Hidrometria -Condutos livres

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS 
ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
SETOR DE ENGENHARIA RURAL 
 
Prof. Adão Wagner Pêgo Evangelista 
 
2 -HIDROMETRIA (Medição de Vazão) 
 
2.1 - INTRODUÇÃO 
 
 
 
- Definição: É o estudo dos métodos de medição de velocidade e vazão 
 
 
 
- Importância 
 
 Quantificar a vazão disponível para projetos de irrigação; 
 Controlar a vazão (volume) de água de irrigação a ser aplicada em projetos 
(racionalizar o uso da água); e 
 Quantificar a vazão disponível para acionar uma roda d’água ou carneiro hidráulico. 
 
 
 
A escolha do método depende: 
 
 Do volume do fluxo de água; 
 Das condições locais; 
 Do custo (existem equipamentos caros e outros simples e baratos); 
 Da precisão desejada 
 
 
2.2 - MÉTODOS 
 
2.2.1) APLICADOS A CONDUTOS LIVRES (CANAIS) 
 
a) MÉTODO DIRETO 

Volumétrico 
Gravimétrico ( Alta precisão, usado como calibração de outros métodos). 
 
Utilização: Pequenas vazões (Q 10 litros/s) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a-1) Volumétrico 
 
Baseia-se no tempo decorrido (t) para que um determinado fluxo de água ocupe um 
recipiente com volume conhecido (Vol). 
 
 
 onde: Q ( L/s ) ; Vol ( L ) ; t ( s ) 
 
Importante: Realizar 3 repetições e obter a média. 
 
 
 
 
 
 
 
 
a-2) Gravimétrico 
 
Consiste na pesagem de um determinado volume de água obtido em um determinado 
tempo. 
 
 
 
 
Exemplo: Balança: 20 kg (massa no S.I) ou 20 kgf (peso no Sist. Técnico) 
 
 
b) MÉTODO DO FLUTUADOR 
 
Utilização: Grandes vazões (Q > 300 L/s) 
 
 
Através de flutuadores (pode ser utilizada uma garrafa plástica, bóia, etc.) determina-
se a velocidade superficial do escoamento. Esta velocidade superficial é, na maioria das 
vezes, superior a velocidade média do escoamento. A velocidade média corresponde de 80 a 
90% da velocidade superficial. Multiplicando-se a velocidade média pela área molhada (área 
da seção transversal por onde está ocorrendo o escoamento), obteremos a vazão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo: O flutuador demorou 20 s para percorrer o trecho entre os pontos 1 e 2 ( 10 m ). 
 
 
 
 
VMED = 0,85 x 0,5 m/s VMED = 0,425 m/s 
 
Supondo uma área da seção transversal igual a 1,5 m2 : 
 
Q = 0,425 m/s x 1,5 m2 
Q = 0,64 m3/s ou Q = 640 L/s 
 
 
 
c) MÉTODO DO VERTEDOR 
 
Vertedores são simples aberturas ou entalhes na parte superior de uma parede por 
onde o líquido escoa. Podem ser instalados em cursos d’água naturais ou artificiais. 
 
 Utilização: pequenos cursos d’água, canais (vazão média) 
(10 Q 300 L/s) 
 
 
Onde: 
L largura da soleira 
H altura da lâmina de água que passa (carga hidráulica) sobre a soleira 
P distância do fundo d’água à soleira 
P’profundidade do curso de água à jusante do vertedor 
 
 
 
Alguns cuidados na instalação do Vertedor 
 
- A soleira deve estar nivelada; 
- Face de montante na vertical e deve ser lisa; 
- Paredes delgadas ou cantos em bisel; 
- Não deve ser afogado. A água não deve escoar pela parede de jusante; 
- P 2H ( P deve ser superior a 20 cm ); 
- 5 cm H 60 cm; 
- Escolher um trecho retilíneo, de pelo menos 3 m para a instalação do vertedor; 
- Fazer a medição de H 1,5 m antes do vertedor. 
 
 
C.1 Tipos de Vertedores e suas equações para a determinação da vazão 
 
 
C1.1 - Vertedor Triangular: 
 
- Maior precisão para pequenas vazões 
 
 
 
 
 
C1.2 - Vertedor Retangular 
 
C1.2.1 – Com duas contrações laterais 

As contrações ocorrem nos vertedores cuja largura é inferior à largura do curso 
d’água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C1.2.2 - Sem contração lateral 
 
 
 
 
 
C1.3 - Vertedor trapezoidal (CIPOLLETTI) 
 
 
 
C1.4 - Vertedor circular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d) MEDIDOR “WSC FLUME” ( Calha ) 

 Muito utilizado para medir a vazão em sulcos de irrigação ou canais. Neste 
equipamento, a água praticamente não se eleva ( represamento ) à montante do ponto de 
instalação. Por este motivo é muito utilizado em projetos de irrigação por superfície ( sulcos ); 
 
 São construídas em três tamanhos diferentes: pequena, média e grande; 

 Para a medição da vazão, somente a leitura de uma régua graduada em milímetros, 
encostada na parede lateral da entrada, é suficiente. A leitura é convertida em vazão através 
de Tabelas ou de prévia calibração com outros métodos (Equações). 
 
 
 
 
 
 
e) MOLINETE 

São pás ou hélices que giram impulsionadas pela velocidade de escoamento; 

Estabelece-se uma proporcionalidade entre o número de voltas por unidade de 
tempo e velocidade de escoamento; 
 
É necessário a determinação da área da seção de escoamento para a 
determinação da vazão (Q = A.V); 
 
Podem ser utilizados em condutos “livres” ou “forçados” ; 
 
É muito preciso na determinação da velocidade de escoamento.