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Trabalho de sensores 2 bi

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de caso 2:
Medição de vazão em canais abertos
Na gestão de recursos hídricos o conhecimento da vazão é importante para a
previsão de cheias, identificação da capacidade de rios e córregos para abastecimento público e industrial, navegação, irrigação entre muitos outros (RIOS, 2011). A medição da vazão de um canal pode ser feita de diversas maneiras, cuja definição depende das características do canal, do volume do fluxo do fluido, do custo, da disposição de equipamentos, experiência do operador e também da precisão desejada. A seguir serão descritos os métodos de vertedouros, método de flutuadores e o método do molinete hidrométrico para determinação da vazão de um curso d’água. Para estudo deste caso será considerado a medição da vazão de água
em algum determinado canal aberto, podendo ser um rio, córrego, canaleta
etc. Os métodos descritos a seguir poderão em geral ser aplicados para qualquer um dos tipos de canais citados, salvo algumas exceções.
Método de vertedouros
“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” (PEREIRA).
Os vertedores são utilizados para medir ou controlar a vazão em um
escoamento em canal e são uteis em sistemas de irrigação, estações de
tratamento de água e esgoto, barragens e medição ou controle de vazão em
pequenos cursos d’água. Uma das formas mais simples de um vertedor que é constituído de uma parede que pode variar a sua forma geométrica e ser colocada transversalmente no canal interposta ao fluxo do líquido, fazendo com que o mesmo ultrapasse seu nível até atingir uma
altura suficiente para produzir uma lamina d’água sobre sua face superior (Crista). Existem vários tipos de vertedores e os mesmos podem ser classificados de diferentes maneiras, são elas:
Quanto à forma da abertura;
Quanto à natureza das paredes;
Quanto à altura relativa;
Quanto à largura relativa.
São vários os tipos de vertedores. A seguir os principais utilizados e suas
fórmulas para determinação da vazão. A determinação da vazão dos canais é feita simplesmente pela leitura da altura da lâmina d’água no vertedor e aplicação na fórmula, resultando diretamente na vazão do canal estudado. Alguns cuidados devem ser tomados na instalação dos vertedores. Os principais são:
Nivelamento da soleira;
Face de montante na vertical e deve ser lisa;
Paredes delgadas ou cantos em bisel;
A água não deve escoar pela parede de jusante;
P>= 2H;
5 cm <= H <= 60 cm;
Trecho de análise retilíneo;
A medição de H deve ser realizado 1,5 m antes do vertedor.
A seguir tem-se o equacionamento básico para um vertedor retangular de soleira espessa, mostrando como foi obtida a fórmula pré-determinada que é utilizada hoje em dia. Vale lembrar que qualquer forma geométrica de vertedor pode ser utilizada. O que as diferencia é o grau de dificuldade de seu equacionamento. Uma vez desenvolvido, um vertedor é equacionado e obtém-se a fórmula direta para o cálculo da vazão em função das alturas das lâminas de água. No vertedor de soleira espessa, o escoamento do jato é tal que
a variação de pressão é hidrostática.
Método do flutuador Rios (2011) define a medição de vazão pelo método dos flutuadores como a simples técnica de se estimar a velocidade ao longo de um escoamento, por
meio de objetos capazes de manter-se na superfície do fluido. Também podem ser utilizados alguns tipos de corantes, desde que permitam visualizar o seu deslocamento na superfície do fluido. O princípio de medição é baseado no acompanhamento do deslocamento do flutuador ao longo do canal e o intervalo de tempo necessário para tal. 
