Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Difícil⏱ longo

Uma comunidade rural isolada precisa decidir entre estender linhas de transmissão por 50 km ou implantar…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma comunidade rural isolada precisa decidir entre estender linhas de transmissão por 50 km ou implantar microgeração solar local. Avalie tecnologias e proponha solução considerando disponibilidade de recursos, perdas elétricas (I²R), eficiência, custo/benefício e impacto ambiental. Inclua cálculos exemplificativos.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Sugestão de resposta: Priorizar microgeração solar com armazenamento local reduz perdas por I²R e impacto ambiental em terreno acidentado. Exemplo numérico: carga P = 5 000 W a V = 230 V ? I = P/V = 5000 W / 230 V ˜ 21,74 A. Se a linha de distribuição tiver resistência R = 0,5 O, perda P_loss = I²·R ˜ (21,74 A)²·0,5 O ˜ 236 W (~4,7% da carga). Para 50 km de linhas, R aumenta e perdas, custo e manutenção sobem. Alternativas: aumentar tensão para reduzir I (P constante, I = P/V), usar cabo de maior seção para reduzir R, ou implantar micro-rede solar com baterias para minimizar transmissão. Na avaliação custos iniciais de painéis e baterias podem ser compensados por menor perda, menor custo de manutenção e menor impacto ambiental; geografia montanhosa favorece microgeração pela dificuldade de obras civis. Conclua comparando eficiencia (menor I²R e maior eficiência local), relação custo/benefício e disponibilidade de recursos locais (soleira solar, mão de obra), justificando a opção escolhida.

Explicação

A proposta de priorizar a microgeração solar é fundamentada na redução das perdas elétricas e no menor impacto ambiental, especialmente em terrenos acidentados. A análise de custos e benefícios demonstra que, apesar dos investimentos iniciais em painéis e baterias, a eficiência e a sustentabilidade a longo prazo superam as desvantagens da extensão das linhas de transmissão. Além disso, a disponibilidade de recursos locais, como a radiação solar e a mão de obra, favorece essa solução.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 desafio

🎯 Conceito central

microgeração solar

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculos de eficiência energética · análise de custo/benefício

📚 Reveja

Revisar conceitos de eficiência energética e perdas elétricas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode subestimar as perdas elétricas ao considerar apenas o custo inicial da instalação, sem avaliar o impacto a longo prazo.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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