Questão 111 — ENEM 2022Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Energia (transformação solar–elétrica em placa fotovoltaica) e Astronomia básica (eixo de rotação inclinado, solstícios, latitude e duração do dia)
• ⚡ Nível: Médio — exige interpretação combinada de gráfico sazonal de energia e esquema da Terra inclinada
• 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Tecnologias de geração renovável e movimentos da Terra; competência de relacionar geração fotovoltaica à latitude e à inclinação do eixo terrestre
• 🏆 Gabarito: revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Em qual região (latitude) está a residência cuja placa fotovoltaica produz mais energia em janeiro e menos em julho?"
• Palavras-chave decisivas: eixo inclinado, placa fotovoltaica, gráfico de energia, dias 10/01, 10/04, 10/07, 10/10
• Armadilha típica: confundir hemisférios (achar que janeiro é verão no Hemisfério Norte) ou supor que a região com mais energia é o Equador (onde a incidência é alta o ano todo, mas com pouca variação sazonal). A pista decisiva é a variação sazonal, não o valor absoluto.
• O que a resposta precisa demonstrar: identificação de que máximo de energia em janeiro + mínimo em julho indica Hemisfério Sul, e a região com maior amplitude sazonal nesse hemisfério (entre as opções) é o Trópico de Capricórnio.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Inclinação do eixo terrestre: o eixo de rotação da Terra inclina-se 23,5° em relação à perpendicular ao plano da órbita (eclíptica). Essa inclinação, mantida ao longo do ano, faz com que cada hemisfério receba quantidades diferentes de luz solar conforme a posição da Terra na órbita — o que origina as estações.
• Solstícios: em 21 de dezembro, o Sol incide perpendicularmente sobre o Trópico de Capricórnio (23,5°S) — solstício de verão no Hemisfério Sul, com dia mais longo no HS e mais curto no HN. Em 21 de junho, é o oposto: incidência perpendicular sobre o Trópico de Câncer (23,5°N), verão no HN. Nos equinócios (21/03 e 23/09) o Sol incide no Equador e dia/noite têm 12 h em todo o planeta.
• Geração fotovoltaica e ângulo solar: a energia gerada por uma placa solar depende de (a) intensidade da radiação que chega ao solo, (b) ângulo de incidência (quanto mais perpendicular, maior a captação) e (c) duração do dia (mais horas de Sol = mais energia). Verão = mais radiação + mais horas de Sol = pico de produção. Inverno = oposto.
• Latitude e variação sazonal: o Equador tem pouca variação sazonal de radiação. À medida que se sobe em latitude, a variação se torna cada vez mais acentuada. Trópicos (~23,5°) já têm variação clara entre verão e inverno; nos polos a variação é extrema (sol da meia-noite vs. noite polar).

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: a primeira imagem mostra a Terra em 21 de dezembro com o eixo inclinado (Polo Sul iluminado, Polo Norte na sombra). As setas de "incidência direta ao meio-dia" apontam horizontalmente para o lado iluminado. O Trópico de Capricórnio aparece destacado como a faixa em que os raios solares incidem perpendicularmente nesse dia. Linhas pontilhadas mostram Trópico de Câncer, Equador, Trópico de Capricórnio, Círculos Polares Ártico e Antártico, e a divisão DIA/NOITE.
• Evidência 2: a segunda imagem é um gráfico de barras com eixo vertical "Energia" e eixo horizontal "Dia" mostrando quatro datas: 10/01, 10/04, 10/07 e 10/10. A barra mais alta é 10/01 (janeiro = verão no HS), a segunda é 10/04 (outono no HS), a mais baixa é 10/07 (inverno no HS) e 10/10 (primavera no HS) é intermediária. A amplitude entre máximo (janeiro) e mínimo (julho) é considerável.
• Evidência 3: o padrão sazonal claro com pico em verão e vale em inverno indica latitude fora do Equador (onde a variação seria mínima). E o pico em janeiro (não em julho) confirma Hemisfério Sul.
• Síntese: entre as alternativas, o ponto que satisfaz "Hemisfério Sul + variação sazonal acentuada + região tropical/subtropical" é o Trópico de Capricórnio (23,5°S). Equador teria pouca variação, Polo Sul teria meses sem sol, e qualquer ponto do HN teria padrão invertido.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Determinar o hemisfério pela época do pico de energia

A barra mais alta corresponde a 10/01 (janeiro). Janeiro é verão no Hemisfério Sul e inverno no Hemisfério Norte. Como uma placa solar produz mais energia no verão (mais horas de Sol e raios mais perpendiculares), a residência está no Hemisfério Sul. Isso elimina Trópico de Câncer (B) e Polo Norte (C).

Subpasso 4.2 — Determinar a magnitude da variação sazonal

A diferença entre as barras mostra clara variação sazonal: o pico de janeiro é nitidamente maior que o vale de julho. Em uma residência no Equador, a duração do dia é praticamente constante (12 h o ano todo) e a incidência solar varia pouco — o gráfico seria praticamente uniforme. Como há variação significativa, descartamos Equador (E).

