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Uma cooperativa agrícola pretende revestir telhados metálicos de galpões no semiárido brasileiro. Durante o…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT307

Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma cooperativa agrícola pretende revestir telhados metálicos de galpões no semiárido brasileiro. Durante o dia, a superfície externa pode atingir 45 °C. O revestimento deve reduzir a transferência de calor para o interior e não contribuir para a propagação de um incêndio. Além disso, por causa da dilatação e da vibração do telhado, sua adesão ao metal deve ser de pelo menos 5 MPa. Foram obtidos os seguintes dados: o revestimento A é um epóxi polimérico combustível, com condutividade térmica de 0,25 W·m?¹·K?¹ e adesão de 8 MPa; o revestimento B é uma cerâmica não combustível à base de SiO2 e Al2O3, com condutividade térmica de 1,5 W·m?¹·K?¹, temperatura de fusão superior a 1200 °C e adesão de 3 MPa; o revestimento C é um compósito formado por uma matriz contínua de sílica não combustível e partículas de aerogel de sílica, com condutividade térmica de 0,02 W·m?¹·K?¹ e adesão de 6 MPa. Considere que, nessas condições, a temperatura de exposição não provoca a decomposição dos revestimentos. Com base nos dados fornecidos, qual revestimento atende simultaneamente aos requisitos de maior isolamento térmico, segurança contra incêndio e adesão mínima ao telhado?

  1. A) O revestimento C, pois apresenta a menor condutividade térmica, é constituído por materiais não combustíveis e possui adesão superior ao mínimo exigido.
  2. B) O revestimento B, pois sua elevada temperatura de fusão garante o melhor desempenho térmico no telhado.
  3. C) Nenhum dos três, pois materiais aplicados sobre telhados metálicos não podem atuar como isolantes térmicos.
  4. D) A combinação dos revestimentos A e B, pois reúne isolamento, resistência ao calor e adesão em uma única solução.
  5. E) O revestimento A, pois combina baixa condutividade térmica com a maior adesão ao metal.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

  1. Os requisitos são três: menor transferência de calor (menor condutividade térmica), não contribuir para a propagação de incêndio (material não combustível) e adesão de pelo menos 5 MPa. O dado de 45 graus Celsius não altera a análise, pois o enunciado diz que a temperatura não causa decomposição dos revestimentos.
  2. Revestimento A: é combustível, o que viola a exigência de segurança contra incêndio, mesmo com adesão de 8 MPa e condutividade de 0,25 W/(m·K).
  3. Revestimento B: é não combustível e tem alta resistência ao calor, mas sua condutividade de 1,5 W/(m·K) é a maior dos três e sua adesão de 3 MPa fica abaixo do mínimo de 5 MPa.
  4. Revestimento C: é não combustível, tem a menor condutividade (0,02 W/(m·K)) e adesão de 6 MPa, acima do mínimo. Portanto, atende simultaneamente aos três requisitos.
  5. Comparação com as alternativas. A: correta, pois C atende a todos os requisitos. B: a temperatura de fusão não mede isolamento térmico, e o revestimento falha na adesão. C: a afirmação é falsa, pois materiais como o aerogel de sílica são isolantes térmicos. D: exige o uso do revestimento A, que é combustível, e o B, que não atinge a adesão mínima. E: o revestimento A é combustível e não tem a menor condutividade, que pertence ao C.
  6. Conclusão: a resolução independente confirma o gabarito oficial, letra A.

💡 Dica: Compare os valores de k e adesão para determinar o melhor material.

Alternativa por alternativa

A Correta

A menor condutividade térmica corresponde à menor taxa de transferência de calor; portanto, o revestimento C, com 0,02 W·m⁻¹·K⁻¹, é o melhor isolante entre os três. Como sua matriz e suas partículas são de sílica, ele é não combustível, atendendo ao requisito de segurança contra incêndio. Além disso, sua adesão de 6 MPa supera o mínimo de 5 MPa. O revestimento A adere bem e isola mais que B, mas é combustível. O revestimento B é não combustível, porém conduz mais calor e não alcança a adesão mínima.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que alta temperatura de fusão equivale a bom isolamento térmico, confundindo resistência ao calor com baixa condutividade, e ignora que a adesão de 3 MPa fica abaixo do mínimo.

C Erradaerro: Senso comum

Aceita a intuição de que qualquer material sobre metal não isola, sem considerar que o aerogel de sílica tem condutividade térmica muito baixa.

D Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Supõe que combinar dois revestimentos resolve todos os requisitos sem verificar cada dado, pois o revestimento A é combustível e o B tem adesão insuficiente.

Por que engana: Escolher o revestimento A por sua alta adesão, ignorando a eficiência térmica do material.

E Erradaerro: Atenção

Foca apenas na adesão alta e na baixa condutividade, deixando de checar que o revestimento A é combustível, o que viola a exigência de segurança contra incêndio, além de não ter a menor condutividade.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Analisar
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ interpretativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

isolamento térmico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

isolamento térmico · propriedades dos materiais

📚 Reveja

Revisar propriedades térmicas e adesão de materiais.

⚠️ Erro mais comum

Escolher o revestimento A por sua alta adesão, ignorando a eficiência térmica do material.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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