TCC - Canais Hidraulicos_BKP

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
NOME COMPLETO
CANAIS HIDRÁULICOS
Rio de Janeiro 
2020
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
NOME COMPLETO
 
 
 
 
 
CANAIS HIDRÁULICOS
 
 
 
 
Dissertação apresentada à Universidade Estácio de Sá como requisito à obtenção do título de Mestre em Engenharia. 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2020
NOME COMPLETO
CANAIS HIDRÁULICOS
Dissertação apresentada à Universidade Estácio de Sá como requisito para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia. 
Aprovada em de de 2020. 
BANCA EXAMINADORA 
_____________________________
Prof. Dr.ZZZZZZZZZZZZZZZZ 
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE 
___________________
Prof. Dr. YYYYYYYYYYYYYY
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
_________________________
Prof. Dr. XXXXXXXXXXX 
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
RESUMO
Como é notável, os escoamentos em canais, é caracterizado por apresentar uma superfície livre que reina a pressão atmosférica. Esses escoamentos possuem um grande número de aplicabilidade prática na engenharia, sendo presente em áreas de saneamento, drenagem urbana, irrigação, hidroeletricidade, navegação e até na área de conservação ao meio ambiente. Diante tal peculiaridades e especificações próprias o problema deste finda-se em: Quais os componentes de um circuito hidráulico básico associado a área de canais hidráulicos? Os circuitos hidráulicos consistem no comando avançado e recuo de cilindros de dupla ação, através de bombas e válvulas, mais inúmeros componentes que visam atender à necessidade desse circuito, atribuindo a função específica de cada qual, o que justifica-se em compreender todo o sistema afim de atender e responder a problemática, servindo de cunho informacional a sociedade e fonte de pesquisa acadêmica, além de auxiliar no reabastecimento de agua para todos, pois compreendendo o processo é possível haver melhorias. Para compreender todo o sistema de canais de hidráulica, é preciso adentrar as teorias e conceitos hidráulicos de uma forma geral, sendo assim tendo o objetivo geral do estudo em compreender a hidráulica, com ênfase nos canais de hidráulica, abrindo margem a pesquisa para os objetivos específicos em abordar a hidráulica, os circuitos hidráulicos e suas classificações, compreender o sistema hidráulico e suas tecnologias e abordar os canais hidráulicos. A metodologia foi de cunho bibliográfico teórica, tendo os locais da busca diversificados, usado das mais diversas fontes como livros e artigos publicados na internet das fontes seguras, excluindo temas que não convém a abordagem do tema. Concluindo assim, a importância da abordagem e do estudo dos canais hidráulicos e de toda sua área de abordagem, para que haja uma projeção e construção perfeita e funcional.
Palavras-chave: Hidráulica; Circuitos Hidráulicos; tecnologia Hidráulica; Canais; Canais Hidráulicos
ABSTRACT
As it is remarkable, the flows in channels, it is characterized by presenting a free surface that reigns the atmospheric pressure. These flows have a large number of practical applications in engineering, being present in areas of sanitation, urban drainage, irrigation, hydroelectricity, navigation and even in the area of ​​environmental conservation. Faced with such peculiarities and specific specifications the problem of this ends in: What are the components of a basic hydraulic circuit associated with the area of ​​hydraulic channels? The hydraulic circuits consist of the advanced control and recoil of double-acting cylinders, through pumps and valves, plus numerous components that aim to meet the need of this circuit, assigning the specific function of each one, which is justified in understanding the entire system in order to meet and answer the problem, serving society as an informational source and source of academic research, in addition to helping to replenish water for all, as understanding the process is possible to make improvements. To understand the entire system of hydraulic channels, it is necessary to go into hydraulic theories and concepts in general, thus having the general objective of the study in understanding hydraulics, with an emphasis on hydraulic channels, opening the scope for research to the objectives specific to addressing hydraulics, hydraulic circuits and their classifications, understanding the hydraulic system and its technologies and addressing hydraulic channels. The methodology was of theoretical bibliographic nature, with the search sites diversified, used from the most diverse sources such as books and articles published on the internet from safe sources, excluding themes that are not convenient to approach the theme. In conclusion, the importance of approaching and studying hydraulic channels and their entire area of ​​approach, so that there is a perfect and functional projection and construction.
