56-Sobre Barragens e Reservatórios de uma CH :
56.8-Justifique a escolha do Vertedouro de uma Barragem com e sem controle de Comporta de Segmento.

Passo 1

O enunciado pede para justificarmos como e por que escolhemos o tipo de vertedouro de uma barragem em duas situações distintas: (a) sem controle de comporta de segmento (vertedor livre ou não controlado) e (b) com controle de comporta de segmento (vertedor controlado). O conteúdo envolve hidráulica de vertedouros, operação de reservatórios e critérios de segurança e custo.

Passo 2

Definição e características do vertedouro sem controle de comporta de segmento
Um vertedouro não controlado é aquele em que o escoamento passa livremente por um dorso pré-determinado sem atuação de comportas. Suas características principais são:
– A descarga Q é função direta da lâmina de água sobre o dorso, sem possibilidade de ajuste operacional.
– Projeto hidráulico simples e automático, pois não depende de acionamento elétrico ou mecânico.
– Muito confiável em termos de segurança, já que não há risco de falha de atuadores.
– Custo inicial e de manutenção relativamente baixo, pela simplicidade construtiva.
Desvantagem principal: não permite regular o nível do reservatório em situações normais, apenas atua em cheias altas.

Passo 3

Definição e características do vertedouro com comporta de segmento
Um vertedouro controlado por comportas de segmento é equipado com alívio por grades ou comportas radiais que podem ser abertas ou fechadas para modular o escoamento. Seus pontos fortes são:
– Permite ajustar a descarga Q para cumprir exigências de montante (nível de reservatório) e jusante (vazões ecológicas ou demandas de disponibilidade) em diferentes períodos.
– Oferece operação flexível: por exemplo, manutenção de níveis máximos sob certas condições hidrológicas.
– Viabiliza a descarga de projeto em situações extremas controlando passo a passo a lâmina no dorso.
Ponto fraco: maior complexidade construtiva, necessidade de energia elétrica, sistemas de comando e manutenção periódica das comportas, com custos mais elevados e risco de falha mecânica.

Passo 4

Critérios gerais de seleção entre vertedor livre e vertedor controlado
  1. Classificação da segurança da barragem – Em barragens de categoria alta ou de risco potencial elevado, a redundância operacional (vertedor controlado + vertedor livre) pode ser exigida por normas.
  2. Variabilidade hidrológica – Em bacias com cheias frequentes e grande variabilidade, o controle de comporta evita espraiamento desnecessário e permite regular o reservatório.
  3. Objetivos do reservatório – Para reservatórios multipropósito (irrigação, geração, abastecimento), costuma-se preferir comportas para gerenciar volumes úteis. Em lagoas de regularização simples, o vertedor livre pode ser suficiente.
  4. Custo e manutenção – Em obras de baixo orçamento ou locais remotos sem energia confiável, o vertedor livre (sem segmento) é indicado. Se houver recursos e demanda por regulação fina, adota-se comportas de segmento.
  5. Redundância – Muitas vezes projeta-se um vertedouro livre de sangria permanente e, em paralelo, comportas de segmento para picos de cheia, combinando segurança passiva e controle ativo.

Passo 5

Justificativa de escolha em cada situação
– Vertedouro sem controle de comporta de segmento: opta-se por ele quando a barragem é de porte pequeno a médio, o regime de cheias é pouco intenso, o principal objetivo é segurança passiva, há restrição orçamentária ou dificuldade de manutenção de sistemas automáticos. A operação é 100 % hidráulica e “à prova de falha”.
– Vertedouro com controle de comporta de segmento: escolhe-se quando se necessita regular o nível do reservatório para geração hidrelétrica, irrigação ou abastecimento; em rios com cheias frequentes e alta variabilidade; ou quando normas exigem redundância e flexibilidade operacional. Apesar do maior custo e manutenção, o benefício de ajuste de Q e de níveis compensa em projetos estratégicos.

Resposta

O vertedouro sem comporta de segmento é indicado para barragens de menor porte ou com regime de cheias moderado, quando se prioriza simplicidade, baixo custo e confiabilidade passiva. Já o vertedouro controlado por comporta de segmento é escolhido em barragens de grande porte ou multipropósito, com regime hidrológico variável e necessidade de regular finamente os níveis e vazões, mesmo aceitando maiores custos e requisitos de manutenção.

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