RESSALTO HIDRÁULICO. RESUMO DO CAPÍTULO 11 DO LIVRO HIDRÁULICA BÁSICA DO AUTOR RODRIGO DE MELO PORTO

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RESSALTO HIDRÁULICO. 
RESUMO DO CAPÍTULO 11 DO LIVRO HIDRÁULICA BÁSICA DO AUTOR 
RODRIGO DE MELO PORTO 
 
Aluno: 
Arlindo Alves de Sousa Junior 
Presidente Prudente – SP 
2016 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL 
Trabalho realizado para à disciplina Hidráulica II 
Prof.a Maria Helena Zangari Ballarim 
 
Sumário 
 
 
1 O QUE É RESSALTO HIDRÁULICO?................................................................................................................ 1 
FIGURA 1 – Descrição do Ressalto hidráulico ......................................................................................... 1 
2 TIPOS DE RESSALTO ..................................................................................................................................... 2 
2.1 Ressalto ondulado (1 < Fr1 < 1,7) ..................................................................................................... 2 
FIGURA 2 – Ressalto ondulado................................................................................................................ 3 
2.2 Ressalto fraco (1,7 < Fr1 < 2,5) .......................................................................................................... 3 
FIGURA 3 – Ressalto fraco ....................................................................................................................... 3 
2.3 Ressalto oscilante (2,5 < Fr1 < 4,5) ................................................................................................... 4 
FIGURA 4 – Ressalto oscilante ................................................................................................................ 4 
2.4 Ressalto estacionário (4,5 < Fr1 < 9,0) .............................................................................................. 4 
FIGURA 5 – Ressalto estacionário ........................................................................................................... 4 
3 FORMULAS – CANAIS RETANGULARES ........................................................................................................ 5 
4 EXEMPLO 11.1 .............................................................................................................................................. 6 
 
 
1 
 
1 O QUE É RESSALTO HIDRÁULICO? 
 
Um escoamento torrencial, ou supercrítico, possui propriedades físicas 
elevadas que, se ignoradas, pode proporcionar ao seu canal consequências negativas 
como erosão do leito, danos estruturais em suas paredes, acumulo indesejável de 
substancias de decantação, dentre outros. Uma das soluções praticadas para evitar 
tais problemas mencionados é dissipação da energia cinética do escoamento 
transformando-o em subcrítico, ou fluvial, através de vertedores, obstáculos ou 
transições de inclinações de fundo. O Ressalto hidráulico nada mais é que o fenômeno 
consequente da transição do escoamento torrencial para o escoamento fluvial e se 
caracteriza pela elevação brusca no nível d’agua sobre uma distância curta, 
acompanhada de uma instabilidade na superfície com ondulações de grande 
turbulência. 
 
FIGURA 1 – Descrição do Ressalto hidráulico 
 
Fonte: Croquis realizado pelo autor 
 
Tal turbulência possui, em sua superfície ascensional, rolos d’água de 
forma mais ou menos regular e posição relativamente estável o que diminui a 
velocidade média do escoamento além de favorecer o aparecimento de bolhas de ar 
no mesmo. Este movimento d’agua produz uma importante dissipação de energia 
além de misturar gases, produtos químicos e substancias de decantação facilitando o 
fluxo corrente. 
2 
 
 
2 TIPOS DE RESSALTO 
 
O que classifica um escoamento como torrencial, critico ou fluvial é a 
analise provinda do cálculo do conhecido número de Froude, sendo que um 
escoamento será torrencial quando Fr>1, crítico quando Fr=1 e fluvial quando Fr<1. 
Para canais com seção retangular, tal número é calculado através da formula: 
 
𝐹𝑟 =
𝑞
√𝑔 ∗ 𝑦3
 
𝑞 =
𝑄
𝑏
 
 
Onde; q = vazão especifica do canal retangular; 
 g = aceleração da gravidade; 
 y = profundidade do canal retangular; 
 Q = vazão; 
 b = largura da seção do canal na superfície livre. 
 
A partir disso, é possível classificar quatro tipos de ressaltos hidráulicos 
em função do número de Froude a montante (Fr1): 
 
2.1 Ressalto ondulado (1 < Fr1 < 1,7) 
 
O ressalto ondulado é caracterizado pela transição gradual entre o 
escoamento torrencial e o fluvial e as perdas de carga são praticamente consequência 
da força de atrito existente pelas paredes e fundo do canal. 
 
 
 
 
3 
 
FIGURA 2 – Ressalto ondulado 
 
Fonte: Croquis realizado pelo autor 
 
 
2.2 Ressalto fraco (1,7 < Fr1 < 2,5) 
 
O ressalto fraco possui grande semelhança com o anterior se 
diferenciando apenas por possuir zonas de separação na superfície liquida. Ressaltos 
ondulares e fracos podem ser desconsiderados como fenômenos que possam 
proporcionar influências consideráveis ao escoamento. 
 
