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A Figura abaixo serve de roteiro para o início de um pequeno projeto de drenagem urbana. No passo 1 calcula-se a vazão de projeto (Q), com a fórmula Racional, tomando-se o coeficiente de escoamento (C) de acordo com a densidade demográfica, a intensidade máxima da chuva (I) pela equação intensidade-duração-frequência do local e tempo de recorrência de 10 anos, e a área da bacia (A) segundo a linha vermelha do último croqui à direita.

No passo 2 calcula-se o raio hidráulico (R = A/P) admitindo-se que a lâmina máxima no tubo seja de 94% e o diâmetro do tubo de concreto (D) é arbitrado e confirmado ou não no passo 4.

No passo 3 calcula-se a velocidade do fluxo (V), levando em conta a rugosidade do tubo (n), o raio hidráulico (R) e a declividade do tubo (I), tomada igual ao do terreno (ou não). Se for menor que a máxima permitida para o concreto (5 m/s) OK e, do contrário, diminui-se.

No passo 4 confirma-se se o diâmetro inicialmente arbitrado atende ao projeto. A área molhada média, função da geometria da seção, é mostrada logo acima do croqui da área.

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 8 janeiro 2019 às 12:59

PRÉ-DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DE BUEIROS

As seções transversais mais comuns para bueiros são a circular e a quadrada, ambos formados por estruturas de concreto armado que, no segundo caso, são chamadas de aduelas (vide foto na planilha abaixo). O comprimento de cada aduela é, em geral, de 1,00 m e a espessura varia com a altura do aterro, devendo ser consultado o fabricante. As aduelas podem ser duplas ou triplas, bastando dividir-se a vazão total por 2 ou 3, respectivamente.

A espessura das aduelas é, em média, de 0,15 m, 0,18 m, 0,20 m, 0,25 m ou 0,30 m, dependendo da altura do aterro sobre as mesmas e da carga rolante. A mais comum é 0,20 m. O peso do concreto armado é de 2.400 kg/m³.

A Figura abaixo é uma planilha elaborada com base no exemplo 7.24 do capitulo 7 do livro Bueiros ou Travessias do Eng. Plínio Tomaz (1), pág. 54/144.

Para travessias maiores que 6,00 m pode-se cogitar de projetar uma ponte e não um bueiro. Existem firmas que fabricam galerias pré-moldadas de concreto armado com medidas de largura x altura que vão de 1,5 x 1,5 m até 4,0 x 2,5 m.

As aduelas em geral são assentadas sobre camada de 50 cm, sendo 30 cm de rachão, 10 cm de brita no. 3 e 10 cm de lastro de concreto magro.

Para se dimensionar um bueiro, muitas vezes, basta conhecer a vazão máxima a ser escoada, limitando-se a velocidade do fluxo de saída (quando possível), para evitar o projeto de um dissipador de energia na saída do mesmo.

REFERÊNCIA:

(1) Curso de Manejo de Águas Pluviais, Cap. 07 - Bueiro ou travessia, P. Tomaz, 2013.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 4 janeiro 2019 às 8:25

Rodolfo, bom dia e ótimo começo de ano.

Obrigado pelo apoio e incentivo. De fato, desde que estreei aqui na Rede há 9 anos, de vez em quando divulgo um pouco da minha experiência profissional, pois acredito na frase atribuída ao filósofo Sócrates: "Todo homem que encontro é superior a mim em alguma coisa, e neste particular eu aprendo dele". Acredito, também (agora na versão espírito-kardecista) que somo ETERNOS APRENDIZES (ou ainda, na versão cristã de São Francisco de Assis: É dando que se recebe). Assim sendo, receba de volta o forte abraço do colega e admirador,

José Luiz 

Comentário de Rodolfo Geiser em 3 janeiro 2019 às 17:24

José Luiz, Bacana! Acho muito simpático você divulgar sua experiência, Forte abraço, Rodolfo

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 3 janeiro 2019 às 16:47

CANAL DE MÁXIMA EFICIÊNCIA HIDRÁULICA

O que se espera de um canal, além de transportar a vazão desejada, é que as suas paredes sejam estáveis e que o seu custo seja o menor possível. Para atender a esses requisitos, um critério básico de projeto é aquele que procura a menor área a ser revestida, bem como o menor volume de escavação, fatores que encarecem a obra. Assim, busca-se a definição de seções transversais que apresentam o máximo rendimento hidráulico, ou seja, aqueles que para uma dada área, declividade e rugosidade, transportam a máxima vazão.

A Figura abaixo apresenta o dimensionamento hidráulico de um canal de seção retangular que atende a esses propósitos, copiado do livro Princípios de Engenharia Hidráulica, pág. 329/471.

Acontece que, na prática, nem sempre podemos adotar esse critério pois, aspectos de natureza tecnológica, econômica e ambiental, podem levar à limitação, ou mesmo ao impedimento do conceito de seção de máxima eficiência hidráulica.

