Simulado Transpetro 2026 de Segundo Oficial de Máquinas: 5 questões comentadas

Resposta: E. 340 °C é a temperatura de autoignição, única que dispensa fonte externa de ignição, e é sempre a mais alta das três.

Os três pontos térmicos do Capítulo 1.3 se distinguem por apenas duas perguntas: existe fonte externa de ignição? A chama se mantém?

O ponto de fulgor (flash point) é a menor temperatura em que o líquido desprende vapores em quantidade suficiente para formar, com o ar logo acima da superfície, uma mistura que se inflama momentaneamente ao contato de uma chama piloto, sem que a combustão se mantenha. Há fonte externa e a chama apenas lampeja. É o mais baixo dos três, e nesta remessa corresponde aos 74 °C. O ponto de combustão (fire point) tem também chama piloto, mas a queima se mantém por um tempo mínimo, tipicamente cinco segundos; fica de 10 °C a 30 °C acima do fulgor, o que aqui corresponde aos 92 °C. O ponto de ignição, ou temperatura de autoignição, dispensa completamente qualquer fonte externa: a mistura de vapor e ar se inflama sozinha pelo aquecimento, e nos derivados de petróleo situa-se tipicamente entre 250 °C e 450 °C, o que identifica os 340 °C.

A ordem é invariável: fulgor menor que combustão, que é muito menor que autoignição. Fulgor e combustão são propriedades do líquido, porque medem a facilidade de gerar vapor inflamável; a autoignição é propriedade da mistura de vapor e ar, e mede a resistência da molécula a se oxidar sem faísca.

A leitura operacional dos três números está no mesmo capítulo. O tanque de armazenamento é aquecido a 40 °C ou 50 °C, bem abaixo dos 74 °C. A linha de injeção, porém, circula a cerca de 134 °C, acima até do ponto de combustão: um vazamento nessa linha produz um jato que se inflama e se mantém aceso se encontrar fonte de ignição. E o coletor de escape sem isolamento pode ultrapassar os 340 °C, dispensando qualquer fonte: basta o contato do óleo com a superfície quente. É essa cadeia que fundamenta a exigência de blindagem das linhas de alta pressão e de isolamento das superfícies quentes na praça de máquinas.

Por que as outras estão erradas

• AErrada. 74 °C é o menor dos três valores e corresponde ao ponto de fulgor, em que a chama apenas lampeja e não se mantém. A manutenção da chama por cerca de cinco segundos define o ponto de combustão, que é o valor intermediário, 92 °C.
• BErrada. 92 °C é o valor intermediário e corresponde ao ponto de combustão. O ponto de fulgor é o mais baixo dos três, 74 °C, e nele a chama não se mantém.
• CErrada. 340 °C está muito acima da faixa de ponto de combustão de um residual marítimo, que é de 75 °C a 120 °C, e a definição apresentada (chama piloto presente e queima autossustentada) é a de ponto de combustão, não a de autoignição.
• DErrada. Inverte a ordem invariável dos três pontos. A autoignição é sempre a mais alta das três temperaturas, e não a mais baixa, porque exige energia térmica suficiente para iniciar a reação sem nenhuma faísca ou chama.

Onde está no Dossiê: Capítulo 1.3 · Ponto de fulgor, ponto de combustão e ponto de ignição

Resposta: C. A parcela de tensão correspondente à temperatura do bloco de terminais deixa de ser somada, e o instrumento indica a menos, com erro próximo dos 30 °C do painel.

O Capítulo 2.2 insiste em dois pontos porque quase todo erro de interpretação vem deles. Primeiro, a tensão gerada por um termopar não depende da temperatura de uma junção isolada: ela depende da diferença de temperatura entre as duas junções. Segundo, a tensão não é gerada na solda, e sim ao longo dos fios, onde existe o gradiente de temperatura; a junção apenas fecha o circuito.

Daí a imagem que o capítulo propõe: o termopar é um termômetro de diferença. Ele não sabe dizer que a temperatura do gás de escape é 380 °C, e sim que a ponta instalada no coletor está tantos graus mais quente que a outra ponta. Para transformar isso em temperatura absoluta, é preciso conhecer exatamente a temperatura dessa outra ponta, e é isso, e apenas isso, que faz a compensação de junta fria.

