A figura representa uma embalagem cartonada e sua constituição em multicamadas. De acordo com as orientações do fabricante, essas embalagens não devem ser utilizadas em fornos micro-ondas. A restrição citada deve-se ao fato de a:

A embalagem aberta se expandir pela pressão do vapor formado em seu interior.

camada de polietileno se danificar, colocando o alumínio em contato com o alimento.

fina camada de alumínio blindar a radiação, não permitindo que o alimento se aqueça.

absorção de radiação pelo papel, que se aquece e pode levar à queima da camada de polietileno.

geração de centelhas na camada de alumínio, que pode levar à queima da camada de papel e de polietileno.

Questão 76 do ENEM 2015 (Ciências da Natureza)

Para entender essa restrição, precisamos analisar como o forno de micro-ondas funciona e como ele interage com os diferentes materiais que compõem a embalagem.

O forno de micro-ondas aquece os alimentos emitindo ondas eletromagnéticas (as micro-ondas). Essas ondas têm um campo elétrico oscilante que interage fortemente com moléculas polares, como a água presente nos alimentos, fazendo-as vibrar e gerar calor.

Agora, olhemos para a composição da embalagem cartonada. Esse tipo de embalagem "longa vida" é feito de multicamadas que tipicamente incluem plástico (polietileno), papelão e, o ponto crítico aqui, uma fina camada metálica de alumínio. É justamente a presença desse metal que gera a restrição.

Quando as micro-ondas atingem um material metálico, o campo elétrico oscilante da radiação interage com os elétrons livres do metal e induz correntes elétricas em sua superfície. Em pedaços de metal espessos e lisos, isso costuma apenas refletir as ondas. Porém, a camada de alumínio dessas embalagens é extremamente fina e pode ter bordas e irregularidades.

Nessas condições, as cargas induzidas podem se acumular em pontos e bordas (efeito das pontas), criando uma diferença de potencial (tensão) muito alta. Se essa tensão romper a rigidez dielétrica do ar ao redor, ocorre uma descarga elétrica — as centelhas (faíscas).

Essas centelhas são muito quentes. Como a fina camada de alumínio está em contato direto com materiais combustíveis (o papel e o polietileno), o calor das faíscas pode iniciar um incêndio dentro do micro-ondas.

Analisando as alternativas:

A alternativa A fala em expansão por vapor, o que pode ocorrer em qualquer recipiente fechado e não é o motivo específico ligado à composição multicamadas.
A alternativa C menciona a blindagem da radiação. De fato o metal reflete as micro-ondas (efeito gaiola de Faraday), dificultando o aquecimento do alimento; mas a restrição (o perigo que motiva o aviso) é o risco de incêndio, e não apenas a ineficiência no aquecimento.
A alternativa E descreve exatamente o fenômeno perigoso: a geração de centelhas no alumínio, que pode incendiar as camadas de papel e polietileno.

Portanto, a restrição deve-se ao risco de geração de faíscas na camada metálica e à consequente queima da embalagem.

Questão 76 do ENEM 2015 — Ciências da Natureza

Resolução comentada