Keywords: Hydraulics; Hydraulic Circuits; Hydraulic technology; Channels; Hydraulic Channels
LISTA DE ILUSTRAÇÃO
Figura 1 – Esquema de um Circuito Hidráulico Básico.............................................11 Figura 2 – Sistemas Hidráulicos e suas influências..................................................12 Figura 3 – Circuito Hidráulico Aberto..........................................................................14
Figura 4 – Circuito Hidráulico Fechado I ..................................................................15 Figura 5 – Circuito Hidráulico Fechado II .................................................................15 Figura 6 – Modelo de automação...............................................................................17 Figura 7 – Componentes do Sistema de Automação Hidráulico................................18 Figura 8 - Bombas Hidráulicas Hidrostáticas de engrenagens..................................19 Figura 9 – Máquina CNC Hidráulica...........................................................................20 Figura 10 – Leis de Pascal.........................................................................................21 Figura 11 – Força Transmitida por meio de um líquido...............................................21 Figura 12 – Tecnologia usada nos acionamentos de automação..............................23
Figura 13 – Classificação Canais a Céu Aberto..........................................................27
Figura 14 – Tipos de Escoamento de Canal..............................................................28
Figura 15 – Seção Geométrica Transversal do canal............................................... 31
Figura 16 – Seção geométrica Longitudinal do canal.................................................31
Figura 17 – Velocidade distribuída em um canal.......................................................32
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Hidráulica e a Industria ......................................................................... 22
Quadro 2 – Comparativos de tecnologia energética, de comando e acionamento...24
Quadro 3 – Características dos Canais......................................................................26
Quadro 4 – Classificação geral dos canais.................................................................27
Quadro 5 – Elementos dos canais hidráulicos .........................................................29
Quadro 6 – Inclinação dos taludes para canais não revestidos ...............................32
Quadro 7 – Velocidade máxima recomendada para o canal....................................33
Quadro 8 - Valores mínimos recomendáveis para velocidade média no canal........33
Quadro 9 – Declividade do canal..............................................................................33
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	9
2.	REFERENCIAL TEÓRICO	11
2.1	OS CIRCUITOS HIDRÁULICOS	11
2.1.1 A Classificação dos Circuitos Hidráulicos	14
2.2 SISTEMAS CONTROLE HIDRÁULICA	16
2.3 A TECNOLOGIA DA HIDRÁULICA	22
2.4 OS CANAIS HIDRÁULICOS	26
3.	CONSIDERAÇÕES FINAIS	35
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	36
1. INTRODUÇÃO
Compreende-se que os canais de hidráulica,visto como uma fonte essencial para a irrigação e abastecimento da água em vários métodos de uso e localidades, sendo assim, uma dificuldade relacionada a sua condução e caminho para que haja a distribuição correta a todos os lotes e espaços determinados, visto como fonte de abastecimento por igual a todos. 
Autor como Mareels et al. (2005) adentra que para que haja essa distribuição por igual, ou até a redução da sensibilidade e manejo da água, pesquisadores vem desenvolvendo e aprimorando os sistemas automáticos hidráulicos operacionais de redes de canais, de forma automatizada usada em eletromecânicos com funções de vazões fornecidas e ajustadas para emitir sensores de níveis de água, o que além de facilitar o manejo da água nos canais, regula as perdas de água.
Diante tal peculiaridades e especificações próprias o problema deste finda-se em: Quais os componentes de um circuito hidráulico básico associado a área de canais hidráulicos? Os circuitos hidráulicos consistem no comando avançado e recuo de cilindros de dupla ação, através de bombas e válvulas, mais inúmeros componentes que visam atender à necessidade desse circuito, atribuindo a função específica de cada qual, o que justifica-se em compreender todo o sistema afim de atender e responder a problemática, servindo de cunho informacional a sociedade e fonte de pesquisa acadêmica, além de auxiliar no reabastecimento de agua para todos, pois compreendendo o processo é possível haver melhorias.
De Negri (1996) afirma que cada circuito elétrico atende uma composição, sendo o básico composto por válvulas, bomba de vazão, comandos e cilindros, assim o tipo de bomba escolhida é que irá determinar o uso da válvula limitadora de pressão evitando assim danos no sistema. Perante a essa diversidade e amplitude do tema constituiu-se a importância de abordar o circuito hidráulico básico, seus tipos e componentes para finalidade de conhecimento informativo, tipologia e sistemas, funções de cada tipo de circuito hidráulico e de todo sistema tecnológico que envolve um circuito hidráulico, bem como todo o sistema hidráulico e o processo de transformação voltados aos canais hidráulicos. 
Para compreender todo o sistema de canais de hidráulica, é preciso adentrar as teorias e conceitos hidráulicos de uma forma geral, sendo assim tendo o objetivo geral do estudo em compreender a hidráulica, com ênfase nos canais de hidráulica, abrindo margem a pesquisa para os objetivos específicos em abordar a hidráulica, os circuitos hidráulicos e suas classificações, compreender o sistema hidráulico e suas tecnologias e abordar os canais hidráulicos.
A metodologia foi de cunho bibliográfico teórica, tendo os locais da busca diversificados, usado das mais diversas fontes como livros e artigos publicados na internet das fontes seguras, excluindo temas que não convém a abordagem do tema.
Os descritores constam na busca pela hidráulica, circuitos e classificação hidráulica, tecnologia dos circuitos hidráulicos e canais hidráulicos.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 OS CIRCUITOS HIDRÁULICOS
O circuito hidráulico de uma forma básica, consiste no comando do avanço e recuo de cilindros de dupla ação apropriando-se de uma bomba de vazão constante e uma válvula que direciona para a ação manual. Conforme o tipo de bomba escolhida é preciso que haja o uso de uma válvula limitada de pressão evitando danos no sistema. (DE NEGRI, 1996).