As tabelas normalizadas de termopar são construídas para junta de referência a 0 °C, condição historicamente obtida com banho de gelo fundente. O instrumento, porém, mede a tensão com a junta de referência na temperatura ambiente do seu bloco de terminais. Por isso ele precisa medir a temperatura desse bloco com um sensor auxiliar, converter essa temperatura na tensão que o termopar geraria entre 0 °C e ela, e somar essa parcela à tensão medida, antes de consultar a tabela. A parcela é somada, nunca subtraída.

Sem compensação, o instrumento consulta a tabela com uma tensão menor que a devida e indica a menos, com erro aproximadamente igual à temperatura ambiente do bloco. Num painel a 30 °C, um coletor de escape a 380 °C apareceria em torno de 350 °C. É por essa razão que a extensão do termopar até o painel precisa ser feita com cabo de extensão, do mesmo material do termopar, ou com cabo de compensação, de material diferente mas com comportamento termoelétrico equivalente na faixa em que o cabo trabalha. Emendar cobre comum no meio do caminho cria uma junta de referência não intencional em um ponto de temperatura desconhecida.

Por que as outras estão erradas

• AErrada. O sentido do erro é o oposto. Sem compensação, a parcela da junta de referência deixa de ser somada, e por isso o instrumento indica a menos, e não a mais.
• BErrada. O termopar não mede temperatura absoluta: mede a diferença entre a junta de medição e a junta de referência. É exatamente essa característica que torna a compensação de junta fria indispensável.
• DErrada. Cabo de cobre comum é justamente o que não se deve usar: ele cria uma junta de referência não intencional no ponto da emenda, em temperatura desconhecida. A ligação correta é com cabo de extensão ou de compensação.
• EErrada. A tensão é gerada ao longo dos fios, onde existe o gradiente de temperatura, e não na solda da junta. A junção apenas fecha o circuito, e por isso um termopar com o fio contaminado ou trabalhado em um trecho pode passar a errar mesmo com a ponta intacta.

Onde está no Dossiê: Capítulo 2.2 · Termopar e compensação de junta fria

Resposta: C. Q útil = 3 000 × (2 777,1 − 356,0) = 7 263 300 kJ/h; Q entrada = 210 × 40 200 = 8 442 000 kJ/h; rendimento = 86,0%.

O rendimento térmico, conforme o Capítulo 3.1, compara a energia que o vapor levou embora com a energia química que o combustível trouxe: rendimento = massa de vapor vezes (entalpia do vapor menos entalpia da água de alimentação), dividido pela massa de combustível vezes o poder calorífico inferior.

Dois cuidados definem o resultado. O primeiro é usar o poder calorífico inferior, e não o superior: a água formada na combustão sai pela chaminé como vapor, e seu calor latente nunca é aproveitado a bordo. O segundo é subtrair a entalpia da água de alimentação, porque a caldeira não precisa aquecer a água desde zero: o aquecedor de água de alimentação já entregou parte do calor sensível.

Passo 1: energia útil por quilograma de vapor. Δh = 2 777,1 − 356,0 = 2 421,1 kJ/kg. Passo 2: potência térmica útil. Q útil = 3 000 × 2 421,1 = 7 263 300 kJ/h, o que corresponde a 7 263 300 ÷ 3 600 = 2 017,6 kW.

Passo 3: energia fornecida pelo combustível. Q entrada = 210 × 40 200 = 8 442 000 kJ/h, ou 2 345,0 kW. Passo 4: rendimento. 7 263 300 ÷ 8 442 000 = 0,8604, isto é, 86,0%.

Passo 5, conferência de coerência. As perdas somam 327,4 kW, majoritariamente calor sensível dos gases de exaustão, que é a maior perda de uma caldeira de bordo, seguida de combustão incompleta, radiação pelo invólucro e energia levada pela descarga de fundo. Uma caldeira auxiliar de bordo opera tipicamente entre 80% e 88%, de modo que o valor encontrado é plenamente coerente. O próprio capítulo dá o critério de desconfiança: quando o resultado de um cálculo de rendimento passa de 90% numa caldeira queimando óleo, é a conta que deve ser revista antes de a alternativa ser marcada.

