Questão 133 do ENEM 2016 — Ciências da Natureza

Para entender o fenômeno da magnetohipertermia descrito na questão, precisamos analisar a interação entre as nanopartículas magnéticas e o campo magnético aplicado.

As nanopartículas magnéticas funcionam como pequenos ímãs, possuindo um momento de dipolo magnético $\vec{\mu}$. Quando um campo magnético externo $\vec{B}$ é aplicado, essas partículas sofrem a ação de um torque magnético $\vec{\tau}$, que tende a alinhá-las com as linhas desse campo, de forma análoga à agulha de uma bússola se alinhando com o campo magnético da Terra.

O ponto chave da questão é que o campo magnético utilizado é alternado. Isso significa que a direção e o sentido do vetor $\vec{B}$ estão mudando constantemente e em alta frequência. Como resultado, as nanopartículas magnéticas, na tentativa de se manterem alinhadas com esse campo variável, começam a girar e oscilar freneticamente.

Dentro da célula tumoral, essas partículas não estão no vácuo; elas estão imersas no citoplasma, um meio viscoso. A rápida rotação e agitação das nanopartículas gera atrito com esse meio intracelular. O trabalho mecânico $W$ realizado pelo campo para girar as partículas é dissipado na forma de energia térmica (calor) devido a esse atrito, elevando a temperatura local e causando a morte da célula tumoral.

Analisando as alternativas:

• A alternativa A está incorreta porque o tumor não absorve o campo magnético gerado pelas partículas.
• A alternativa C é falsa pois as células do corpo humano não possuem propriedades magnéticas significativas para interagir dessa forma.
• A alternativa D erra ao dizer que o campo fornece calor diretamente. O campo fornece energia magnética que se transforma em energia cinética de rotação e, só então, em calor pelo atrito.
• A alternativa E está incorreta porque o campo é alternado, logo as partículas não são aceleradas em um único sentido, mas sim em sentidos que se alternam periodicamente.

Portanto, a elevação de temperatura ocorre porque o campo magnético alternado faz as nanopartículas girarem, transferindo calor por atrito.