Subpasso 4.3 — Distinguir Trópico de Capricórnio de Polo Sul

No Polo Sul, ocorre o fenômeno extremo: durante meses do inverno (mai-ago), o Sol não nasce — a energia produzida seria zero em julho, com queda abrupta. O gráfico não mostra zero em julho, mostra um valor reduzido mas não nulo. Logo, a residência não está no Polo Sul (D).

Sobra o Trópico de Capricórnio (A) — região onde há variação sazonal nítida (verão x inverno) mas o Sol nunca deixa de nascer, compatível com o gráfico observado.

Subpasso 4.4 — Verificação física

Em 21/12, a primeira imagem mostra incidência perpendicular sobre o Trópico de Capricórnio (23,5°S). Para uma placa horizontal nesse paralelo, a captação no verão (próximo a 21/12 e por extensão a 10/01) é máxima. Em 21/06 o Sol estaria a 47° de afastamento do zênite (23,5° + 23,5°), reduzindo bastante a energia incidente. Resultado: pico em janeiro, vale em julho — exatamente o padrão do gráfico.

Subpasso 4.5 — Conclusão

A residência está próxima ao Trópico de Capricórnio.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Trópico de Capricórnio.

✅ Correta: localização a 23,5°S. Apresenta verão (energia máxima) em janeiro e inverno (energia mínima) em julho, com amplitude sazonal moderada e Sol presente o ano todo — padrão exatamente correspondente ao gráfico. Cidades como São Paulo, Rio de Janeiro, Curitiba e Porto Alegre situam-se próximas a essa latitude e exibem esse padrão fotovoltaico.

B) Trópico de Câncer.

❌ Incorreta: localização a 23,5°N (Hemisfério Norte). Ali o verão ocorre em junho-julho e o inverno em dezembro-janeiro. O gráfico esperado teria pico em julho e vale em janeiro — exatamente o inverso do gráfico apresentado. A inversão sazonal entre hemisférios descarta essa opção.

C) Polo Norte.

❌ Incorreta: mesmo problema do Trópico de Câncer (Hemisfério Norte com sazonalidade invertida) e ainda mais extremo: no Polo Norte há meio ano de noite contínua (de setembro a março) e meio ano de dia. Em janeiro a placa estaria no escuro absoluto (energia = 0), o que contradiz frontalmente o gráfico, que mostra janeiro com a maior produção de energia.

D) Polo Sul.

❌ Incorreta: embora a sazonalidade esteja correta para o HS (verão em janeiro), no Polo Sul ocorre noite polar entre março e setembro — o Sol não nasce. Logo, a energia produzida em 10/04, 10/07 e 10/10 estaria perto de zero. O gráfico mostra valores positivos significativos em todas as datas, descartando essa hipótese.

E) Equador.

❌ Incorreta: no Equador, a duração do dia é constante (12 h) e a incidência solar é praticamente uniforme ao longo do ano (com pequena variação ligada à zona de convergência intertropical). O gráfico esperado teria barras de altura semelhante o ano todo. Como o gráfico mostra clara variação sazonal, descarta-se o Equador.

🏆 Gabarito: A — o pico de energia em janeiro + vale em julho confirma Hemisfério Sul; a variação sazonal moderada (sem zerar em julho) indica latitude tropical/subtropical, e não polar; entre as opções, apenas o Trópico de Capricórnio satisfaz todas as condições.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a combinação "máximo em janeiro + mínimo em julho + sol presente o ano todo + amplitude sazonal moderada" só é compatível com latitude tropical no Hemisfério Sul. Entre as alternativas, o Trópico de Capricórnio é a única coerente.
• Padrão de cobrança: o ENEM cobra com frequência o entendimento da relação inclinação do eixo–estações–latitude–geração de energia solar. A combinação interdisciplinar (Física + Geografia + Astronomia) é típica de provas recentes.
• Generalização: a regra prática é: se a curva de produção solar tem máximo em janeiro, a residência está no Hemisfério Sul. Se tem máximo em julho, no Hemisfério Norte. Se tem variação pequena, está perto do Equador. Se zera por meses, está em região polar.
• Dica de eliminação rápida: observe imediatamente o pico do gráfico — se for janeiro, elimine Hemisfério Norte (B e C). Se houver produção em todos os meses, elimine polos (D). Sobram Trópico de Capricórnio (A) e Equador (E); decida pela amplitude sazonal: variação grande → trópico, variação pequena → Equador.
• Conexões com outros temas: geração de energia renovável (matriz energética brasileira), eficiência fotovoltaica e ângulo de inclinação ótimo de placas, climatologia (zonas climáticas e estações do ano), astronomia básica (movimento aparente do Sol, declinação solar) e geografia física brasileira (Brasil é cortado pelo Trópico de Capricórnio, próximo a São Paulo).