Figura 1 – Esquema Hidráulico Básico
Fonte: De Negri (1996, p. 65) 
A figura 1 aborda um exemplo de esquema hidráulico básico. A hidráulica se faz parte de um conceito de se realizar por intermédio de esforços de fluídos. 
Por meio da compreensão ou descompressão dos ambientes confinados possuem uma forma de mover ou imprimir a energia do sistema por parte da movimentação da ação com o diferencial de pressão no ambiente que se encontra o fluido, tendo essa técnica o princípio da conservação de energia que mostra que a energia então não pode ser criada ou destruída e sim transformada. (LINSINGEN, 2001) 
Um sistema ideal hidráulico se encontra em um estado conservativo de energia que não existe dissipações para o meio e de toda a energia aplicada no início é transportada de modo integral no processo. A maioria dos casos existe uma dissipação de energia em forma de calor para o meio deve-se ao atrito ocasionado 11 pela viscosidade do fluido e do sistema que ele se encontra, já que os sistemas hidráulicos são versáteis e práticos. (DE NEGRI, 1996) 
Devido a essas e outras propriedades, se tem que a hidráulica tem uma função importante na engenharia, permitindo a realização de trabalhos e atividades que decorrem dos avanços significativos na indústria sendo responsável por inúmeros desenvolvimentos tecnológicos em maquinários e em demais processos. (LINSINGEN, 2001)
Figura 2 – Sistemas Hidráulicos e suas influências
Fonte: Linsingen (2001, p. 23) 
A figura 2 os sistemas hidráulicos e suas influencias nas organizações, sendo assim a hidráulica é a ciência baseada nas características físicas dos líquidos tanto em movimento quanto estáticos, encontrados em vários componentes e maquinários. A potência hidráulica é a função da transferência de uma potência a outro local. (DE NEGRI, 1996). 
Dessa forma resume-se que os circuitos hidráulicos são aqueles que visam transformar a energia hidráulica em mecânica, tendo os modelos básicos compostos por bomba, válvulas, reservatórios e atuador que pode ser tanto linear quanto rotativo. (PEREIRA FILHO e RODRIGUES, 2003). 
A hidráulica possui um campo bem vasto de aplicação, sendo possível atuar em maquinários operatrizes, prensas, robôs industrializados, maquinas de precisão, siderúrgicas, área civil com as pontes móveis, geradores de energia, extração de 12 minerais, guindastes, maquinas agrícolas, carros, aplicações navais, simuladores de voos, equipamentos odontológicos, postos de gasolina e muitos outros lugares. (MACINTYRE, 1997). 
Pereira Filho e Rodrigues (2003) abordam que um circuito hidráulico é essencial para a manutenção e modificação do processo nele representado, onde ao ser criado e projetado, se tem como base o desenvolvimento de esquemas e controle de sistemas, como os perigos e riscos. Em plantas de processamento, é dado por detalhes essenciais de engenharia de tubulação e instrumentação, esquemas de controle e parada, regulamentares de segurança e informações operacionais. 
O autor Macintyre (1997) traz que os circuitos hidráulicos podem vir a serem representados por diagramas, que são uma ilustração esquemática do relacionamento funcional de processo, instrumentação e componentes de equipamentos do sistema dados no campo da atuação, em geral, criado por engenheiros. Os esquemas hidráulicos são usados por técnicos de campo, engenheiros e operários para que se compreenda melhor o processo de forma que a instrumentação seja interconectada, além da utilidade no treinamento de colaboradores e empreiteiros. 
Assim os circuitos hidráulicos possuem um papel essencial na engenharia, mostrando a conexão dos processos, especificando outros dados, uteis para avaliar processos de obra, servir como base de programa de controle, desenvolver diretrizes e padrões de operação, informar documentos ao funcionamento do processo e muitos outros. (PEREIRA FILHO e RODRIGUES, 2003). 
2.1.1 A Classificação dos Circuitos Hidráulicos 
 
Os circuitos hidráulicos podem ser classificados em abertos, que são quando a bomba succiona o óleo do reservatório e descarrega por meio das tribulações para o atuador hidráulico. Nesse atuador o óleo transporta sua energia de pressão e retorna ao reservatório, como um ciclo. (ZIMMERMANN, 2003).
Figura 3 – Circuito Hidráulico Aberto
Fonte: Fialho (2007, p. 76) 
Assim como oferta a figura 3, os circuitos hidráulicos abertos possuem características como as linhas de sucção, comprimento curto e diâmetro expandido, válvulas de controle direcional com tamanhos de fluxo relacionadas, filtros, expansão do tanque dimensionado com a vazão em grande escala da bomba, arranjo de bombapróxima do tanque, velocidades limitadas pela cabeça de sucção e carga mantida na troca de válvulas (FIALHO, 2007). 