“O método dos flutuadores é muito utilizado para medição de grandes vazões. Através dos flutuadores determina-se a velocidade superficial do escoamento. Essa velocidade superficial é, na maioria das vezes, superior à velocidade média do escoamento. A velocidade média corresponde de 80 a 90% da velocidade superficial. Multiplicando-se a velocidade média ela área da seção transversal por onde o escoamento ocorre, obtemos a vazão” (PEREIRA).Vário objetos podem ser utilizados como flutuadores. Os mais comumente
utilizados são: bolas de tênis, garrafas pet e até mesmo laranjas. Como a maioria dos rios e córregos possuem um formato irregular, a área de sua seção transversal deve ser determinada através de batimetria. A determinação é feita em escritório utilizando-se planimétricos, papel milimetrado, etc.
Método do molinete hidrométrico
De acordo com a NBR 13403/1995 molinete é o “método que utiliza a
determinação da velocidade de um fluido, por meio da sua correlação com o número de rotações de uma hélice ou conchas de um dispositivo chamado molinete”. Consiste em um velocímetro em forma de torpedo. Na utilização deste equipamento ocorre a conversão do movimento de translação do fluxo do fluido em um movimento de rotação da hélice do molinete.
Existem dois tipos básicos de molinete: o de eixo horizontal dotado de uma ou mais hélices, e o de eixo vertical, com o rotor de conchas. O primeiro é mais comumente utilizado na Europa e o segundo nos Estados Unidos. No Brasil, os dois tipos são bastante usados (FARIA,2013).
Alguns modelos de molinetes utilizam várias hélices, projetadas para faixas de velocidades específicas. O movimento de rotação da hélice do molinete produz
um impulso elétrico a cada volta ou a cada N voltas. Esses impulsos acionam
um contador que possibilita obter o número de voltas realizado pela hélice
durante um intervalo de tempo fixo. Com isso a velocidade da água é
determinada por uma equação empírica fornecida pelo fabricante e/ou obtida
por calibração em laboratório específico. A calibração deve ser realizada
periodicamente. 
A medição da velocidade do fluido necessita que o molinete seja colocado em
diferente posições no interior da lâmina d’água. Os instrumentos são fixados
em hastes, que podem ser colocadas à diversas posições pelo operador e em
cada posição a altura do instrumento é ajustada (SOUZA, 2003; Porto, 2001). Segundo Porto (2001), as velocidades limites que podem ser medidas com molinetes são de aproximadamente 2,5 m/s com haste e de 5 m/s com lastro, esse último utilizado em canais de maior porte. Valores acime destes não são recomendados pois oferecem elevado risco para o operador e para o
equipamento. O método do molinete é um método bastante preciso e apresenta um erro relativo de cerca de 5% para a vazão quando utilizado adequadamente e sob boas condições de medição.
Como a vazão e determinada pelo produto da velocidade do fluido com a área da seção transversal do canal por qual o escoamento ocorre, a velocidade obtida pelo molinete deve ser multiplicada pela área do canal. Este procedimento é basicamente o mesmo descrito anteriormente para o método dos flutuadores, sendo que a vazão é calculada para cada trecho de área selecionada no canal, permitindo uma maior precisão da medição. Fazendo-se o somatório das vazões de cada trecho obtêm-se a vazão total do canal. Ainda de acordo com a NBR 13403/1995 as vantagens e restrições deste método são: 
Vantagens:
Pode ser empregado com precisão para seções grandes e/ou
irregulares;
Há possibilidade de utilização do mesmo equipamento em diversos
locais;
As medições contínuas de vazão são possíveis quando um registrador
é acoplado.
Restrições
A medição é restrita à velocidade da corrente, de acordo com a aferição
do molinete, devendo estar sempre acima de 0,20 m/s;
Há impossibilidade de medições contínuas de vazões diretamente;
A altura mínima do nível de água está limitada em 0,30 m para o
molinete;
Deve ser aplicado em trechos retos;
Não deve ser aplicado na presença de grandes concentrações de
sólidos suspensos;
Não deve ser aplicado em regimes turbulentos;
Exige operação especializada.
ETAPA 4 PASSO 1
Os sensores consistem basicamente de placas de material condutor, separados por uma membrana semipermeável onde, à medida que fica úmida permite a passagem de corrente de

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