Questão do ENEM 2021

Ciências da Natureza · habilidade 5Reaplicação · Caderno Azul · Questão 126

Pretende-se construir um banheiro em uma área externa, no qual serão instalados dois chuveiros elétricos que podem ser ligados simultaneamente, cada um com consumo de 5,5 kW. A tensão disponível na rede elétrica é de 220 V. Sabe-se que quanto maior for a área de seção reta de um cabo elétrico maior será a intensidade de corrente que ele conseguirá suportar, porém, maior será o seu custo. Portanto, deve ser selecionado o cabo de menor área de seção reta que seja capaz de suportar a corrente requerida para a instalação.

No quadro são apresentados os valores nominais de área de seção reta de cabos elétricos comumente encontrados no mercado (com isolamento térmico), com suas correspondentes correntes máximas.

ABNT. NBR 5410/2004: método de referência B1 para cabos de cobre com isolamento em EPR ou XLPE (90 °C) com dois condutores carregados.

Disponível em: www.iar.unicamp.br. Acesso em: 30 out. 2015 (adaptado).

O cabo que apresenta o menor custo e que suporta a corrente total necessária na fiação dos chuveiros é o que tem a área de seção reta, em $\mathrm{mm^2}$ , igual a:

Alternativa A: 0,5
Justificativa
Esta alternativa está errada. Um cabo de 0,5 mm² suporta no máximo 12 A, muito abaixo dos 50 A exigidos pelos dois chuveiros ligados juntos (11 000 W sob 220 V). Ele seria percorrido por corrente várias vezes maior que o seu limite.
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Alternativa B: 1,5
Justificativa
Esta alternativa está errada. Segundo o quadro, o cabo de 1,5 mm² suporta 23 A, menos da metade dos 50 A necessários para os dois chuveiros em funcionamento simultâneo. Seria subdimensionado para a instalação.
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Alternativa C: 2,5
Justificativa
Esta alternativa está errada. O cabo de 2,5 mm² suporta 31 A. Ele atenderia um único chuveiro, que consome $\frac{5\,500}{220} = 25$ A, mas o enunciado pede a corrente dos dois ligados ao mesmo tempo, 50 A.
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Alternativa D: 6,0 gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Os dois chuveiros ligados juntos consomem 2 × 5,5 = 11 kW, ou 11 000 W. Com tensão de 220 V, a corrente total é $i = \frac{P}{U} = \frac{11\,000}{220} = 50$ A. Pelo quadro, é preciso o menor cabo que suporte pelo menos 50 A: o de 6,0 mm² suporta 54 A, enquanto o de área imediatamente menor suporta só 31 A.
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Alternativa E: 16,0
Justificativa
Esta alternativa está errada. O cabo de 16,0 mm² suporta 100 A e, portanto, atenderia à corrente de 50 A, mas o enunciado pede o de menor custo, isto é, o de menor área que seja capaz de suportá-la. Existe um cabo menor que já serve.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 98160
Código da prova: 989
Arquivo do PDF: ENEM_2021_P2_CAD_07_DIA_2_AZUL.pdf