Os circuitos fechados também fazem parte da classificação dos circuitos hidráulicos, sendo a alimentação do motor hidráulico de forma assegurada dado dos motores hidráulicos, por meios de condições de desaceleração ou movimento nulo, com vantagens de suprir as definições de sucção, fazer funções reversíveis da bomba e do motor hidráulico com foco nos efeitos de restituição de energia, efetuar manobras de inversão de movimentos. (FIALHO, 2007). 
Figura 4 - Circuito Hidráulico Fechado I
Fonte: Fialho (2007, p. 77) 
Os circuitos semifechados possuem as mesmas definições e vantagens do circuito fechado, porém as montagens são usadas quando existe a necessidade de completar ou de descarga pelo excesso de óleo. Ocorre quando a empregasse um cilindro hidráulico diferencial, tendo os volumes de óleo de saída diferentes dos de movimentos de avanço e retorno. (FIALHO, 2007) 
Figura 5 - Circuito Hidráulico Fechado II
Fonte: Fialho (2007, p. 78) 
O sistema de circuito hidráulico inclui descrição, sequência de operações, listas e componentes, cuja as finalidades é identificar as conexões e os caminhos de fluxo. Existem vários símbolos especificados por normas, que estas podem ter diferentes procedências, porém todas possuem semelhança. (CHRISPIN, 2002) 
Os circuitos hidráulicos fechados, incluem válvulas de controle direcional com tamanhos reduzidos para operação do piloto, filtros pequenos, tanque de tamanho pequeno para atender os impulsos de vazão da bomba e do volume do sistema, velocidade limitada elevada em valores por meio de impulso, condução reversível através do centro de posição, carregamento mantido por meio da bomba de carga e feedback sobre a potência de travagem. (DRUMMOND, 2006) 
Conclui-se que os circuitos são então a trajetória entre um ponto ao outro e dentro da área mecânica se relaciona aos materiais que necessitam de eletricidade para o seu desempenho, como os eletrônicos. Para que funcionem precisa ser alimentado por um gerador de energia, um condutor que chega no gerador e o interruptor capaz de ser alimentado pela energia. De um modo mais compreensivo, pode-se dizer que o circuito aberto é quando existe um bloqueio de energia por meio de um fio condutor, ou seja, quando se desliga o interruptor da tomada e o circuito 15 fechado é quando a transmissão é direta, indo de uma ponta a outra fazendo com que o equipamento funcione. (MATTOS e DE FALCO, 1998).
2.2 SISTEMAS CONTROLE HIDRÁULICA
O termo hidráulico compreende em abordar as leis e comportamentos dados a água ou demais fluidos, sendo o sistema hidráulico o conjunto de elementos físicos associados por meio do uso de um fluido como forma de transferência de energia, permitindo a transmissão e controle de força e movimento (WILSON, 1990) 
Um sistema hidráulico abrange vantagens como fácil instalação de diversos elementos, maior flexibilidade em espaços menores; rapidez e inversão do movimento, auto lubrificantes, possui ajustes de variação micrométrica na velocidade, possui boa condutividade térmica de óleo, em contrapartida são mais caros, podem ocorrer vazamentos internos, maiores riscos de incêndio pelo óleo ser inflamável. (MATTOS e DE FALCO, 1998). 
Um sistema de automação corresponde ao conjunto de elementos capazes de obterem uma informação proveniente de um circuito elétrico, hidráulico e pneumático, de um programa CLP ou operador que estabelece a ação a ser executada. Tal sistema então recebe a energia elétrica, hidráulica e pneumática e controla a energia em ou mais saídas. (WILSON, 1990) 
Figura 6 – Modelo de automação
Fonte: Wilson (1990, p. 12) 
A figura 6 mostra o sistema de automação de atuação hidráulico que deverá então receber o fluido hidráulico proveniente de uma unidade de potência fornecendo energia mecânica através das forças variáveis, velocidade e descolamento.
Figura 7 – Componentes do Sistema de Automação Hidráulico
Fonte: Back (1983, p. 12) 
Assim os componentes de um sistema de automação hidráulico possuem a função de conter ou armazenar o fluido hidráulico de um determinado sistema. Quando o fluido retorna ao reservatório, as placas defletoras travam e impendem que o fluido vá diretamente a linha de sucção, criando uma zona de repouso que segura as impurezas maiores sedimentadas, enquanto o ar sobe a superfície do fluido criando condições para que o calor no fluido seja dissipado para as paredes do reservatório (BACK, 1983) .
São assim usados para converter energia mecânica em hidráulica. A ação da mecânica cria o vácuo parcialmente na entrada da bomba, permitindo que a pressão atmosférica force o fluido do tanque a penetrar na bomba por meio da linha de sucção. A bomba então passa o fluido para a abertura de descarga forçando-o por meio do sistema hidráulico (DE NEGRI, 2005).
