Aula 6 - Hidraulica II - 2018

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Aula 6 – Canais erodíveis
Profª Juliana Otomo
email: julianaotomo@uni9.br
O que é erosão?
• A erosão é um processo de deslocamento de terra ou
de rochas de uma superfície. A erosão pode ocorrer
por ação de fenômenos da natureza ou do ser
humano.
– Causas naturais: podemos citar as chuvas como
principal causadora da erosão.
– Causas do ser humano: desmatamento e
mineração
Erosão
Prejuízos ao ser humano
• Deslizamentos de terra em regiões habitadas, principalmente em regiões
carentes, provocando o soterramento de casas e mortes de pessoas.
Deslizamento em rodovias, ferrovias e entre outros.
Formas de evitar
– Não retirar coberturas vegetais de solos, principalmente de regiões
montanhosas;
– Planejar qualquer tipo de construção (rodovias, prédios, hidrelétricas,
túneis, canais etc.) para que não ocorra, no momento ou futuramente,
o deslocamento de terra;
– Monitorar as mudanças que ocorrem no solo;
– Realizar o reflorestamento de áreas devastadas, principalmente em
regiões de encosta.
Canais não erodíveis
• Neste tipo de canais, o material ou materiais 
que compões o leito e os taludes é capaz de 
resistir à ação erosiva da água.
– Escavados em rocha sã;
– Revestidos em argamassa, pedra argamassada, 
alvenaria, asfalto, plástico;
– Revestido com vegetação.
Canais não erodíveis
– Finalidade do revestimento:
• Proteção contra erosão;
• Diminuição das perdas de água por infiltração;
• Maior velocidade de escoamento;
Canais erodíveis
– Os canais erodíveis são compostos por material 
incoerente (areia, silte) cujas partículas podem ser 
arrastadas pelo escoamento.
– Dimensionamento: evitar existência de erosão e 
garantir a capacidade de vazão necessária.
Canais erodíveis
– Métodos de dimensionamento:
• Método da velocidade admissível
• Método da força de arraste.
Canais não revestidos
Canais erodíveis
• O principal critério para o projeto de canais de
terra é que ele não sofra erosão sob as
condições de fluxo planejadas.
• Existem duas abordagens para o projeto de
canais erodíveis:
– Método da velocidade máxima permitida
– Método da força de cisalhamento
Canais não revestidos
Velocidade permissível
• O método da velocidade máxima permitida
é mais utilizado por sua simplicidade, baseia-se
na premissa de que o canal não sofrerá erosão se
a velocidade média na seção transversal não
exceder a velocidade máxima permitida.
• O valor da velocidade máxima de operação é
função do material constituinte do canal, bem
como da carga de material sólido transportada
pelo canal.
• O quadro abaixo apresenta os valores de velocidades admissíveis mais
adotados, baseados em estudos de Forties e Scobey (1926).
Material do canal
Velocidade adimissível
Água sem 
sedimentos
Água com 
sedimentos não 
coloidais
Água com 
sedimentos coloidais
Solos não coloidais
Areia fina 0,46 0,46 0,76
Argilo-arenoso 0,53 0,61 0,76
Argilo-siltoso 0,61 0,61 0,91
Silte-aluvionar 0,61 0,61 1,07
Argiloso 0,76 0,69 1,07
Argila estabilizada 1,14 1,52 1,52
Cascalho fino 0,76 1,14 1,52
Cascalho grosso 1,22 1,98 1,83
Seixos e pedregulho 1,52 1,98 1,68
Solos coloidais
Argila densa 1,14 1,52 1,52
Silte aluvionar 1,14 0,91 1,52
Silte estabilizado 1,22 1,52 1,68
Canais não revestidos
Velocidade permissível
• Os valores do quadro referem-se a canais
funcionando com lâmina d'água igual ou
inferior a 1 metro. Para profundidade
superiores a esta deve-se majorar a
velocidade limite através da multiplicação
por um coeficiente corretor, calculado
pela equação:
• K=(Rh/Rh1)^(1/6)
Método da velocidade admissível
• Velocidade admissível é a máxima velocidade 
média do escoamento que não provoca 
erosão no canal.
• A velocidade média não é um bom indicador 
da capacidade erosiva do escoamento porque 
essa capacidade está ligada à velocidade de 
atrito junto ao leito.
Método da velocidade admissível
• Velocidade admissível aumenta com diâmetro 
(silte, areia, cascalho, calhau);
• Velocidade admissível aumenta a 
compactação (argila);
• Velocidade admissível diminui com a 
sinuosidade do canal.
Método da velocidade admissível
• Para o material do canal tem que se definir:
– n;
– Inclinação dos taludes (em canais trapezoidais);
– Velocidade admissível.
• Calcula-se a área mínima necessária A = Q/v
• Calcula-se o raio hidráulico máximo Rh2/3= v.n/I1/2
• Determinar as dimensões da seção que satisfaçam 
Área mínima e Rh máximo.
Exemplo
• Dimensionar um cana retilíneo pelo método
das velocidades admissíveis, em solo argiloso
denso, para transportar 25 m3/s de água com
sedimentos coloidais. A sua declividade de
implantação deverá ser de 0,15%, sendo que a
largura máxima da base é de 15 m.
Inclinações admissíveis
Material do canal Inclinação máxima (H:V) Valor de Z
Rocha sã Vertical 0,0
Rocha alterada ¼:1 0,25
Solo argiloso compactado ½:1 0,5 a 1,0
Solo em canais largos 1:1 1,0
Solo em canais estreitos 1 ½:1 1,5
Solo arenoso solto 2:1 2,0
Solo arenoso poroso 3:1 3,0
Exercício
1. Sabendo-se que a profundidade máxima de escavação é de 1m, a
inclinação máxima dos taludes é de 2H:1V e a declividade longitudinal é
de 0,0001 m/m, dimensionar um canal trapezoidal gramado, para uma
vazão de 10 m3/s. A velocidade máxima admissível para que não ocorra
erosão é de 1 m/s.
2. Você foi contratado para projetar um canal cujo revestimento deverá ser
natural, onde irá escoar uma água contendo sedimentos não coloidais. A
largura disponível para construção deste canal é de 10 m e uma vazão de
30 m3/s. Selecione o tipo de material de revestimento deste canal e
determine a altura da lâmina d'água.