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Uma equipe desenvolve sensores eletrônicos para monitorar parâmetros químicos em plataformas de pesquisa…

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 equipe desenvolve sensores eletrônicos para monitorar parâmetros químicos em plataformas de pesquisa instaladas em regiões de água salobra. As carcaças condutoras desses sensores devem atender simultaneamente a dois requisitos definidos no projeto: apresentar taxa de corrosão igual ou inferior a 0,02 mm/ano e possuir condutividade elétrica igual ou superior a 1,0 × 10^6 S/m. Foram avaliados os seguintes materiais: - Aço carbono revestido com epóxi: taxa de corrosão de 0,15 mm/ano e condutividade elétrica de 2,0 × 10^6 S/m. - Liga de alumínio 6061: taxa de corrosão de 0,12 mm/ano e condutividade elétrica de 3,5 × 10^6 S/m. - Cimento polimérico: taxa de corrosão de 0,05 mm/ano e condutividade elétrica de 1,0 × 10^3 S/m. - Poliuretano: taxa de corrosão de 0,02 mm/ano e alta absorção de água, que compromete sua condutividade elétrica. - Aço inoxidável 316L: taxa de corrosão de 0,01 mm/ano e condutividade elétrica de 1,3 × 10^6 S/m. Considerando simultaneamente os dois requisitos mínimos estabelecidos no projeto, qual material é o mais adequado para a carcaça condutora dos sensores?

  1. A) Cimento polimérico
  2. B) Aço inoxidável 316L
  3. C) Poliuretano
  4. D) Liga de alumínio 6061
  5. E) Aço carbono revestido com epóxi

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dois requisitos, que devem ser atendidos ao mesmo tempo: taxa de corrosão igual ou inferior a 0,02 mm/ano e condutividade elétrica igual ou superior a 1,0 x 10^6 S/m. Passo 2: Avalie o aço inoxidável 316L. Sua taxa de corrosão de 0,01 mm/ano está abaixo do limite de 0,02 mm/ano, e sua condutividade de 1,3 x 10^6 S/m está acima do mínimo de 1,0 x 10^6 S/m. Ele cumpre os dois requisitos. Passo 3: Verifique os demais materiais. A liga de alumínio 6061 tem condutividade adequada (3,5 x 10^6 S/m), mas sua taxa de corrosão de 0,12 mm/ano está acima do limite. O aço carbono revestido com epóxi falha na corrosão (0,15 mm/ano), apesar de ter condutividade de 2,0 x 10^6 S/m. O cimento polimérico falha nos dois requisitos, com 0,05 mm/ano e 1,0 x 10^3 S/m. Passo 4: O poliuretano tem taxa de 0,02 mm/ano, exatamente no limite, mas sua alta absorção de água compromete a condutividade elétrica, que não é suficiente para atender ao mínimo exigido. Como não há valor numérico que comprove o atendimento, ele não cumpre o requisito elétrico. Passo 5: Conclusão: somente o aço inoxidável 316L atende simultaneamente aos dois requisitos. O gabarito oficial B está correto.

💡 Dica: Compare as taxas de corrosão e condutividades para identificar o melhor material.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno considerou que um material pouco sujeito à corrosão já serve, sem verificar que a condutividade do cimento polimérico (1,0 x 10^3 S/m) está milhares de vezes abaixo do mínimo exigido.

B Correta

O material precisa apresentar taxa de corrosão de, no máximo, 0,02 mm/ano e condutividade elétrica de, no mínimo, 1,0 × 10^6 S/m. O aço inoxidável 316L atende aos dois critérios, pois possui taxa de corrosão de 0,01 mm/ano e condutividade de 1,3 × 10^6 S/m. Os demais materiais falham em pelo menos um dos requisitos.

C Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno viu que a taxa de corrosão de 0,02 mm/ano está no limite permitido e concluiu que o poliuretano atende ao projeto, ignorando que a absorção de água compromete a condutividade elétrica.

Por que engana: Escolher materiais apenas pela menor corrosão ou maior condutividade, sem considerar o equilíbrio entre ambos.

D Erradaerro: Atenção

O aluno focou na alta condutividade da liga de alumínio 6061 (3,5 x 10^6 S/m) e não percebeu que sua taxa de corrosão de 0,12 mm/ano excede em muito o limite de 0,02 mm/ano.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno supôs que o revestimento epóxi protege totalmente o aço e não verificou que a taxa de corrosão de 0,15 mm/ano ultrapassa o limite de 0,02 mm/ano.

Raio-X da questão

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

resistência à corrosão e condutividade

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades dos materiais · corrosão em ambientes aquáticos

📚 Reveja

estude propriedades químicas e físicas de materiais condutores e corrosão

⚠️ Erro mais comum

Escolher materiais apenas pela menor corrosão ou maior condutividade, sem considerar o equilíbrio entre ambos.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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