Assim as bombas possuem dois tipos de classificação: Hidrodinâmicas que possuem o fluido contínuo, porém são raras usadas pois pode deslocar os fluidos quando de reduz aumentando a resistência e as bombas hidrostáticas que produzem fluxos de forma pulsativa, porém sem variação de pressão ao circuito, pois a saída do fluido independe da pressão, fazendo com que seja a mais usada nos sistemas hidráulicos industriais. (DE NEGRI, 2005) 
Figura 8 - Bombas Hidráulicas Hidrostáticas de engrenagens
Fonte: De Negri (2005, p. 234) 
O cerne de um sistema de atuação hidráulico é o circuito hidráulico de válvulas diversas direcionais, controladas de vazão e pressão, atuadores lineares e/ou rotativos. De forma simples, as válvulas se definem na classificação dos circuitos de automação hidráulico e pneumáticos. (MATTOS e DE FALCO, 1998). 
Os circuitos com automação discreta, empregam válvulas que recebem sinais de amplitude a fim de modificar a variável de saída, como a pressão, vazão e direção em valores discretos. As de circuitos com automação contínua empregam válvulas que recebem sinais de amplitude contínua a ponto de modificar a variável de saída em valores contínuos. Assim a hidráulica permite que várias soluções para um mesmo problema: forma construtiva dos componentes, experiencias do projetista e comportamento da carga. (BOLLLMANN, 1995) 
Um maquinário de controle contínuo hidráulica possui os seguintes componentes e atuação: 
Figura 9 – Máquina CNC Hidráulica
Fonte: Bolllmann (1995, p. 321) 
A Lei de Pascal foi fundada por Pascal, no qual houve o descobrimento da pressão que em um recipiente de vinho ao pressionar a rolha, este se rompia, ou seja, indica que a pressão atuante tanto da rolha quanto no fundo eram iguais e devido as diferenças de área e força atuante sobre o fundo era maior que causava esse rompimento. (BOLLLMANN, 1995) 
Figura 10 – Leis de Pascal
Fonte: Bolllmann (1995, p. 325)
Figura 11 – Força Transmitida por meio de um líquido
Fonte: De Negri (2005, p. 255) 
A figura 10 mostra a lei de pascal, inserida no contexto da garrafa, sendo a figura 11 a atuação em hidráulica. A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais. (DE NEGRI, 2005).
2.3 A TECNOLOGIA DA HIDRÁULICA
Os circuitos hidráulicos são muito usados dentro das indústrias em várias funções, como deslocamento de cargas, sistemas de automação e até onde o uso da eletricidade não é indicado. 
Quadro 1 – Hidráulica e a Indústria
Fonte: Chrispin (2002, p. 90) 
Dentro do complexo hidráulico, o fluido se caracteriza por ser um elemento essencial para qualquer área de atuação, sendo o transmissor de energia, lubrificante, vedador e até meio de transmissão de transferência de calor. Alguns equipamentos hidráulicos são comuns o uso de diversas utilizações pela busca de um rendimento mínimo de manutenção. (ZIMMERMANN, 2003) 
A escolha do fluido é essencial para o funcionamento do circuito possuindo a finalidade de ser o transmissor de energia, lubrificar as partes internas, meio de trocar de calor e preencher as folgas existentes.Todo esse sistema é possível graças a tecnologia e o avanço que a indústria se deu para que todos os componentes fossem ligados e funcionasse em comum acordo. Todo circuito hidráulico possui o fluido hidráulico, que deve estar sempre em manutenção e troca desse óleo, limpeza, sendo que a maioria das falhas hidráulicas se dão pelo excesso de contaminação do sistema hidráulico, gerando problemas como perca de produção, custo de reposição, trocas constantes de fluido, custos dos descartes e aumento de custos gerais, principalmente em manutenção. (ZIMMERMANN, 2003). 
A tecnologia aplicada na hidráulica pode ser usada não somente na área mecânica, mais também civil, em aeronaves, submarinos e afins. O sistema hidráulico recebe uma energia externa que transforma em energia hidráulica através de bombas e engrenagens sendo o meio de transporte o óleo hidráulico, e para que isso funcione é preciso todo um manejo, estrutura, comando e válvulas. (CHRISPIN, 2002) 
Figura 12 – Tecnologia usada nos acionamentos de automação
Fonte: Fialho (2006, p. 77) 
Os sistemas de comando são os responsáveis em controlar o atuador de um circuito que provem de informações de sensores ligados que podem constituir-se de microcomputadores. O sistema de potência converte os sinais recebidos do sistema de comando em sinais de níveis de energia coerente acionando os atuadores. (FIALHO, 2006).
Dentro de um circuito hidráulico se tem vários sistemas de uso, sendo assim a tabela 3 mostra um comparativo da tecnologia energética com as tecnologias de comando aliadas as tecnologias de acionamento. (ZIMMERMANN, 2003). 
