Questão de Engenharia Elétrica · FGV TJ-SE Servidor 2023 (nº 62)

A eficiência energética de um motor mostra o quanto da energia elétrica que ele consome é transformada em trabalho mecânico útil. Motores mais eficientes precisam de menos energia elétrica para realizar o mesmo trabalho, gerando economia de energia e, consequentemente, de dinheiro. O tempo de retorno (payback) é o período que as economias levam para cobrir o investimento inicial.

Para resolver, calculamos a economia mensal:

1. Potência mecânica de saída (P_out): 12 kW por motor.
2. Potência elétrica de entrada do motor antigo ($P_{in,antigo}$): $P_{out} / \eta_{antigo} = 12 \text{ kW} / 0.80 = 15 \text{ kW}$.
3. Potência elétrica de entrada do motor novo ($P_{in,novo}$): $P_{out} / \eta_{novo} = 12 \text{ kW} / 0.96 = 12.5 \text{ kW}$.
4. Economia de potência por motor: $15 \text{ kW} - 12.5 \text{ kW} = 2.5 \text{ kW}$.
5. Economia total de potência (8 motores): $8 \times 2.5 \text{ kW} = 20 \text{ kW}$.
6. Economia de energia por mês: $20 \text{ kW} \times 200 \text{ h/mês} = 4000 \text{ kWh/mês}$.
7. Economia financeira por mês: 4000 \text{ kWh/mês} \times 0.50 \text{ R/kWh} = 2000 \text{ R/mês}.
8. Custo total do investimento: 8 \text{ motores} \times 8000 \text{ R/motor} = 64000 \text{ R}.
9. Tempo de retorno: 64000 \text{ R} / 2000 \text{ R/mês} = 32 \text{ meses}.

(A) Incorreta: Resultaria de um cálculo que superestimaria a economia mensal ou subestimaria o investimento.
(B) Incorreta: Esta alternativa seria obtida se a economia mensal fosse o dobro do valor correto (R$ 4.000/mês), o que indicaria um erro significativo no cálculo da economia de energia.
(C) Correta: O cálculo detalhado acima demonstra que o tempo de retorno do investimento é de 32 meses.
(D) Incorreta: Resultaria de um cálculo que subestimaria a economia mensal ou superestimaria o investimento.
(E) Incorreta: Resultaria de um cálculo que subestimaria drasticamente a economia mensal ou superestimaria muito o investimento.