Queda de energia no laboratório: priorizando experimentos com dados incompletos
Um laboratório escolar tem três experimentos em andamento quando falta energia por 6 horas. A câmara A contém uma cultura bacteriana que precisa ser mantida entre 34 °C e 38 °C; sem controle, ela esfria cerca de 2 °C por hora a partir de 37 °C. A câmara B guarda uma solução enzimática estável entre 2 °C e 8 °C; sem refrigeração, ela aquece 1,5 °C por hora a partir de 5 °C. A câmara C contém sementes em germinação, tolerantes de 20 °C a 30 °C, partindo de 25 °C, com variação de 0,8 °C por hora. Há apenas um gerador portátil, capaz de alimentar uma câmara por vez, e combustível para 4 horas. O laboratório dispõe de gelo suficiente para manter a câmara B por 6 horas, mas esse gelo não serve para aquecer nada.
1. Determine, para cada câmara, quanto tempo leva até sair da faixa tolerada e ordene as câmaras por urgência. Explique o critério usado.
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Câmara A: parte de 37 °C, limite inferior 34 °C, variação de 2 °C/h. Tempo até o limite: (37 − 34) ÷ 2 = 1,5 h. Depois disso, a cultura fica fora da faixa.
Câmara B: parte de 5 °C, limite superior 8 °C, variação de 1,5 °C/h. Tempo: (8 − 5) ÷ 1,5 = 2 h. Mas há gelo para 6 h, o que cobre todo o apagão.
Câmara C: parte de 25 °C, limites 20 °C e 30 °C, variação de 0,8 °C/h. Para o limite inferior: (25 − 20) ÷ 0,8 = 6,25 h; para o superior: (30 − 25) ÷ 0,8 = 6,25 h. Só sairia da faixa após o fim das 6 h de apagão.
Ordenação por urgência real: A (1,5 h), depois B (2 h, mas mitigada pelo gelo), depois C (6,25 h). O critério não é apenas o tempo até o limite, mas o tempo até o limite descontadas as mitigações disponíveis. Com o gelo, B deixa de ser urgente; A passa a ser a única que exige o gerador imediatamente.
2. Decida como usar o gerador e o gelo nas 6 horas, justificando a alocação. Considere que o gerador pode ser desligado e religado, mas cada partida consome combustível extra equivalente a 20 minutos de operação.
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Estratégia: usar o gelo na câmara B imediatamente, liberando o gerador para a câmara A. A câmara C não precisa de intervenção nas primeiras 6 h, pois só sairia da faixa em 6,25 h.
Com o gelo cobrindo B por 6 h, o gerador fica dedicado a A. Como A precisa de aquecimento contínuo e o combustível dá 4 h, ainda faltam cerca de 2 h de apagão. A câmara A levaria 1,5 h para atingir 34 °C sem aquecimento; com 4 h de gerador, ela fica protegida durante esse período, mas depois volta a esfriar. Restariam 2 h de apagão após o combustível, nas quais A cairia 4 °C, chegando a cerca de 33 °C - abaixo do limite.
Alternativa: escalonar o gerador entre A e C. Como C tem margem de 6,25 h, desviar potência para C não é prioritário. O melhor é concentrar o gerador em A e aceitar que, nas últimas 2 h, a temperatura caia; para evitar isso, seria preciso reduzir o consumo do gerador ou conseguir mais combustível. O custo de religar (20 min por partida) desencoraja ciclos curtos: cada partida desperdiça 1/3 de hora de combustível, o que em 4 h representa perda relevante. Logo, ligar uma vez e manter é melhor do que alternar.
Conclusão: gelo em B, gerador contínuo em A, C sem ação, e reconhecer que A ainda fica em risco nas últimas 2 h - o que deve ser comunicado como limitação, não escondido.
3. Um colega afirma que a câmara C é a mais urgente porque tem a menor taxa de variação. Avalie esse raciocínio.
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O raciocínio confunde taxa de variação com urgência. A câmara C varia apenas 0,8 °C/h, mas isso significa que ela demora mais para atingir o limite - cerca de 6,25 h -, e não que esteja em perigo imediato. Taxa pequena, com margem ampla, gera tempo de segurança longo.
A urgência depende da razão entre a distância até o limite e a taxa de variação, ou seja, do tempo até a falha. Para A: 3 °C ÷ 2 °C/h = 1,5 h. Para B: 3 °C ÷ 1,5 °C/h = 2 h. Para C: 5 °C ÷ 0,8 °C/h = 6,25 h. A ordem de urgência é A, B, C.
Além disso, é preciso considerar as mitigações: B tem gelo disponível, o que remove sua urgência prática. Portanto, o critério correto combina tempo até o limite e recursos disponíveis. A afirmação do colega inverteria prioridades e colocaria em risco a cultura bacteriana, que é a primeira a sair da faixa tolerada.