Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Difícil⏱ longo

Uma escola rural consome 1 200 kWh/mês. Considere: tarifa da rede R$ 0,90/kWh; gerador diesel com custo…

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 escola rural consome 1 200 kWh/mês. Considere: tarifa da rede R$ 0,90/kWh; gerador diesel com custo operacional efetivo R$ 1,60/kWh; um sistema fotovoltaico dimensionado para suprir 80% do consumo tem custo de investimento com payback estimado em 6 anos. Avalie e proponha a solução mais adequada (gerador diesel, rede com medidas de eficiência ou solar), justificando por eficiência energética, custo/benefício e impacto ambiental. Apresente cálculo resumido de custos anuais e payback.

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

Resposta esperada

Dados: consumo anual = 1 200 kWh/mês·12 = 14 400 kWh/ano. Opção rede única: custo anual = 14 400·R$0,90 = R$12 960/ano. Gerador diesel: custo anual ˜ 14 400·R$1,60 = R$23 040/ano; maior custo operacional e maiores emissões. Sistema solar (80%): produção solar = 0,8·14 400 = 11 520 kWh/ano; restante rede = 2 880 kWh/ano ? custo rede = 2 880·R$0,90 = R$2 592/ano. Se investimento PV anualizado ˜ investimento/6 ˜ R$8 333/ano (ex.: investimento ˜ R$50 000), custo total solar ˜ R$8 333 + R$2 592 = R$10 925/ano, inferior ao custo da rede e muito inferior ao gerador; payback ˜ 6 anos conforme hipótese. Recomenda-se combinar eficiência (LED, controle de cargas) reduzindo consumo base (p.ex. -20%) e instalar PV para 80% da demanda; isso reduz custos e emissões. Justifique apresentando cálculos de custo/ano, economia relativa e análise ambiental (emissões do diesel, benefício local do PV), além de considerar disponibilidade solar local e despesas de manutenção.

Explicação

A análise apresentada compara os custos anuais de diferentes fontes de energia, destacando a eficiência econômica e ambiental do sistema fotovoltaico, que, além de ser mais barato que o gerador a diesel, também reduz as emissões de carbono. O cálculo do payback e a proposta de medidas de eficiência energética, como a redução do consumo, reforçam a viabilidade da solução solar. Essa abordagem não só minimiza custos, mas também promove um impacto ambiental positivo, tornando-a a melhor opção para a escola rural.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Criar

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

sistemas de energia

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de custos · análise de impacto ambiental

📚 Reveja

Revisar conceitos de eficiência energética e análise de custos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode subestimar os custos operacionais do gerador diesel, focando apenas no custo inicial do sistema fotovoltaico.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Circuitos Elétricos e Potência (Consumo de Energia)

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog