Os canais a céu aberto e fechados podem sofrer uma intervenção em sua geometria, de modo a determinar o fluxo de água a ser escoado pelo canal, bem...

Os canais a céu aberto e fechados podem sofrer uma intervenção em sua geometria, de modo a determinar o fluxo de água a ser escoado pelo canal, bem como o cálculo da vazão desse fluxo. Isso os torna canais artificiais. O material constituinte das paredes do canal tem papel relevante no fluxo da água, pois quanto mais rugoso for o material, menor velocidade terá o fluxo e maior turbulência. Os canais podem ser considerados prismáticos, se mantiverem a mesma forma de seção transversal e declividade constante. Sua seção transversal pode ser classificada como retangular, trapezoidal, triangular ou circular. Saiba mais: Todas mostram medidas dedicadas ao seu dimensionamento, tais como a base, b, diâmetro d0; inclinação das paredes, indicada por 'I', que é a altura do triângulo de inclinação e m, a sua base de inclinação; altura da água dentro dessas seções, y e a largura da água de margem T. Os materiais mais comuns para revestimento utilizados para canais abertos são: terra, terra armada, gabião, enrocamento (rachão), pedra argamassada e concreto. Pode haver uma combinação entre os revestimentos. Saiba mais: As figuras mostram seções de canais e seus revestimentos, tanto laterais quanto de fundo, mesmo que o fundo seja somente de solo. Existe um caso, em que o revestimento é de gabião e este revestimento lateral é feito em degraus em virtude da pressão da água. Para todos esses casos, o canal é a céu aberto, não é fechado na parte superior. Os materiais usados para as galerias são concreto e aço corrugado. No caso das galerias, o canal é fechado — trata-se de uma estrutura tubular retangular ou circular. Observe que o quadrado é um caso particular do retângulo, em que todos os lados são iguais. Uma vez que o conceito de canal está consolidado, é preciso entender que, muitas vezes, é necessário projetar estruturas auxiliares, para permitir que os canais possam ser transpostos sem que o fluxo de água seja interrompido. Observe as questões a seguir. Mas como atravessar um canal sem interromper o fluxo de água? Como seguir de uma margem a outra de um canal sem atrapalhar a navegação de embarcações? É possível que pessoas, animais ou veículos atravessem um canal sem entrar em contato com a água? Vamos respondê-las a seguir. Travessias Travessias são estruturas que permitem a passagem de uma margem a outra de um curso d’água para pessoas, animais, veículos, água, gás, combustíveis, energia elétrica, telecomunicações, entre outros, por meio de pontes, cabos, condutos, túneis, entre outros. As travessias podem ser: aéreas, intermediárias e subterrâneas. Travessia Aérea Passagem sobre o canal acima do nível-d ’água de projeto, geralmente na forma de pontes ou galerias (mais comuns). Na travessia aérea há estruturas que são elevadas, em forma de tubos ou em forma de lajes de passagem que estão acima dos canais. Podem ser tubos de água potável, que passam por cima de um rio de água ainda não tratada, um tubo de telefonia, uma ponte para passagem de pedestres sobre o rio etc. A imagem mostra uma ponte sobre um rio e uma ponte sobre uma galeria de águas pluviais, por onde poderiam passar carros ou pessoas. A outra mostra os tubos passando por cima do rio e da galeria e a última mostra o bueiro que está sobre uma galeria de águas pluviais, que pode ser circular ou retangular. Travessia Intermediária É a passagem através do corpo-d ’água, entre o nível-d ‘água máximo de projeto e o leito. A travessia intermediária é feita geralmente para cabos. O cabo ou o duto passam sob a superfície do corpo-d ‘água e sobre seu leito. Geralmente não se recomenda ou autoriza travessias desse tipo em cursos d’água (rios), por se constituírem em obstáculos ao escoamento e pelas altas velocidades durante as cheias. A travessia intermediária é característica dos tubos de óleo combustível que atravessam os oceanos nas extrações de petróleo, por exemplo (oleodutos) ou também no caso dos dutos de fibra ótica. Travessia Subterrânea Quando a passagem se faz abaixo do leito do corpo-d ‘água, ou seja, geralmente se implementa uma galeria escavada no solo. A travessia subterrânea ocorre por baixo da água, como no caso dos túneis que são escavados a grandes profundidades e cortam o lençol freático. Fluxo de água em canais abertos Você já se perguntou porque é importante conhecer o fluxo de água em canais abertos? Afinal, o fluxo de um rio pode mudar de forma repentina? Com uma extensão de área tão grande, não seria possível prever uma mudança de fluxo da água previamente? Existem algumas particularidades relacionadas ao fluxo de água em canais abertos. Os canais cuja geometria é manipulada, ou seja, quando há intervenções no fundo e na lateral dos canais para que estes se aproximem de uma forma geométrica pré-determinada, o fluxo de água nos canais tende a ser uniforme, principalmente se a profundidade da água permanecer a mesma ao longo de toda a extensão do canal. Mas, essa não é única característica do fluxo de água em canais abertos. Ele pode ser classificado por dois critérios distintos. O critério de espaço, que verifica como o fluxo se desenvolve mediante sua limitação geométrica. O critério de tempo, que verifica como o fluxo se desenvolve mediante sua evolução no tempo, como em um maremoto. Critério espaço — fluxo uniforme É preciso compreender a representação gráfica do canal para entender seu comportamento. A representação de um segmento de um fluxo em canal aberto permite esclarecer as relações interdependentes entre a declividade do fundo do canal, a descarga, a profundidade da água e outras características do canal. Se a profundidade do canal não se mantém e há variações de altura da lâmina-d ’água no canal, podemos dizer que o seu fluxo é variável. Saiba mais: Na imagem acima verifica-se o equilíbrio de forças em um escoamento em um canal, onde um pequeno trecho é selecionado para a análise. F e F são as pressões exercidas pela água no trecho. F é a força de atrito com o fundo do canal, L é a extensão do trecho, S é a inclinação de fundo de acordo com o angulo de inclinação, W é a componente peso da água; acima estão as linhas de energia que compões esse equilíbrio. Critério espaço — fluxo variável Quando o fluxo é variável, ele pode ainda ser classificado em gradativamente variado e rapidamente variado, dependendo se as alterações na profundidade do fluxo são graduais ou abruptas. Variações abruptas no canal implicarão em um fluxo rapidamente variado, portanto turbulento, e variações graduais implicarão em um fluxo gradativamente variado. É fácil perceber essa concepção de fluxo quando observamos o que acontece no processo de escoamento de águas pluviais para dentro de uma galeria (bueiro). Se houver pequenas pedras no caminho de escoamento da água (trajeto), o fluxo faz pequenas ondulações. Se houver um obstáculo maior, esse escoamento se torna turbulento e vemos a água espumar. Saiba mais: A imagem mostra os três tipos de fluxo que serão discutidos no próximo capítulo, onde varia gradualmente em um escoamento, ganhando