Questão 179 do ENEM 2009Matemática

ENEM 2009Matemática1ª aplicação

A cisterna é um recipiente utilizado para armazenar água da chuva. Os principais critérios a serem observados para captação e armazenagem de água da chuva são: a demanda diária de água na propriedade; o índice médio de precipitação (chuva), por região, em cada período do ano; o tempo necessário para armazenagem; e a área de telhado necessária ou disponível para captação. Para fazer o cálculo do volume de uma cisterna, deve-se acrescentar um adicional relativo ao coeficiente de evaporação. Na dificuldade em se estabelecer um coeficiente confiável, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) sugere que sejam adicionados 10% ao volume calculado de água.

Desse modo, o volume, em m³, de uma cisterna é calculado por Vc = Vd × Ndia, em que Vd = volume de demanda da água diária (m³), Ndia = número de dias de armazenagem, e este resultado deve ser acrescido de 10%.

Para melhorar a qualidade da água, recomenda-se que a captação seja feita somente nos telhados das edificações.
Considerando que a precipitação de chuva de 1 mm sobre uma área de 1 m²
produz 1 litro de água, pode-se calcular a área de um telhado a fim de atender a
necessidade de armazenagem da seguinte maneira: área do telhado (em m²) = volume da cisterna (em litros)/precipitação.

Disponível em: www.cnpsa.embrapa.br.
Acesso em: 8 jun. 2009 (adaptado).

Para atender a uma demanda diária de 2.000 litros de água, com período de armazenagem de 15 dias e precipitação média de 110 mm, o telhado, retangular, deverá ter as dimensões mínimas de
A
6 metros por 5 metros, pois assim teria uma área de 30 m² .
15 metros por 20 metros, pois assim teria uma área de 300 m² .
Resposta correta
C
50 metros por 60 metros, pois assim teria uma área de 3.000 m² .
D
91 metros por 30 metros, pois assim teria uma área de 2.730 m² .
E
110 metros por 30 metros, pois assim teria uma área de 3.300 m² .
Gabarito oficial: alternativa B

Resolução comentada

Para resolvermos essa questão, precisamos calcular a área do telhado necessária para captar a quantidade de água exigida. O enunciado nos fornece um passo a passo claro de como encontrar esse valor.

Primeiramente, vamos determinar o volume total de água que será consumido durante o período de armazenagem. Sabemos que a demanda diária (VdV_d) é de 2.000 litros2.000\text{ litros} e o número de dias de armazenagem (NdiaN_{dia}) é 1515. O volume consumido nesses dias será:

V=2.000×15=30.000 litrosV = 2.000 \times 15 = 30.000\text{ litros}

O texto nos alerta que, devido à evaporação, devemos acrescentar 10%10\% a esse volume para encontrar a capacidade real da cisterna (VcV_c). Calculando esse acréscimo:

10% de 30.000=0,10×30.000=3.000 litros10\% \text{ de } 30.000 = 0,10 \times 30.000 = 3.000\text{ litros}

Logo, o volume total da cisterna será:

Vc=30.000+3.000=33.000 litrosV_c = 30.000 + 3.000 = 33.000\text{ litros}

Agora, precisamos descobrir a área do telhado capaz de captar esses 33.000 litros33.000\text{ litros} com uma precipitação média de 110 mm110\text{ mm}. O enunciado nos dá a fórmula direta para isso:

Aˊrea do telhado (em m2)=Volume da cisterna (em litros)Precipitac¸a˜o (em mm)\text{Área do telhado (em m}^2\text{)} = \frac{\text{Volume da cisterna (em litros)}}{\text{Precipitação (em mm)}}

Substituindo os valores que encontramos:

Aˊrea=33.000110\text{Área} = \frac{33.000}{110}

Para facilitar a divisão, podemos simplificar cortando um zero do numerador e um do denominador:

Aˊrea=3.30011=300 m2\text{Área} = \frac{3.300}{11} = 300\text{ m}^2

Por fim, analisamos as alternativas para encontrar qual delas apresenta dimensões que resultam em uma área de 300 m2300\text{ m}^2. A alternativa B sugere um telhado de 15 metros15\text{ metros} por 20 metros20\text{ metros}. Multiplicando essas dimensões, temos:

15×20=300 m215 \times 20 = 300\text{ m}^2

Isso atende perfeitamente à nossa necessidade.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2009 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.