Quadro 2 – Comparativos de tecnologia energética, de comando e acionamento
Fonte: Zimmermann (2003, p. 123) 
Assim um fluido confinado é uma das formas mais versáteis de modificar movimento e transpassar a força, sendo rígido como o aço e flexível capaz de assumir as formas mais variadas introduzindo-se em qualquer objeto que resista seu fluxo. Por poder se dividir em partes, pode-se voltar ao agrupamento para o trabalho em um único corpo. Nenhum outro meio possui a capacidade de tanta positividade, exatidão e flexibilidade mantendo a capacidade de transmissão a um grau elevado de força mínima de espaço e peso. (ZIMMERMANN, 2003). 
Fialho (2006) conceitua que nessa proporção é preciso construir acionamentos, máquinas e equipamentos, dispositivos que operem nos circuitos hidráulicos aliados a tecnologia capazes de ordenar a alimentação e suportar tais receptores. Com base no ciclo de movimentos, a solução consiste em obter um sistema apropriado capacitado de interligar cada receptor como uma fonte de alimentação no tempo e momento certo. 
Assim a automação dos processos industriais e hidráulicos possui o desenvolvimento a cada dia, surgindo as necessidades de uso de novas tecnologias objetivando a redução da participação humana, em foco nos trabalhos repetitivos, insalubres ou com alto risco de acidente para o operador. (FIALHO, 2006). 
A transmissão de energia pode ser dada através dos estudos e pesquisas, além da tecnologia que permite que seja também usada através dos líquidos, sendo este uma substancia constituída de moléculas, e que podem assumir qualquer forma, visto que os deslizamentos das moléculas umas sob as outras ocorrem de forma continua, por isso o liquido é capaz de tomar a forma do recipiente que está inserido. (PARKER, 2001). 
Assim os líquidos também são incompreensíveis, pois as moléculas em contato com as demais, exibem características de sólidos, sendo relativamente impossíveis de serem comprimidas. Uma vez que os líquidos são incompreensíveis e podem então se adequar ao recipiente, possuem algumas vantagens na transmissão de força. Os quatros métodos de transmissão de energia, sendo mecânica, elétrica, hidráulica e pneumática, são capazes de transmitir forças estáticas e energia cinética. (TRARBACH e BOTELHO, 2006). 
Quando existe a força estática é transmitida por um liquido, essa transmissão passa a ocorrer de forma diferenciada. As moléculas nos líquidos estão sempre em movimento, deslizando uma sob as outras mesmas quando o liquido está em repouso. Esse movimento molecular denomina-se energia molecular. A força transmitida de um sólido é dada pela direção, que se empurra o sólido para o determinado rumo e a força para o oposto. Quando se empurra o tampão do recipiente cheio de liquido, este mesmo transmite pressão independentemente de como se é gerado. (ZIMMERMANN, 2003). 
Parker (2001) informa que a tecnologia hidráulica permite então através dos fluidos pressurizados, a criação de força e movimento, permite que as empresas criem novas maquinas e métodos que auxiliem na promoção do aumento da produtividade, economia e outros.
2.4 OS CANAIS HIDRÁULICOS
Os canais hidráulicos, forma originados por processos naturais, como os rios e riachos, e posteriormente por processos artificiais como com a ação do homem, as irrigações, canais de navegação e afins. O fluxo de canais hidráulicos é semelhante aos fluxos de tubulações que se diferenciam pela presença da superfície livre no canal: o conduto livre, porém já no tubo essa superfície livre não ocorre e o fluido preenche todo o tubo e é induzido pela diferença da pressão considerado o conduto forçado, mas nos canais abertos a grande dificuldade é a posição da superfície que pode alterar com o tempo e o espaço (MACHADO, 2006).
Um canal, pode possuir características básicas e similar, como os elementos:
Quadro 3 – Características dos Canais
	Elemento
	Característica
	Área (A)
	Seção plana do canal, normal a direção geral da corrente liquida
	Seção molhada (A)
	Parte transversal ocupada pelo liquido
	Profundidade (h)
	Altura do liquido acima do fundo do canal
	Área molhada (Am)
	Seção da área molhada
	Perímetro molhado (P)
	Comprimento relativo ao contato liquido com o conduto
	Largura Superficial (B)
	Largura da superfície em contato com a atmosfera
	Raio Hidráulico (R)
	Relação da área molhada com o perímetro molhado
	Profundidade Hidráulica
	Relação da área molhada com a largura superficial
Fonte: Machado (2006, p. 90)
De fato, os canais servem para alterar ou modificar o curso da água. Podem ser classificados como:
Quadro 4 – Classificação geral dos canais
	Tipos de Canalização
	Céu Aberto
Contorno Fechado
	Seções Geométricas 
	Trapezoidal
Retangular
Circular
	Revestimentos comuns
	Terra
Enrocamento
Pedra argamassada
Concreto
Gabião
Terra armada
Fonte: Machado (2006, p. 92)
Assim, os tipos de canais ainda podem ter subclassificações a céu aberto:
Figura 13 – Classificação Canais a Céu Aberto
Fonte: Machado (2006, p. 93)
A taxa de escoamento em um canal aberto é dada pelo balanço dinâmico da gravidade e do atrito. A superfície livre coincide com a linha piezométrica e a pressão é dada constante ao longo da superfície livre, mas a altura da superfície livre em relação ao fundo do canal e todas as dimensões da seção transversal do escoamento ao longo desse, não são conhecidas, e elas variam junto com a velocidade média do escoamento. Assim, a pressão de um canal pode variar hidrostaticamente na direção vertical quando o escoamento é constante e desenvolvido de forma completa (ÇENGEL; CIMBALA, 2007).
