X Encontro de Iniciação Científica & IX Encontro de Extensão

Território e Desenvolvimento: criando cidades inteligentes

Juazeiro do Norte - CE


ISSN 1984-1876Setembro/2017

Projeto de microdrenagem: Relação da lâmina d’água pelo diâmetro

David Cruz Alves1

Francismario de Menezes Alves2

Introdução: Projetos de microdrenagem tem suma importância para o sistema infraestrutural de uma cidade, loteamentos ou grandes construções. No Brasil, não existem normas da ABNT para dimensionamento de galerias de águas pluviais urbanas, e a referência mais utilizada para o mesmo é o livro “Drenagem Urbana – manual de projeto”, elaborado pelo Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) e Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental (CETESB) em 1986 (TOMAZ, 2013). Uma problemática no dimensionamento é a obtenção do raio hidráulico em tubos circulares, que é o quociente da área molhada pelo perímetro molhado. Área molhada diz respeito a parte do tubo que encontra-se ocupada pelo fluido, enquanto o perímetro molhado é a soma de todos os lados que estão em contato com o fluido. A problemática dá-se após a definição do diâmetro da seção do tubo ideal para o projeto, que, praticamente nunca será igual ao diâmetro comercial, parâmetro que tem que ser inserido no projeto. O diâmetro comercial a ser escolhido deve ser ligeiramente superior ao dimensionado, para que o sistema não falhe, e a simples mudança de diâmetro (saindo do definido em projeto para o comercial) gera um desnível de água dentro desse tubo, e esse desnível deve ser calculado para obtenção raio hidráulico. Objetivo: A pesquisa almeja descrever a modelagem de uma equação matemática que permite obter a relação de Altura de lâmina d’água pelo diâmetro do tubo (Y/D), que é a base para o cálculo do raio hidráulico. Metodologia: Com base em estudos teóricos e experimentos utilizando o software AutoCad 2018, desenhou-se uma circunferência de raio 100, o particionando em 200 partes e medindo a relação de altura por área para cada ponto, gerando um conjunto de dados de 200 pontos. Assim foi feito uma regressão linear no conjunto e determinado uma equação. Conclusão: A regressão linear gerou a equação Y = 377,85(x^5) 941,88(x^4)+908,67(x^3)-422,98^(x^2)+175,32(x)+1,57177 com 99,99% de representatividade do conjunto de dados, onde Y é a relação da lâmina d’água pelo diâmetro (Y/D); X é a relação da área da seção do tubo calculado pela área da seção do tubo comercial. Multiplicando o valor de Y pelo diâmetro comercial, calcula-se a altura da lâmina d’água na seção do tubo. A área molhada é igual a área da seção do diâmetro calculado (A1), e o perímetro molhado depende do ângulo de elevação da lâmina d’água com relação ao centro do tubo. Conhecendo o valor de Y, o ângulo pode ser calculado através de relações geométricas da circunferência, sendo: âng = arctg (Y’ / X’), onde âng é o ângulo de elevação; Y’ é a lâmina d’água com referencial no centro do tubo; X’ é a posição X para um conhecido Y’. Dessa forma, determina-se o perímetro molhado pela relação de comprimento de arco, onde C = âng * R, onde C é o comprimento do arco; R é o raio do tubo. Finalmente, o raio hidráulico será definido por Rh = A1 / C. Dessa forma a determinação do raio hidráulico é mais prática e rápida, visto que a geração de uma planilha utilizando as formulações descritas realizaria o cálculo completo apenas com dois dados de entrada, são eles o diâmetro calculado e comercial, otimizando o dimensionamento.

Palavras-Chave: Raio Hidráulico, Lâmina d'água, Saneamento

  1. Autor, Graduação (Cursando), FACULDADE PARAÍSO DO CEARÁ - FAP
  2. Orientador, Mestrado (Concluído), UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC