Questão 92 — ENEM 2019Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletromagnetismo (indução eletromagnética e aterramento elétrico)
• ⚡ Nível: Médio — não exige cálculo, mas cobra raciocínio conceitual apurado para conectar indução eletromagnética a uma solução prática de segurança
• 🎯 Tema/Habilidade: Indução eletromagnética aplicada à segurança elétrica; relacionar fenômenos eletromagnéticos a situações do cotidiano e da engenharia elétrica
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual medida evita que o arame da cerca, energizado por indução eletromagnética, dê choque em quem o tocar?"
• Palavras-chave decisivas: campo magnético variável, induzir corrente elétrica, choque elétrico
• Armadilha típica: confundir a solução com dispositivos de proteção contra sobrecorrente (fusíveis) ou imaginar que se deve intervir na rede de alta tensão, que é a fonte do campo mas não pode ser alterada sem comprometer a transmissão de energia
• O que a resposta precisa demonstrar: entendimento de que a solução deve atuar sobre o efeito — a cerca energizada por indução — oferecendo um caminho de baixíssima resistência para a corrente induzida escoar para a terra, mantendo o arame em potencial próximo de zero

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Indução eletromagnética (Lei de Faraday-Lenz): a variação de fluxo magnético através de um circuito gera força eletromotriz induzida. Como a rede de alta tensão transporta corrente alternada, ela cria ao redor um campo magnético que varia continuamente, capaz de induzir tensão em qualquer condutor próximo — inclusive o arame da cerca, mesmo sem contato elétrico direto.
• Aterramento elétrico: conectar um condutor a hastes cravadas no solo cria um caminho de baixíssima resistência até a Terra, que funciona como referência de potencial zero. Qualquer carga ou corrente induzida se dissipa nela, mantendo o condutor aterrado praticamente no mesmo potencial do solo.
• Choque elétrico como diferença de potencial: o choque só ocorre quando há diferença de potencial significativa entre dois pontos de contato do corpo (por exemplo, a mão no arame e os pés no chão). Sem essa diferença, não há corrente relevante circulando pelo organismo.
• Função do fusível: dispositivo que interrompe um circuito quando a corrente ultrapassa um valor nominal, protegendo contra sobrecarga ou curto-circuito — mas não impede a existência de um potencial induzido em regime de corrente baixa e contínua, como o da indução eletromagnética aqui descrita.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "geram campo magnético variável o suficiente para induzir corrente elétrica no arame das cercas" → o fenômeno físico em jogo é a indução eletromagnética à distância, sem qualquer contato elétrico entre a rede de alta tensão e a cerca.
• Evidência 2: "se tocarem no arame da cerca, poderão sofrer choque elétrico" → o problema real é a diferença de potencial entre o arame energizado por indução e o corpo de quem está em contato com o solo.
• Síntese: como a indução ocorre por meio do campo magnético — que não pode ser "desligado" sem interromper a transmissão de energia e que atravessa isolantes livremente — a solução eficaz precisa agir sobre a cerca, equalizando seu potencial ao potencial da Terra. É exatamente isso que o aterramento faz.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar a origem física do problema

A rede de alta tensão transporta corrente alternada, gerando ao seu redor um campo magnético que varia periodicamente em módulo e sentido. Pela Lei de Faraday-Lenz (ε = −dΦ/dt), todo condutor próximo que forme um circuito fechado — ou que apresente acoplamento com o solo, como um longo arame de cerca — sofre indução de força eletromotriz. Essa fem induzida faz o arame assumir um potencial elétrico diferente do potencial do solo, mesmo sem qualquer conexão elétrica direta com a rede de alta tensão.

Subpasso 4.2 — Avaliar o que cada tipo de intervenção pode realmente fazer

O campo magnético responsável pela indução se propaga pelo espaço e atravessa isolantes — logo, revestir os fios da rede de alta tensão com material isolante não impede a indução no arame, pois esse fenômeno depende da variação de fluxo magnético, não de contato elétrico. Da mesma forma, aterrar a própria rede de alta tensão é inviável e contraproducente: ela precisa manter sua tensão elevada para transmitir energia com baixa perda; aterrá-la provocaria curto-circuito e inutilizaria todo o sistema de transmissão. Já os fusíveis protegem contra picos de corrente (sobrecarga, curto-circuito), mas a corrente induzida por um campo magnético variável costuma ser pequena e contínua — insuficiente para romper um fusível — e, ainda que o circuito fosse interrompido, isso não eliminaria a diferença de potencial induzida nos trechos isolados do arame.