Por que as outras estão erradas

• AErrada. 71,6% resulta de considerar apenas o calor latente de vaporização a 10 bar (2 014,4 kJ/kg) como energia útil, ignorando o calor sensível gasto para levar a água de alimentação de 85 °C até a temperatura de saturação.
• BErrada. 80,8% resulta de usar o poder calorífico superior de 42 800 kJ/kg no denominador. O rendimento de caldeira marítima se calcula com o poder calorífico inferior, porque a água formada na combustão sai pela chaminé em fase vapor.
• DErrada. 92,7% acumula os dois erros: usa o poder calorífico superior no denominador e não desconta a entalpia da água de alimentação no numerador.
• EErrada. 98,7% resulta de não subtrair a entalpia da água de alimentação, calculando a energia útil como 3 000 × 2 777,1. Valor impossível para uma caldeira queimando óleo, o que por si só denuncia o erro de conta.

Onde está no Dossiê: Capítulo 3.1 · Balanço térmico e rendimento da caldeira

Resposta: E. Válvula de descarga com comando próprio permite antecipar o fechamento da descarga em relação ao fechamento das janelas, o que enche o cilindro com massa de ar acima da atmosférica: é a sobrealimentação plena.

O Capítulo 4.2 explica por que a lavagem uniflow venceu, e a razão mais sutil, que é a cobrada aqui, é o diagrama de troca de gases. Nas lavagens em corrente cruzada e em laço, tanto a admissão quanto a descarga se fazem por janelas descobertas pelo próprio êmbolo. Como o êmbolo sobe pelo mesmo caminho por onde desceu, o diagrama é obrigatoriamente simétrico em relação ao ponto morto inferior: a janela de descarga fecha depois da janela de admissão, e o cilindro perde parte da carga que acabou de receber. Na uniflow, a descarga é feita por uma única válvula grande no cabeçote, com came próprio ou comando eletrônico, de modo que o fechamento da descarga pode ser antecipado em relação ao fechamento das janelas de lavagem. Com o cilindro fechado em cima e ainda aberto embaixo, o ar de lavagem pressurizado continua entrando e efetivamente enche o cilindro com massa acima da atmosférica. É isso, e só isso, que caracteriza sobrealimentação de verdade, e é por isso que a lavagem simétrica por janelas não a permite.

As demais razões do domínio da uniflow, também do Capítulo 4.2, são a eficiência de lavagem muito superior, porque o fluxo é sempre no mesmo sentido e não deixa bolsões de gás queimado; a compatibilidade com curso ultralongo, já que o comprimento do cilindro não prejudica a varredura; e o turbilhonamento controlado, imposto pelas janelas inclinadas na base da camisa.

Duas distinções complementares fecham o capítulo. A arquitetura de cruzeta, e não a de tronco, é a que separa fisicamente o cilindro do cárter por uma caixa com prensa-estopas na haste do êmbolo, o que permite os dois sistemas de lubrificação independentes: óleo de cilindro alcalino a perder e óleo de circulação limpo. E o turbocompressor é acionado pelos gases de descarga, e não pelo virabrequim: por isso ele aumenta a potência e melhora o rendimento ao mesmo tempo, o que nenhum compressor acionado mecanicamente consegue fazer.

Por que as outras estão erradas

• AErrada. A descrição é a do motor de cruzeta. No motor de tronco o cárter é único e comunica com o cilindro, de modo que o mesmo óleo lubrifica mancais, biela, pino e parede da camisa, ficando exposto à fuligem, ao combustível não queimado e ao ácido sulfúrico condensado.
• BErrada. No motor de quatro tempos o eixo de cames gira na metade da rotação do virabrequim, porque cada válvula abre uma vez a cada duas voltas, isto é, a cada ciclo completo. Quem tem eixo de cames girando na mesma rotação do virabrequim é o motor de dois tempos.
• CErrada. O turbocompressor é uma turbina acionada pelos gases de descarga, montada no mesmo eixo de um compressor centrífugo, sem qualquer ligação mecânica com o virabrequim. Ele aproveita energia que iria embora pelo escapamento e por isso melhora o consumo específico. Quem retira potência do motor e piora o consumo é o compressor volumétrico acionado mecanicamente.
• DErrada. A relação é a inversa. No motor de dois tempos a sobrealimentação é condição de funcionamento, porque o motor não consegue se lavar sem ar pressurizado; no motor de quatro tempos ela é desejável, mas o motor funciona sem ela, já que existem cursos dedicados de admissão e de descarga.

