Questão resolvida sobre manutenção da atmosfera interna em um submarino, da Unicamp 2025

(Unicamp/2025) Os submarinos nucleares conseguem submergir por longos períodos, pois geram uma quantidade enorme de energia elétrica para ser usada internamente. Um dos desafios a serem enfrentados diz respeito à manutenção da atmosfera interna da embarcação, o que garantiria condições respiráveis. Para tanto,
controlam-se as concentrações de oxigênio e gás carbônico. Em vista dessa descrição, você, como responsável por essa manutenção, sugeriria a combinação das seguintes ações:

A) para gerar O₂: destilação direta da água do mar; para absorver o CO₂: uso de uma solução ácida.
B) para gerar O₂: eletrólise da água purificada do mar; para absorver o CO₂: uso de uma solução básica.
C) para gerar O₂: destilação da água purificada do mar; para absorver o CO₂: uso de uma solução básica.
D) para gerar O₂: eletrólise direta da água do mar; para absorver o CO₂: uso de uma solução ácida.

RESOLUÇÃO:
Diferente da destilação, que é um processo de purificação da água para a remoção de sais e minerais, a geração de oxigênio a bordo é realizada através da eletrólise. Este processo utiliza a vasta quantidade de energia elétrica gerada pelo reator nuclear para quebrar as moléculas de água (H₂O) em seus componentes fundamentais: oxigênio (O₂) e hidrogênio (H₂). A água do mar é primeiramente dessalinizada e purificada para então ser submetida à eletrólise. O oxigênio produzido é liberado na atmosfera interna do submarino, enquanto o hidrogênio é expelido para o mar, evitando o acúmulo de um gás potencialmente explosivo.

Absorção de Dióxido de Carbono com Soluções Básicas
O dióxido de carbono, um produto natural da respiração da tripulação, é tóxico em altas concentrações e precisa ser constantemente removido do ambiente confinado do submarino. Para isso, são empregados sistemas de “lavagem” do ar, que utilizam soluções de natureza básica.
O CO₂ é um óxido ácido e, portanto, reage facilmente com bases. Substâncias como a monoetanolamina (MEA), uma amina orgânica, ou a cal sodada (uma mistura de hidróxido de cálcio e hidróxido de sódio) são comumente utilizadas. O ar do submarino é circulado através de torres de absorção contendo essas soluções básicas, que reagem quimicamente com o dióxido de carbono, removendo-o da atmosfera e garantindo que seus níveis permaneçam seguros para a tripulação. O uso de uma solução ácida seria ineficaz, pois não reagiria com o CO₂.
Resp.: B

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