Subpasso 4.3 — Verificação: por que o aterramento da cerca resolve o problema

Ao aterrar os arames da cerca — conectando-os a hastes cravadas no solo em intervalos regulares —, cria-se um caminho de baixíssima resistência entre o arame e a Terra. Qualquer carga ou corrente induzida escoa imediatamente para o solo, e o arame passa a operar em potencial praticamente igual ao da Terra (referência 0 V). Como o choque depende da diferença de potencial entre os pontos de contato do corpo, um arame aterrado e uma pessoa em contato com o mesmo solo (mesma referência de potencial) praticamente eliminam essa diferença, tornando o toque seguro. Esse é exatamente o mecanismo descrito na alternativa A, confirmando o resultado.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Fazer o aterramento dos arames da cerca.

✅ Correta: conectar o arame à terra oferece um caminho de baixa resistência para a corrente induzida escoar continuamente, mantendo a cerca em potencial próximo ao do solo e eliminando a diferença de potencial que causaria choque em quem a tocasse.

B) Acrescentar fusível de segurança na cerca.

❌ Incorreta: o fusível interrompe o circuito apenas quando a corrente excede um valor nominal (sobrecarga ou curto-circuito); a corrente induzida por campo magnético variável costuma ser pequena e contínua, não caracterizando uma sobrecorrente capaz de acionar o fusível — e mesmo com o circuito interrompido, trechos isolados do arame continuariam sujeitos à indução e acumulariam potencial.

C) Realizar o aterramento da rede de alta tensão.

❌ Incorreta: aterrar a linha de transmissão anularia a própria função da rede — transportar energia em alta tensão —, provocando curto-circuito e falha total no fornecimento. Além disso, não é o aterramento da fonte do campo magnético que resolve o problema, mas sim o aterramento do condutor onde a indução efetivamente produz risco (a cerca).

D) Instalar fusível de segurança na rede de alta tensão.

❌ Incorreta: redes de alta tensão já possuem proteções próprias contra sobrecorrente (disjuntores e relés), mas isso não tem relação com o fenômeno de indução eletromagnética a distância que energiza a cerca; um fusível na rede não altera o potencial induzido no arame, que é um circuito eletricamente separado da linha de transmissão.

E) Utilizar fios encapados com isolante na rede de alta tensão.

❌ Incorreta: o isolamento elétrico impede contato direto e fuga de corrente por condução, mas não bloqueia o campo magnético variável, que se propaga livremente por meios isolantes como ar e plástico. A indução eletromagnética continuaria ocorrendo normalmente mesmo com os fios da rede encapados.

🏆 Gabarito: A — o aterramento dos arames da cerca é a única medida que atua diretamente sobre o efeito da indução, escoando a corrente induzida para a terra e equalizando o potencial do arame ao do solo, eliminando o risco de choque.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: como a indução eletromagnética não pode ser "desligada" sem interromper a transmissão de energia, e nenhuma das outras alternativas ataca a diferença de potencial gerada no arame, apenas o aterramento da cerca (A) neutraliza o risco de choque na prática.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma explorar situações reais de eletromagnetismo — linhas de transmissão, transformadores, motores — pedindo que o estudante relacione o fenômeno físico (indução, campo magnético) a uma solução de engenharia do cotidiano, sem exigir cálculo numérico.
• Generalização: sempre que o problema for "diferença de potencial indesejada em um condutor exposto", a solução física padrão é o aterramento, que fixa o condutor no potencial de referência da Terra; fusíveis resolvem excesso de corrente, não excesso de tensão induzida.
• Dica de eliminação rápida: elimine de imediato qualquer alternativa que proponha mexer na rede de alta tensão (C, D, E) — ela precisa continuar operando em alta tensão para cumprir sua função de transmissão. Sobra apenas comparar fusível (B) com aterramento (A), e lembre-se de que fusível protege contra sobrecorrente, não contra tensão induzida.
• Conexões: Lei de Faraday-Lenz, funcionamento de para-raios e do aterramento residencial, blindagem eletromagnética (gaiola de Faraday).