Onde está no Dossiê: Capítulo 4.2 · Dois e quatro tempos, cruzeta e tronco, lavagem uniflow e

Resposta: A. A lâmpada que apaga indica a fase que está no potencial do casco, e as fases sãs passam a suportar, contra o casco, a tensão entre fases, o que solicita a isolação de todo o navio e exige correção antes que apareça uma segunda falta.

O Capítulo 5.6 explica por que o navio adota deliberadamente um sistema de distribuição isolado da terra, no esquema conhecido como IT, contra a corrente do que se faz em instalações terrestres. Nenhum ponto da fonte é ligado à estrutura, de modo que, se uma fase toca o casco, não existe caminho de retorno: a corrente que circula é apenas a das capacitâncias parasitas dos cabos e dos enrolamentos, da ordem de miliampères. Nenhuma proteção de sobrecorrente percebe, e nada desliga.

O que muda é o potencial de referência. Com a fase S no potencial do casco, as tensões entre fases permanecem exatamente as mesmas e a instalação continua funcionando, mas as tensões das outras duas fases em relação ao casco sobem da tensão de fase para a tensão entre fases. Num sistema de 440 V, o que era cerca de 254 V em relação ao casco passa a ser 440 V. Isso solicita mais a isolação das fases sãs em todo o navio, e é uma das razões pelas quais a falta não pode ser tolerada indefinidamente. A outra, mais grave, é que uma segunda falta em outra fase, em qualquer ponto do navio, forma com a primeira um curto-circuito franco entre fases através da estrutura do casco, com corrente altíssima, atuação de proteção e possibilidade de arco e incêndio.

A leitura das lâmpadas de terra é contraintuitiva e cai em prova exatamente por isso: a lâmpada que apaga denuncia a fase em falta, porque a tensão sobre ela caiu a zero; as outras duas brilham mais forte porque passaram a ser submetidas à tensão entre fases. O Capítulo 5.6 registra ainda que as lâmpadas só denunciam faltas francas, e que a degradação progressiva da isolação só é percebida pelo monitor eletrônico, que mede a resistência em ohms e permite manutenção planejada.

A conduta correta, no cenário do enunciado, é registrar a ocorrência, coordenar com o convés e com o passadiço e localizar a falta por divisão sucessiva de circuitos, jamais improvisando desligamentos durante a faina de carga. Conviver com o alarme de terra ligado é abrir mão de toda a proteção que justifica o sistema isolado.

Por que as outras estão erradas

• BErrada. É o inverso. A lâmpada da fase em falta apaga, porque a tensão entre ela e o casco vai a zero. As outras duas brilham mais forte justamente porque passaram da tensão de fase para a tensão entre fases em relação ao casco.
• CErrada. Em sistema isolado a corrente da primeira falta à terra é da ordem de miliampères, limitada às capacitâncias parasitas, e não de centenas de ampères. Não há o que uma proteção de sobrecorrente detecte, e é exatamente por isso que a vigilância é feita por um monitor de isolamento, que alarma sem desligar.
• DErrada. A primeira falta abre uma janela de manutenção, não uma folga. Uma segunda falta em outra fase forma, com a primeira, um curto-circuito franco entre fases através da estrutura do casco, com atuação de proteção sobre circuitos possivelmente essenciais e risco de arco e incêndio.
• EErrada. O uso do casco como condutor de retorno para força, aquecimento e iluminação é vedado em navio-tanque, de forma categórica, porque qualquer corrente circulando pela estrutura pode produzir centelha num ponto qualquer da área de carga. As poucas exceções admitidas em outros navios são limitadas e de corrente muito baixa.

Onde está no Dossiê: Capítulo 5.6 · Sistema de distribuição isolado de terra e monitor de isolamento