Durante manutenção em um quadro energizado, uma ferramenta provoca arco com corrente de falta I = 8 000 A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante manutenção em um quadro energizado, uma ferramenta provoca arco com corrente de falta I = 8 000 A; tensão eficaz no arco V = 200 V; duração t = 0,20 s. (a) Calcule a energia térmica liberada pelo arco E (J). (b) Interprete o risco térmico para o operador a 0,5 m e proponha medidas de proteção e procedimentos seguros.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: (a) E = V·I·t = 200·8 000·0,20 = 320 000 J. (b) Estimativa de energia por área assumindo radiação aproximadamente isotrópica: E_area ˜ E/(4pr²) = 320000/(4p·0,5²) ˜ 1,02×10^5 J/m² (˜2,4 cal/cm²), valor capaz de causar queimaduras graves. Risco: exposição térmica e projeção de partículas quentes; risco de ignição de roupas. Medidas: desenergizar antes da intervenção (procedimento de bloqueio/etiquetagem), usar ferramentas isoladas, manter distância mínima e barreiras; EPI adequado (vestimenta e proteção facial com resistência térmica/arc-rated, luvas isolantes), plano de trabalho e comunicação, e presença de pessoa de apoio com corte de energia. Fundamentação física: comparar energia incidente com limiares térmicos para queimadura (usar J/m²); reduzir E_area aumentando r, reduzindo t ou eliminando I (abrir circuito).
Explicação
A energia térmica liberada pelo arco é calculada multiplicando a tensão, a corrente e a duração, resultando em uma estimativa precisa do risco térmico. A análise da energia por área permite avaliar o potencial de queimaduras, considerando a radiação isotrópica e a distância do operador. As medidas de proteção e procedimentos seguros são essenciais para mitigar riscos, garantindo a segurança do trabalhador durante a manutenção em condições perigosas.
Raio-X da questão
energia térmica e segurança elétrica
avaliacao
energia térmica · segurança elétrica
Revisar conceitos de energia térmica e medidas de segurança em eletricidade.
O aluno pode confundir a energia térmica liberada com a energia total do sistema, não considerando a duração do arco elétrico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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