Hidraulica

1.0 - ESCOAMENTO EM SUPERFÍCIE LIVRE

O escoamento de água através de uma tubulação, sob condições de conduto forçado, tem como principais características: a tubulação ser fechada, a seção ser plena, de atuar sobre o líquido uma pressão diferente da atmosférica e o escoamento se estabelecer sobre gravidade ou bombeamento. Nos condutos livres ou canais, a característica principal é a presença da pressão atmosférica atuando sobre a superfície do líquido, em uma seção aberta, como nos canais de irrigação e de drenagem, ou fechada, como nos conduto de esgotos e galerias de águas pluviais. Neste caso, o escoamento se processa necessariamente por gravidade.
Os canais podem ser classificados em naturais, que são os cursos d’água existentes na natureza, como as pequenas correntes, córregos e rios, ou artificiais, de seção aberta ou fechada, constuídos pelo homem, como canais de irrigação, galerias, etc.
Os canais podem ser prismáticos se possuírem ao longo do comprimento de seção reta e declividade de fundo constante; caso contrário são ditos não – prismáticos.
Apesar da similaridade no tratamento analítico dos dois tipos de escoamento, cabe observar que existe muito mais dificuldade de tratar com condutos livres do que com os condutos forçados.
Primeiramente, considerando o aspecto relativo a rugosidade das paredes, para tubulações usuais em condutos forçados, se tem rugosidade bem caracterizada, já que os tubos decorrem de produção industrial, e a variação destes materiais é pequena (ferro fundido, aço, concreto, PVC, etc.). O mesmo não ocorre com a rugosidade em canais, em que, além dos tipos de materiais usados serem em maior número, é mais difícil a especificação do valor numérico da rugosidade, em revestimento sem controle de qualidade industrial ou, mais difícil ainda, no caso dos canais naturais.
No que concerne ao estabelecimento dos parâmetros geométricos da seção (área, perímetro, altura d’água) é visível a maior dificuldade para os canais, pois,