Análise das condições hidráulicas de escoamento em sistema de macrodrenagem : influência de singularidades

Abstract

Este trabalho versa sobre os efeitos hidráulicos resultantes de singularidades em sistema de macrodrenagem. A galeria em questão foi construída em região de urbanização consolidada do município de Porto Alegre, tornando-se impraticável a construção de uma macrodrenagem tradicional, o que obrigou a adoção de um projeto com inúmeras singularidades, como curvas, rebaixamento do teto do conduto e degraus, resultando em mudanças no regime de escoamento, variando de subcrítico a supercrítico e vice-versa. Neste sentido, há a formação de remansos e ressalto hidráulico em locais específicos em função da vazão e, por se tratar de um canal de seção fechada, alguns desses efeitos podem ser prejudiciais para a capacidade de escoamento por resultar em afogamento da galeria. Por ser um sistema de macrodrenagem, a galeria está sujeita a uma ampla variabilidade de vazões, afetando a dinâmica interna do escoamento, assim como as singularidades, que também influenciam nos locais e dimensões desses efeitos hidráulicos. No presente trabalho busca-se avaliar as alterações hidráulicas causadas pela modificação de uma singularidade presente no conduto de drenagem. Foram realizados ensaios em modelo reduzido de conduto forçado na escala 1:15, alternado-se a geometria de uma transição vertical (degraus vertical e inclinados 1V:2H e 1V:4H), submetida ao escoamento de vazões de 150, 300 e 500 litros por minuto, garantindo a condição de escoamento a superfície livre. Com base nas medidas de altura da linha de água do escoamento do modelo, estabeleceu-se uma relação entre as combinações de vazão e geometria da singularidade, através do cálculo da dissipação de energia que ocorre entre o escoamento a montante da transição vertical e o escoamento em regime lento a jusante do ressalto hidráulico formado. Desta forma, foi possível considerar a alternativa em degrau vertical como a transição que resulta em dissipação da energia do escoamento em menor comprimento de canal, produzindo escoamentos mais estáveis para a maior proporção do modelo, de forma que a variação de vazão interfira menos na variabilidade da disposição do efeitos hidráulicos presentes no escoamento.