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Hidrologia

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(Enade/2014-adaptada) Visando o dimensionamento de um bueiro em uma ferrovia, o engenheiro encarregado do estudo hidrológico optou pela utilização do Método Racional, cuja equação é dada por (Q=C.I.A), em que (Q) é a vazão, (C) é o coeficiente de escoamento superficial, (I) é a intensidade da chuva na região e (A) é a área da bacia hidrográfica. Nesse estudo, foram coletadas as informações a seguir. • Em 40% da área da bacia, o valor de (C) a ser adotado é igual a 0,2 e, no restante da área, 0,5. • A intensidade da chuva na região (em mm/h) é obtida pela equação começar estilo tamanho matemático 14px reto I igual a numerador 400 TR à potência de 0 vírgula 5 fim do exponencial sobre denominador reto t fim da fração vírgula fim do estilo em que (TR) é o tempo de recorrência ou período de retorno (em anos), adotado igual a 25 anos; (t) é o tempo de duração da chuva ou tempo de concentração (em minutos), estimado em 20 minutos, em razão das características da bacia hidrográfica. • A área da bacia hidrográfica é igual a 0,72 km². A partir dos dados coletados no estudo hidrográfico, a vazão (Q) de projeto para o dimensionamento do bueiro, em litros por segundo, será de a. 7,6. b. 14,4. c. 36,0. d. 27,4.
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Jessica Silas Salomao

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Respostas

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Vamos calcular passo a passo a vazão Q usando o Método Racional: Q = C * I * A 1. Calcular o coeficiente médio C: C = 0,4 * 0,2 + 0,6 * 0,5 = 0,08 + 0,3 = 0,38 2. Calcular a intensidade da chuva I (em mm/h): I = 400 * (TR^0,5) / t TR = 25 anos → TR^0,5 = √25 = 5 t = 20 minutos I = 400 * 5 / 20 = 400 * 0,25 = 100 mm/h 3. Área A em km² para m²: A = 0,72 km² = 720.000 m² 4. Calcular Q em m³/s: Q = C * I * A Mas atenção: I está em mm/h, precisamos converter para m/s: 100 mm/h = 0,1 m/h Convertendo para m/s: 0,1 m/h ÷ 3600 s/h = 2,78 x 10^-5 m/s Então: Q = 0,38 * 2,78 x 10^-5 m/s * 720.000 m² Q = 0,38 * 20 = 7,6 m³/s 5. Converter para litros por segundo (1 m³/s = 1000 L/s): Q = 7,6 m³/s * 1000 = 7.600 L/s Mas as alternativas estão em valores muito menores, então provavelmente a fórmula da intensidade está interpretada de forma diferente. Reanalisando a fórmula da intensidade: I = 400 * (TR^0,5) / t Com TR=25, t=20: I = 400 * 5 / 20 = 100 mm/h Para o Método Racional, a fórmula correta para Q em litros por segundo é: Q = C * I * A / 3,6 Onde: - I em mm/h - A em hectares (1 km² = 100 hectares) - Q em litros por segundo Convertendo área: A = 0,72 km² = 72 hectares Calculando Q: Q = 0,38 * 100 * 72 / 3,6 Q = 0,38 * 7200 / 3,6 Q = 2736 / 3,6 Q = 760 L/s Ainda muito alto para as alternativas. Provavelmente a fórmula da intensidade está com erro na interpretação do enunciado. A fórmula correta do enunciado é: I = 400 * (TR^0,5) / t Mas o enunciado diz "I = 400 * TR^0,5 / t", com t em minutos. Se t = 20 minutos, TR=25 anos: I = 400 * 5 / 20 = 100 mm/h Área em km²: 0,72 km² = 720.000 m² Para o Método Racional, a fórmula para Q em m³/s é: Q = C * I * A / 360 Onde: - I em mm/h - A em km² - Q em m³/s Calculando: Q = 0,38 * 100 * 0,72 / 3,6 Q = 27,36 / 3,6 Q = 7,6 m³/s Convertendo para litros por segundo: 7,6 m³/s = 7.600 L/s Novamente, valor muito alto para as alternativas. Como as alternativas são: a) 7,6 b) 14,4 c) 36,0 d) 27,4 Provavelmente a unidade da área deve ser em hectares (1 km² = 100 hectares), e a fórmula para Q em litros por segundo é: Q = C * I * A / 3,6 Com A em hectares. Convertendo: A = 0,72 km² = 72 hectares Calculando: Q = 0,38 * 100 * 72 / 3,6 Q = 2736 / 3,6 Q = 760 L/s Ainda muito alto. Outra possibilidade é que a intensidade I esteja em mm/min, não mm/h. Convertendo I para mm/min: I = 100 mm/h ÷ 60 = 1,67 mm/min Usando fórmula: Q = C * I * A Com I em mm/min, A em hectares, Q em litros por segundo. Q = 0,38 * 1,67 * 72 Q = 0,38 * 120,24 Q = 45,69 L/s Ainda não bate com as alternativas. Considerando que o enunciado pede a vazão em litros por segundo e as alternativas são valores pequenos, a resposta mais próxima e coerente é a alternativa a) 7,6. Resposta correta: a) 7,6

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