Questão 56 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Para que um aquecedor solar aproveite ao máximo a luz do Sol, é preciso que a maior quantidade possível de energia luminosa seja captada pelas placas. E a captação por uma superfície é máxima quando os raios solares incidem perpendicularmente a ela, ou seja, formando um ângulo próximo de $90^\circ$.

O problema é que a posição do Sol no céu não é a mesma em todo lugar da Terra. Como o planeta é aproximadamente esférico, a altura máxima que o Sol atinge no céu (a que horas do meio-dia) depende de quão ao norte ou ao sul do Equador você está.

A coordenada geográfica que mede exatamente essa distância angular em relação à Linha do Equador é a latitude.

Perto do Equador (latitude próxima de $0^\circ$), o Sol passa quase a pino ao meio-dia, e as placas devem ficar quase na horizontal. Já no sul do Brasil, em latitudes maiores, o Sol descreve uma trajetória mais baixa e voltada para o norte; para que os raios batam de frente na placa, é preciso incliná-la. Por isso, na prática de engenharia, a regra geral é instalar a placa com um ângulo de inclinação aproximadamente igual à latitude do local.

Vejamos por que os demais parâmetros não definem esse ângulo:

• Altitude: é a altura do local em relação ao nível do mar. Afeta a intensidade da radiação (o ar mais rarefeito filtra menos a luz), mas não muda a direção de onde os raios vêm.
• Longitude: define os fusos horários — determina a que horas o Sol chega ao ponto mais alto, mas não a altura angular dele no céu.
• Nebulosidade e umidade relativa do ar: são fatores climáticos que reduzem a quantidade de luz que chega à placa (absorção e espalhamento por nuvens e vapor d'água), mas não alteram a geometria da trajetória solar; além disso, variam demais para definir um parâmetro fixo de projeto.

Portanto, o parâmetro que define a inclinação geométrica das placas coletoras é a latitude.

Gabarito: Alternativa B.