. O teste a 1,3×MAWP submete o vaso a tensões maiores que as de operação, revelando defeitos (trincas, soldas ruins, espessura insuficiente) com margem, sem chegar ao escoamento generalizado. Aprovar no teste hidrostático é condição para a certificação e a operação do vaso. Informe a MAWP.
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