Determinação das pressões a jusante de comportas tipo segmento invertida: aplicação em eclusas de navegação

Abstract

O uso de comportas ou válvulas em condutos para efetuar o controle de fluxo em estruturas hidráulicas é bastante usual. Entretanto, a sua aplicação deve ser feita com cuidado em função da possibilidade de ocorrência de grandes diferenciais de pressão entre as faces de montante e jusante das comportas, já que essas podem gerar escoamentos altamente turbulentos e de grande complexidade. O escoamento, neste caso, pode vir a ter velocidades elevadas que podem ocasionar uma grande depressão e, consequentemente, cavitação, se a pressão no líquido atingir a pressão de vapor. Para fazer o enchimento e esvaziamento de eclusas de navegação é necessário o uso desses dispositivos de controle de vazões. Junto a estes podem ocorrer problemas de cavitação. Assim, torna-se interessante obter critérios de previsão do valor destas pressões para, então, poder inferir a possibilidade de cavitação, ou não, para uma dada condição de operação, esvaziamento ou enchimento da câmara, da eclusa. Este trabalho procura apresentar o estado da arte em relação à distribuição das pressões a jusante de comportas tipo segmento invertida visando compreender o comportamento das mesmas e com isto determinar os graus de danos à estrutura. Inicialmente, é feita uma pesquisa bibliográfica na qual são apresentadas as eclusas de navegação, seu funcionamento e a conceituação de cavitação. Para a coleta de dados, são realizados ensaios em laboratório, num modelo reduzido que permite a caracterização de todos os parâmetros envolvidos, por fim são, então, apresentados os resultados. Tais resultados mostram que as pressões mais preocupantes do ponto de vista do desgaste do concreto são oriundas das maiores vazões passantes com a menor porcentagem de abertura da comporta.