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Química2ª sérieBNCC EM13CNT307Média⏱ medio

Uma pequena queijaria brasileira precisa substituir parte da tubulação usada no processamento de soro de…

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 pequena queijaria brasileira precisa substituir parte da tubulação usada no processamento de soro de leite. O soro apresenta pH aproximado de 4,5 e circula a 78 °C. Ao final de cada turno, a tubulação é lavada com solução de hidróxido de sódio a 2%, mantida a 80 °C por 30 minutos, e depois recebe solução de hipoclorito com 200 mg/L de cloro ativo por 20 minutos. Esse procedimento é repetido diariamente. A empresa realizou um ensaio comparativo durante sete dias, reproduzindo essas condições e utilizando trechos de mesmo comprimento. Os resultados foram: - cobre: perda de massa, formação de compostos esverdeados e alteração da cor do soro; - aço-carbono galvanizado: perda de massa e presença de zinco dissolvido no líquido; - polipropileno: ausência de perda de massa, mas amolecimento e deformação a 80 °C; - PVC rígido: surgimento de microfissuras após os ciclos com hipoclorito; - aço inoxidável 316L: variação de massa inferior a 0,01%, sem alteração visual do soro, sem deformação e sem fissuras. Nesse ensaio, considerou-se mais adequado o material que apresentasse simultaneamente resistência ao soro ácido, às soluções de limpeza, à temperatura de operação e ao contato com alimentos. Com base nos resultados do ensaio e nas condições de uso da queijaria, qual material deve ser escolhido para a nova tubulação, a fim de reduzir corrosão, contaminação do soro e falhas causadas pela temperatura e pela higienização?

  1. A) Tubulação de polipropileno
  2. B) Tubulação de PVC rígido
  3. C) Tubulação de aço-carbono galvanizado
  4. D) Tubulação de aço inoxidável 316L
  5. E) Tubulação de cobre

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique as exigências simultâneas do problema: resistir ao soro ácido (pH aproximado de 4,5), à temperatura de operação (78 a 80 °C), às soluções de limpeza (hidróxido de sódio a 2% a 80 °C e hipoclorito de 200 mg/L) e não contaminar o alimento.
  2. Analise o ensaio material por material. O cobre perde massa, forma compostos esverdeados e altera a cor do soro, ou seja, contamina o alimento. O aço-carbono galvanizado perde massa e libera zinco no líquido. O polipropileno não perde massa, mas amolece e deforma a 80 °C, o que inviabiliza a temperatura de operação. O PVC rígido apresenta microfissuras após os ciclos com hipoclorito, o que gera falhas e possíveis pontos de acúmulo.
  3. O aço inoxidável 316L apresenta variação de massa inferior a 0,01%, sem alteração visual do soro, sem deformação e sem fissuras. Ele atende a todas as exigências ao mesmo tempo, portanto é a escolha correta.
  4. Por que as outras estão erradas: A) o polipropileno amolece e deforma a 80 °C; B) o PVC rígido desenvolve microfissuras com o hipoclorito; C) o aço-carbono galvanizado perde massa e libera zinco no soro; E) o cobre sofre corrosão, forma compostos esverdeados e altera a cor e a composição do soro.
  5. Concluímos que a alternativa D é a correta, concordando com o gabarito oficial.

💡 Dica: Analise as propriedades dos materiais frente às condições químicas e térmicas descritas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

O aluno considera apenas a ausência de perda de massa do polipropileno e ignora que o material amolece e deforma na temperatura de 80 °C da operação.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno acredita que o plástico rígido, por não sofrer corrosão metálica, é suficiente, sem perceber que as microfissuras causadas pelo hipoclorito comprometem a vedação e a higiene.

Por que engana: Confundir resistência química com resistência térmica ou ignorar efeitos do sanitizante na tubulação.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno associa a galvanização a uma proteção total contra corrosão e não percebe que o revestimento de zinco é dissolvido, contaminando o soro com zinco e perdendo massa.

D Correta

O aço inoxidável 316L foi o único material que, nas condições especificadas, apresentou simultaneamente variação de massa desprezível, ausência de alteração visual do soro, estabilidade térmica e ausência de fissuras após os ciclos de higienização. Assim, é a única alternativa que atende a todos os critérios do problema.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno considera o cobre adequado por ser um metal bom condutor e de uso comum em tubulações, sem notar que ele se corrói, forma compostos esverdeados e altera a cor do alimento.

Raio-X da questão

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

corrosão e resistência de materiais

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades dos materiais · reações químicas de corrosão

📚 Reveja

estude propriedades químicas e físicas dos materiais e corrosão

⚠️ Erro mais comum

Confundir resistência química com resistência térmica ou ignorar efeitos do sanitizante na tubulação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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