Figura 14 – Tipos de Escoamento de Canal
Fonte: Çencel e Cimabala (2007, p. 89)
Logo, o escoamento pode ser classificado como permanente e não permanente. Caso haja, uma variação com o tempo em determinado local, ou seja, a profundidade não vaiar com o tempo em nenhuma posição no percurso do canal, é considerada permanente, caso contrário será não permanente (Ç~ENCEL; CIMBALA, 2007).
O escoamento uniforme é permanente, pois não há modificação da área molhada assim não existe acréscimo e nem redução de vazão. Esse tipo de escoamento pode ocorrer em condutos livres e terem mais formas de seção transversal, sendo estas usuais as formas retangulares e trapezoidais. Os materiais usados nas obras de canalização estão o concreto, rocha, terra e gabião (AZEVEDO et al., 1998).
Ainda podem ser classificados como condutos livres ou canais,onde o escoamento é caracterizado por apresentar uma superfície livre na qual reina a pressão atmosférica, assim o curso d’água natural consiste em um exemplo melhor de conduto livre, além dos rios que funcionam como condutos livres aos canais artificiais de irrigação, reabastecimento e drenagem. Os escoamentos em condutos livres diferem dos que ocorrem em condutos forçados, pois o gradiente de pressão não é relevante. Nesses casos, o escoamento é mais complexo e com uma resolução mais sofisticada, pois as variáveis são interdependentes com uma variação de espaço e tempo (MACHADO, 2006).
Assim, os elementos hidráulicos se resumem:
Quadro 5 – Elementos dos canais hidráulicos
Fonte: Machado (2006, p. 401)
Nos condutos livres, a veia líquida tem liberdade de se alterar para que seja mantido o equilíbrio dinâmico, assim a deformidade da superfície livre da origem a fenômenos desconhecidos nos condutos forçados. De uma forma geral, os canais são conhecidos como condutos de forma livre, logo, a seção pode ser aberta ou fechada, determinando se o conduto é livre e a água estando sujeito a pressão atmosférica (AZEVEDO et al., 1998).
Sellin (2000) afirma que as características principais para a descrição do fluxo de água de um canal, são a profundidade, largura, velocidade da água e a declividade do canal. Além de considerar que o mais importante, a rugosidade das paredes e do fundo do canal, não podendo estas serem medidas de forma direta, apenas por efeito do fluxo.
Porto (2006) afirma que se pode dividir a equação básica para o cálculo de canais em regime uniforme em duas partes, sendo uma delas a parte que abrange os parâmetros necessários para o dimensionamento da seção, como a vazão, coeficiente de Manning e a declividade. E a outra parte os parâmetros geométricos da seção do canal, sendo a área molhada e o raio hidráulico. 
A vazão em geral, é conhecida ou imposta em um canal, sendo este fator dependente de forma direto a área da seção transversal e da velocidade média que o fluido escoa, logo a velocidade média e a área devem estar constantes em um canal cujo o escoamento é uniforme, sendo a vazão também (AZEVEDO et al., 1998).
A declividade influência de forma direta na linha d’água, mesmo que seja para uma mesma vazão pois quanto maior for, maior é a velocidade do escoamento da água. O raio hidráulico é a razão entre a área da seção transversal ocupada pelo fluido e o perímetro molhado. É essencial sua determinação para que se tenha em números a eficiência do canal, ou seja, quanto maior o raio hidráulico maior será a vazão transportada, considerando a área molhada constante, em um canal com a mesma declividade e natureza das paredes e fundo (TRARBACH e BOTELHO, 2006). 
Para que haja o escoamento de qualquer fluido, é preciso uma força para acelerar o movimento. Essa força é aplicada, ocorrendo outra força, de resistência contrário ao movimento do fluido, devido as saliências e reentrâncias contidas na região de contato entre fluido e perímetro molhado (SELLIN, 2000).
A resistência – atrito, é a principal responsável pela perda de carga em escoamento uniforme e de forma gradual variada, em função da viscosidade do fluido, além da rugosidade do canal. Essa rugosidade é característica mais importante que causa resistência ao escoamento e pode ser notada nas paredes e no fundo do conduto (FIALHO, 2006).