 
FIGURA 3 – Ressalto fraco 
 
Fonte: Croquis realizado pelo autor 
 
 
 
 
4 
 
2.3 Ressalto oscilante (2,5 < Fr1 < 4,5) 
 
O ressalto oscilante já se apresenta aspectos típicos ao fenômeno e 
tende a se deslocar para seção jusante e não guardando posição junto a seção 
montante. 
 
FIGURA 4 – Ressalto oscilante 
 
Fonte: Croquis realizado pelo autor 
 
2.4 Ressalto estacionário (4,5 < Fr1 < 9,0) 
 
O ressalto estacionário é o que proporciona a dissipação da energia em 
obras hidráulicas que pode variar entre 45% e 70% da energia disponível a montante. 
 
FIGURA 5 – Ressalto estacionário 
 
Fonte: Croquis realizado pelo autor 
 
5 
 
Para Fr1 > 9, que caracteriza o ressalto forte, em geral não é utilizado 
nas construções hidráulicas devido a efeitos colaterais sobre as estruturas de 
dissipação, como processos abrasivos ou mesmo cavitação. 
 
3 FORMULAS – CANAIS RETANGULARES 
 
 
𝑞2
𝑔 ∗ 𝑦1
+
𝑦1
2
2
=
𝑞2
𝑔 ∗ 𝑦2
+
𝑦2
2
2
 
 
𝑦1
2 − 𝑦2
2 =
2 ∗ 𝑞2
𝑔
(
1
𝑦2
−
1
𝑦1
) 
 
(𝑦1 − 𝑦2)(𝑦1 + 𝑦2) =
2 ∗ 𝑞2
𝑔
(
𝑦1 − 𝑦2
𝑦2 ∗ 𝑦1
) 
 
 
Como 𝑦1 ≠ 𝑦2, tem-se: 
 
(𝑦1 + 𝑦2) =
2 ∗ 𝑞2
𝑔
(
1
𝑦2 ∗ 𝑦1
) 
 
𝑦1
2 ∗ 𝑦2 + 𝑦1 ∗ 𝑦2
2 =
2 ∗ 𝑞2
𝑔
 
 
Dividindo por 𝑦1
3, fica: 
 
(
𝑦2
𝑦1
)
2
+
𝑦2
𝑦1
=
2 ∗ 𝑞2
𝑔 ∗ 𝑦1
3 
 
6 
 
(
𝑦2
𝑦1
)
2
+
𝑦2
𝑦1
− 𝐹𝑟1
2 = 0 
 
𝑦2
𝑦1
=
−1 ± √1 + 8 ∗ 𝐹𝑟1
2
2
 
Como para haver ressalto 
𝑦2
𝑦1
⁄ > 1 tem-se: 
 
𝑦2
𝑦1
=
1
2
[√1 + 8 ∗ 𝐹𝑟1
2 − 1] 
 
Equação esta que fornece a relação entre as alturas conjugadas em 
função do número de Froude na seção de montante, em canais retangulares. Se 
somente as condições de jusante, seção 2, forem conhecidas, um desenvolvimento 
análogo leva a: 
 
𝑦1
𝑦2
=
1
2
[√1 + 8 ∗ 𝐹𝑟2
2 − 1] 
 
4 EXEMPLO 11.1 
 
Um vertedor de uma barragem descarrega em um canal retangular, 
suficientemente longo, uma vazão unitária q = 4,0 m³/(sm). O canal tem declividade 
de fundo 𝐼𝑂 = 0,0001 𝑚 𝑚⁄ , revestimento de concreto em condições regulares e pode 
ser considerado largo. Ocorrendo um ressalto hidráulico neste canal, determine suas 
alturas conjugadas. 
Se o canal é largo, o raio hidráulico é igual à altura d’água, e a altura 
normal pode ser determinada pela formula de Manning, na forma: 
𝑛 ∗ 𝑞
√𝐼𝑜
= 𝑦𝑜𝑦𝑜
2 3⁄ →
0,016 ∗ 4,0
√0,0001
= 𝑦𝑜
5 3⁄ → 𝑦𝑜 = 3,05 𝑚 
7 
 
Calculo da altura crítica: 𝑦𝑐 = (
𝑞2
𝑔
)
1 3⁄
→ 𝑦𝑐 = 1,18 𝑚 < 𝑦𝑜 = 3,05𝑚 
Portanto, o canal é de fraca declividade e o escoamento uniforme é 
fluvial. 
Como o canal é longo, em alguma seção a jusante do pé do vertedor 
ocorrerá um ressalto hidráulico, com altura d’água conjugada no regime fluvial 𝑦2 =
𝑦𝑜 = 3,05 𝑚. O número de Froude no regime fluvial vale: 
 
𝐹𝑟2
2 =
𝑞2
𝑔 ∗ 𝑦2
3 =
16
9,8 ∗ 3,053
= 0,057 → 𝐹𝑟2 = 0,24 
 
Pela Equação 11.11, a altura conjugada no regime torrencial vale: 
 
𝑦1
𝑦2
=
1
2
[√1 + 8𝐹𝑟2
2 − 1] ∴
𝑦1
3,05
=
1
2
[√1 + 8 ∗ 0,057 − 1] ∴ 𝑦1 = 0,32 𝑚