58-Sobre Dissipadores de Energia de uma CH:
58.4-Para escolha do tipo de dissipador de uma MCH ou GCH, quais são os critérios de projeto à adotar?

Passo 1

O enunciado pergunta quais critérios de projeto devemos adotar na escolha do tipo de dissipador de energia para uma micro-central hidrelétrica (MCH) ou para uma grande central hidrelétrica (GCH). O conteúdo envolve dissipadores (bacias de quebra-jato, buckets, saltos livres, canais em degraus etc.), e para decidir entre eles precisamos analisar parâmetros hidráulicos, geomorfológicos, geotécnicos, ambientais e econômicos.

Passo 2

Critérios hidráulicos:
– Vazão máxima Q_{\max} e variação de Q (pico versus mínimo).
– Altura bruta de queda H_b e energia específica a dissipar e = g\,H_b.
– Velocidade de escoamento na saída v e número de Froude
F_r = \frac{v}{\sqrt{g\,y}},
onde y é a profundidade no lançamento e g a gravidade.
– Nível d’água a jusante e sua variação sazonal, para garantir estabilidade do salto hidráulico.
– Considerar sensibilidade à cavitação (caso v\gtrsim 15,m/s) e necessidade de ar-injeção.

Passo 3

Critérios geomorfológicos e geotécnicos:
– Disponibilidade de área plana no talvegue para montar bacia de amortecimento ou plunge pool.
– Topografia (desníveis naturais) que podem reduzir obra de aterro.
– Condições do subsolo e rocha-base para fundações (rocha competente permite bacias mais compactas).
– Facilidade de escavação ou necessidade de revestimento de gabiões / concreto.

Passo 4

Critérios ambientais e operacionais:
– Transporte de sedimentos e detritos flutuantes (galhos, troncos) que podem entupir bacia.
– Impacto sobre fauna aquática (turbulência, ruído, espuma).
– Facilidade de inspeção e limpeza (MCH geralmente exige soluções simples e de baixo custo de manutenção).
– Segurança de operação em condições extremas (enchentes, cheia de projeto).

Passo 5

Critérios econômicos e de manutenção:
– Custo inicial de construção (volume de concreto, escavações, formas).
– Custo de operação e manutenção (limpeza, reparos em caso de desgaste por abrasão ou cavitação).
– Vida útil desejada e disponibilidade de materiais locais.
– Escalabilidade: em GCH costuma-se investir em bacias de salto dimensionadas segundo normas internacionais; em MCH opta-se muitas vezes por canais em degraus ou by-passes de fundo por menor custo.

Resposta

  • Hidráulicos: Q_{\max}, H_b, v, F_r, estabilidade do salto e risco de cavitação.
  • Geomorfológicos/geotécnicos: disponibilidade de área, topografia, condições da rocha-base e fundações.
  • Ambientais/operacionais: transporte de sedimentos e detritos, impacto sobre fauna, limpeza e inspeção.
  • Econômicos/manutenção: custo de implantação, operação e manutenção, vida útil e uso de materiais locais.

Exercícios relacionados