A rugosidade é um conjunto de desvios microgeométricos em todos os materiais apresentado, sejam naturais ou industriais, caracterizados por pequenas saliências e reentrâncias presentes na superfície (MACHADO, 2006).
Os elementos geométricos da seção de um canal, pode ser então transversal e longitudinal:
Figura 15 – Seção Geométrica Transversal do canal
Fonte: Porto (2006, p. 500)
Sendo, Yn, a profundidade do escoamento; A, a área molhada; P, perímetro molhado; R, rio hidráulico, ym, profundidade media ou hidráulica e Z a talude.
Figura 16 – Seção geométrica Longitudinal do canal
Fonte: Porto (2006, p. 501)
	Sendo I a declividade de fundo e J a declividade de superfície. Quanto a estabilidade das paredes laterais dos canais não revestidos, a declividade dos taludes deve ser determinada em função da estabilidade do material que se construirá no canal. No quadro 6, estão relacionadas as declividades de taludes mais usadas para os canais não revestidos dos mais diversos materiais (PORTO, 2006). 
Quadro 6 – Inclinação dos taludes para canais não revestidos
Fonte: Porto (2006, p. 504)
Quanto a velocidade da agua nos canais, devido o atrito ser superfície livre e o ar com a resistência ofertada pelas paredes e pelo fundo originam diferenças na velocidade, com valor mínimo, junto ao fundo do canal e máximo, próximo a superfície livre da água, assim, essa variação da velocidade com a profundidade tende a trabalhar com a velocidade média, como traz a figura 17:
Figura 17 – Velocidade distribuída em um canal
Fonte: Porto (2006, p. 505)
Porto (2006) traz no quadro 7,8 e 9, é possível observar a abordagem dos valores máximos e mínimos recomendados da velocidade do canal, no qual foi determinado em função da erodibilidade do canal, porém a segmentação dos canais pode ser um problema nesse processo.
Quadro 7 – Velocidade máxima recomendada para o canal.
Fonte: Porto (2006, p. 509)
Quadro 8 - Valores mínimos recomendáveis para velocidade média no canal.
Fonte: Porto (2006, p. 511)
Quadro 9 – Declividade do canal
Fonte: Porto (2006, p. 512)
Existem algumas orientações para a projeção de canais, sendo algumas descritas como uma analise ambiental e econômica; reconhecimento do local; execução da obra juntamente com tais analises e profissionais da área; execução da obra jusante para o montante, prevendo o aumento da rugosidade do canal recomendando adotar coeficientes de rugosidade de projeto com valores de 10% a 15% maior, para canais abertos, deixar uma folga mínima de 10% da lamina máxima; evitar profundidades superiores a 4m, dado em relação ao custo, segurança e estética; prever o uso de drenos nas paredes do fundo evitando a subpressão quando o nível do lençol estiver alto, verificar os limites de velocidade conforme o revestimento do canal (AZEVEDO et al., 1998).
A compreensão, interpretação e o dimensionamento dos condutos livres são essenciais para aspectos econômicos, ecológicos, sociais e para as atividades que estão alinhadas com a área, como a drenagem, irrigação, esgotos, transportes da água e outras (TRARBACH e BOTELHO, 2006). 
 
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
A hidráulica se dedica ao comportamento dos fluidos em movimento e responsáveis pelos conhecimentos das leis que determinam o transporte, conversões de energia, controle dos fluidos e regulação agindo sobre suas variáveis, como pressão, vazão, temperatura e etc. A hidráulica é considerada uma das partes mais antigas da física, sendo os primeiros estudos feitos dentro dos tempos egípcios. O fluido usado antigamente era água. 
A energia hidráulica consiste basicamente no controle da velocidade e a inversão instantânea do movimento, onde os sistemas são lubrificados e compactados as demais formas de transmissão de energia. Um sistema de circuito hidráulico baseia-se no estudo do comportamento e as aplicações dos fluidos para a geração e condução de energia. São vários componentes e particularidades que compõe todo o sistema de um circuito hidráulico, como bomba e válvulas dos mais diversificados para atender a demanda e a finalidade dos sistemas. 
Como é notável, os escoamentos em canais, é caracterizado por apresentar uma superfície livre que reina a pressão atmosférica. Esses escoamentos possuem um grande número de aplicabilidade prática na engenharia, sendo presente em áreas de saneamento, drenagem urbana, irrigação, hidroeletricidade, navegação e até na área de conservação ao meio ambiente.
Perante a essa diversidade e amplitude do tema constituiu-se a importância de abordar neste projeto toda a área da hidráulica, com ênfase em dados nos canais hidráulicos, seus tipos e componentes para finalidade deconhecimento informativo, atendendo todas as premissas dadas nos objetivos. Além de enfatizar a necessidade de pesquisas futuras explorando mais o conteúdo contendo informação construtiva a sociedade. 
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