A Figura abaixo mostra as equações para a Máxima Eficiência Hidráulica de canais com outras seções transversais.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 2 janeiro 2019 às 15:17

CANAL REVESTIDO COM MANTA DE GABIÃO

O gabião se destaca como um dos revestimentos de canais mais comuns, e consiste numa estrutura feita com tela metálica preenchida com pedras. Existem para isso 2 tipos: manta ou colchão e caixa. Eles permitem velocidades máximas de fluxo de 2 a 3,5 m/s para mantas com espessura de até 150 mm e de 4 a 5,5 m/s para espessuras de até 300 mm. Para os tipo caixa, V = 5 a 6 m/s ou mais, de acordo com a qualidade da construção e montagem.

A Figura abaixo mostra o dimensionamento hidráulico de um canal revestido com gabião, que tomei emprestado do livre Princípios de Engenharia Hidráulica.

A espessura dos enrocamentos deve ser correspondente a cerca de 1,5 vezes o diâmetro máximo das pedras, ou 2 vezes o diâmetro médio.

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 30 dezembro 2018 às 9:09

FORMA DO FUNDO DO RIO

A Figura abaixo apresenta os cálculos para a estimativa da forma do fundo de um dado rio, segundo o livro Fundamentos da Engenharia Hidráulica, do qual já falamos antes.

Outros tipos de fundo são mostrados na Figura abaixo, cuja fonte é a mesma da Figura anterior.

Bom proveito e Feliz Ano Novo.

JL

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 29 dezembro 2018 às 13:17

CANAL REVESTIDO COM GRAMA

Os canais revestidos com grama (ou gramados) são bastante interessantes, seja pelo baixo custo como pelo aspecto estético. Como acontece nos canais em terra, os principais inconvenientes devem-se às dificuldades de manutenção (corte periódico da grama) e às baixas velocidades de escoamento admissíveis, o que resulta em seções transversais de porte mais avantajado. Devem ser observadas as velocidades máximas admissíveis. Vide ex. abaixo:

Um aspecto extremamente importante que deve ser levado em conta nos projetos dos canais é a faixa de velocidades médias do fluxo, tanto a mínima quanto a máxima. A máxima, mesmo em canal revestido de concreto, não deve ultrapassar V = 4,5 m/s para evitar abrasão, retirada das placas e mal funcionamento. A mínima, para evitar deposição de material em suspensão e crescimento de vegetação nas margens, deve ser de V = 0,60 m/s.

Já a borda livre, segundo Chow, deve ficar entre 5 e 30% da profundidade da lâmina d´água.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 27 dezembro 2018 às 7:42

TENSÃO DE ARRASTE EM RIOS

Os estudos de fluviologia têm pouca divulgação e abrangência no Brasil, principalmente os relacionados à dinâmica dos sedimentos do leito. O exemplo mostrado na planilha da Figura abaixo, foi tirado do livro Fundamentos da Engenharia Hidráulica, e ressalta a aplicação do Ábaco de Shields, que prevê a movimentação ou não das partículas do leito sob certas condições de fluxo.

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 26 dezembro 2018 às 8:23

RESSALTO HIDRÁULICO EM CANAL

Com a chegada dos computadores, os ábacos (muito usados antigamente) quase deixaram de ser utilizados na Engenharia. No livro (virtual) Fundamentos de Engenharia Hidráulica (o qual já me referi antes), mostra um exemplo da sua aplicação.

Não devemos torcer o nariz para as coisas "antigas". Se você tiver as equações adequadas, utilize-as e após, confirme os resultados com os dos ábacos. Eles são muito práticos, ainda.

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 24 dezembro 2018 às 14:25

CÁLCULO DE REMANSO EM CANAL

Quando se constrói uma barragem em um canal com declividade fraca, há a tendência à formação de um remanso (como mostra o croqui inicial da Figura abaixo), cuja extensão Δx vai depender desse declive.

O exemplo que se segue, foi compilado do livro Fundamentos de Engenharia Hidráulica, de Márcio Baptista e Márcia Lara, UFMG, Belo Horizonte - MG, 3a. ed., 2014, 471 pág., disponível na Internet.

Além de calcular a distância do remanso à montante da barragem, procurou-se enquadrar a declividade segundo a ocorrência da linha d´água: Declividade do canal Fraca e Regime Fluvial (M2 segundo o croqui e a tabela).

Para não sobrecarregar a planilha com informações, segue-se a legenda do formulário: B = largura ou base do canal; H = altura da lâmina d´água; A = área molhada; P = perímetro molhado; R = raio hidráulico (A/P); n = coeficiente de rugosidade de Manning; I = declividade do fundo; Q = vazão ou descarga; yc = altura da lâmina d´água sobre a barragem ou altura crítica; E = perda de energia hidráulica; J = declividade da linha de energia; F = número de Froude; f1 e f2 = coeficientes relacionados às relações entre a declividade, o perfil da linha d´água e a linha de energia; Δx = extensão do remanso; e g = aceleração da gravidade (9,81 m/s²).

Bom proveito.

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