Question

(ENEM) O carneiro hidráulico ou aríete, dispositivo usado para bombear água, não requer combustível ou energia elétrica para funcionar, visto que usa a energia da vazão de água de uma fonte. A figura a seguir ilustra uma instalação típica de carneiro em um sítio, e a tabela apresenta dados de seu funcionamento.A eficiência energética ε de um carneiro pode ser obtida pela expressão:cujas variáveis estão definidas na tabela e na figura.No sítio ilustrado, a altura da caixa d'água é o quádruplo da altura da fonte. Comparado a motobombas a gasolina, cuja eficiência energética é cerca de 36%, o carneiro hidráulico do sítio apresentaa) menor eficiência, sendo, portanto, inviável economicamente. b) menor eficiência, sendo desqualificado do ponto de vista ambiental pela quantidade de energia que desperdiça. c) mesma eficiência, mas constitui alternativa ecologicamente mais apropriada. d) maior eficiência, o que, por si só, justificaria o seu uso em todas as regiões brasileiras. e) maior eficiência, sendo economicamente viável e ecologicamente correto.

Answer 1

Vamos lá. Esta questão, assim como muitas do ENEM, mostra o que você precisa, mas demanda um pouco de paciência e leitura concentrada para enxergar os dados.

Como a altura da caixa d'água (H) é o quádruplo (4 vezes) da altura da fonte (h) neste caso, temos: H = 4h, então H/h = 4h/h = 4.

Estamos tentando ver a menor eficiência possível neste caso, então teremos de ver o máximo de água da fonte (Vf) para o mínimo de água bombeada para a caixa (Vb) que segue os dados do enunciado.

Na tabela a relação de  h/H, quando é 1/4 como no nosso caso (h/4h = 1/4), o máximo Vf é de 1200 litro/hora e o mínimo Vb é de 120 litro/hora. Agora, aplicando na equação de eficiência o que vimos até agora:

E = (H/h)·(Vb/Vf)
E = 4·(120/1200) = 4/10
E = 0,4 ou 40%

Concluímos que a eficiência MÍNIMA do carneiro neste caso (40%) é ainda maior que a eficiência das motobombas a gasolina (36%), sendo então econômicamente viável e ecologicamente correto, como na alternativa e).

Porém, é necessário salientar que nem todas as regiões brasileiras têm fontes adequadas para carneiros hidráulicos.