RELATÓRIO DE HIDRÁULICA: HIDROMETRIA

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Pontifícia Universidade Católica de Goiás

Escola de Engenharia

Engenharia Civil

Erika Paula Morais

Iasmin David Guimarães

Jefferson Rodrigues Meireles

Lucas Gonçalves de Oliveira

Pedro Henrique Nery Avila Segato

APLICAÇÕES DA HIDROMETRIA NA ENGENHARIA CIVIL

Goiânia

2021

Erika Paula Morais

Iasmin David Guimarães

Jefferson Rodrigues Meireles

Lucas Gonçalves de Oliveira

Pedro Henrique Nery Avila Segato

APLICAÇÕES DA HIDROMETRIA NA ENGENHARIA CIVIL

Relatório componente da N1 de Laboratório de Hidráulica.

Orientador: Prof. Ricardo Vitoy

Goiânia

2021

1 INTRODUÇÃO

O ano atual de 2021 tem sido marcado por grandes eventos meteorológicos causados pela crise climática que vem tomando todo o planeta como decorrência do aquecimento global. Incêndios ao redor do mundo, secas intensas, neve inesperada no sul do país, são alguns dos marcos que levam a pauta ambiental a ser muito comentada e discutida, contudo, essas crises não são pontuais como parecem.

O ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico) declarou que os reservatórios do país continuam abaixo da média em todos os subsistemas e registram os menores índices em várias décadas (FELLET, João. 2021). De acordo cm Pedro Cortês, professor da USP, em entrevista à CNN, a crise hídrica passado pelo Estado de São Paulo é a pior desde 2013 pois o estado armazenou 20% menos água que no período anterior. Embasado na Hidrometria, o levantamento desses índices é de extrema importância econômica e social para prever as crises hídricas e planejar medidas como o racionamento de água e o investimento em usinas termelétricas.

A Hidrometria é uma parte da Hidrologia, ciência que estuda as águas, e consiste na medição das grandezas ligadas à água na natureza, como vazões, níveis de água em rios, lagos e represas, índices pluviométricos, entre outros parâmetros que representam as variáveis hidrológicas e hidro meteorológicas.

O objetivo deste trabalho é apresentar a Hidrometria, principais opções disponíveis no mercado, princípio de funcionamento e características.  

2 DESENVOLVIMENTO

A Hidrometria é de vasta aplicação e pode ser resumida como um estudo dos métodos de medição de velocidade e vazão da água na natureza, como por meio de chuvas. Em decorrência de seu estudo temos os estudos fluviométricos e pluviométricos, sendo o primeiro a medição da vazão líquida e sólida, por meio de cotas dos níveis d’água e levantamento da seção transversal do rio, e o segundo o monitoramento de regime de chuvas. Quantificar a vazão disponível para projetos, controlar a vazão a ser aplicada, racionalizar o uso da água, são algumas das aplicações teóricas da Hidrometria no âmbito da engenharia. A escolha do método a ser utilizado depende do volume do fluxo de água de projeto, condições locais, custo de equipamentos e a precisão desejada.  

As aplicações hidrométricas são necessárias para acompanhamento do abastecimento de água, acompanhamento de descarte de efluentes, controle de cheias e secas em rios urbanos, construção de pontes, análise de contaminação de rios e até mesmo na geração de energia para aproveitamentos hidrelétricos. No caso de aproveitamento hidrelétrico ela é responsável pela análise das séries históricas de vazão, cálculo do volume de reservatório, medição de vazão líquida, medição de descarga sólida, coleta de sedimentos em suspenção para análise laboratorial, entre outros.

Cada objetivo citado possui um método e procedimento específico para realizar estas medições e monitoramentos, que podem ser verificados com a ANA (Agência Nacional de Águas).

2.1 Medição de chuva

A água proveniente da chuva é chamada tecnicamente de Precipitação e pode ser na forma de chuvisco, chuva, saraiva, granizo, orvalho, neve ou geada, de acordo com o estafo físico que se encontra a água. Considera-se como chuva a queda da água no estado líquido na superfície terrestre, infiltrando o solo e alimentando as nascentes e os lençóis freáticos, o que permite a sobrevivência de ecossistemas presentes.

A medição de chuva é feita por aparelhos pluviômetros e pluviógrafos, pelos quais é possível avaliar o nível dor cursos de água, fornecer mapas de áreas de riscos de inundações, avaliar a produtividade da agricultura, estimar e prever a ocorrência de chuvas intentas e melhorar o planejamento da cidade, entre outros.

A formação da chuva se dá pelo crescimento de gotículas das nuvens e o deslocamento das massas de ar. Para que ocorra a precipitação, é necessário que as gotículas apresentem um peso superior às forças que as mantêm em suspensão (Tucci, 1993), que ocorre quando o vapor de água deposita-se nas gotículas permitindo seu crescimento e aumento do volume. Assim, as gotículas se chocam e juntam umas as outras, aumentando seu peso e ocorrendo sua queda.

Alguns fatores influenciam na chuva como condições atmosféricas de pressão e temperatura decorrente do encontro de massas de ar quentes e frias, e o relevo da região que pode ser  caminho ou barreira para as correntes de ar.

A medição de chuva envolve as seguintes grandezas características:

• Altura pluviométrica (h): Representa a quantidade de chuva que cai em uma determinada região através da altura de água acumulada no aparelho. Expressa, normalmente, em mm.
•   Duração (t): intervalo de tempo decorrido entre o instante quando se iniciou a chuva e seu término. Expressa-se, normalmente, em minutos ou horas.
•   Intensidade (i): velocidade de chuva, isto é i = h/t. Expressa-se, normalmente, em mm/h ou mm/min.
•   Freqüência (F): Número de ocorrências de uma determinada precipitação no decorrer de um intervalo de tempo fixo.
•  Tempo de Retorno ou Período de Retorno ou Período de Recorrência (Tr): Representa o tempo médio de anos que a precipitação analisada apresente o mesmo valor ou maior.

Para sua medição, é utilizado o Pluviômetro ou o Pluviógrafo. O Pluviômetro é utilizado para saber a altura pluviométrica que caiu em uma determinada área, ele dever posicionado em áreas abertas longe de prédios e da vegetação alta, ser cercado, utilizar uma peneira no funil para evitar folhagens e registrar e arquivar os dados apresentando inclusive as possíveis falhas do aparelho.