HIDROMETRIA (Medição de Vazão)

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AULA PRÁTICA – 6 
HIDROMETRIA (Medição de Vazão) 
 
I - 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); 
→ 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 
 
 
II - MÉTODOS 
 
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 gasto para que um determinado fluxo de água 
ocupe um recipiente com volume conhecido. 
 
 
 
t
VolQ = onde: Q ( L/s ) ; Vol ( L ) ; t ( s ) 
 
 
 2 
Importante: Realizar 3 repetições e obter a média 
3
321 QQQQméd
++
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a-2) Gravimétrico 
 
 Consiste na pesagem de um determinado volume de água obtido em um 
determinado tempo. 
 
 
 
t
VolQ =
 mas, 
Vol
Peso
=γ
 → 
γ
PesoVol = → 
t
PesoQ
*γ
= 
 
 
 
 
Exemplo: Balança: 20 kg (massa no S.I) ou 20 kgf (peso no Sist. Técnico) 
 Tempo: 10 s 
 
 
 
s
m
kgf
kgfQ
10*1000
20
3
= 
s
L
s
mQ 2002,0 3 == 
 
 
 
 
 
10 a 20 
litros 
 
 3 
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. 
 
 
 médiamédia AVQ *= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Determinação da área 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Determinação da velocidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A 
A área é determinada por batimetria 
 
A determinação em escritório, é feita 
utilizando-se planímetros, papel 
milimetrado, etc 
1 2 10 m 
-Fazer 3 repertições 
 
-Trecho mais reto e uniforme 
 
-Baixa precisão 
Vmáx 
Vméd 
V ≈ 0 
-0,6 h 
-0,2 h 
VMED = 0,85 . VSUP. 
 
 4 
 
t
xV
∆
∆
= 
 
 
Exemplo: O flutuador demorou 20 s para percorrer o trecho entre os pontos 1 
e 2 ( 10 m ). 
 
s
m
s
mV 5,0
20
10
== 
 
 
 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) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 
L 
P 
H 
Soleira ou crista 
Faces 
H 
P 
1,5 m 
P’ 
P’ < P 
(vertedor livre) 
 
 5 
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. 
 
 
Tipos de Vertedores e suas equações para a determinação da vazão 
 
 
1- Vertedor Triangular: 
 
→ Maior precisão para pequenas vazões 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2- Vertedor Retangular 
 
2.1 – Com duas contrações laterais 
 
→ As contrações ocorrem nos vertedores cuja largura é inferior à largura do 
curso d’água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
H 
Q = 1,4 . H5/2 
 
( Q = m3/s ; H = m ; θ = 90º 
) 
H 
L 
Q = 1,84 . L . H3/2 
 
(Q = m3/s ; H = m ; L = m ) 
 
 6 
2.2 - Sem contração lateral 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.3 - Vertedor trapezoidal (CIPOLLETTI) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.4 - Vertedor circular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
H 
L 
Q = 1,85 . L . H3/2 
 
(Q = m3/s ; H = m ; L = m ) 
H 
L 
Q = 1,86 . L . H3/2 
 
(Q = m3/s ; H = m ; L = m ) 
 
inclinação: 1:4 
4 
1 
D 
H 
Q = 1,518 . D0,693 . H1,807 
 
(Q = m3/s ; H = m ; D = m ) 
 
 7 
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. 
Q = a . Hb 
 
a , b → coeficientes experimentais 
 H → altura ( cm ) 
 Q → vazão ( l/s )