58-Sobre Dissipadores de Energia de uma CH:
58.6-Quais são as características de projeto do dissipador de energia do Canal Lateral Vertedouro (PCH)

Passo 1

O enunciado pede as características de projeto do dissipador de energia de um canal lateral vertedouro em PCH.
Conteúdo: hidráulica de barragens (dissipação de energia via salto hidráulico).
O que vamos usar: teoria do salto hidráulico (conjugate depths), configuração de bacia de dissipação com blocos quebra‐jato e soleira de jusante, e dimensões típicas (comprimento, largura, profundidade, altura dos blocos e espaçamentos).

Passo 2

Definir o objetivo e o mecanismo de dissipação
– O dissipador deve produzir o salto hidráulico completamente confinado dentro da bacia, transformando a energia cinética em energia de pressão e turbulência controladas.
– O mecanismo mais usado em canal lateral é a bacia de dissipa­ção tipo “blocos quebra‐jato” com soleira de jusante que força o salto a ocorrer em local predeterminado.

Passo 3

Dimensionamento geométrico da bacia
– Largura B_d igual à largura do canal vertedouro, para garantir confinamento lateral do salto.
– Profundidade de jusante livre mínima \displaystyle y_{30}\ge y_2+0{,}5\\ \mathrm{m}, onde y_2 é a profundidade conjugada do salto.
– Comprimento da bacia L_d igual a aproximadamente 1 a 1{,}2 vezes o comprimento do salto L_j, sendo
L_j = \frac{(y_1 + y_2)}{2}\,\sqrt{\frac{y_1\,y_2}{}} ,
onde y_1 é a profundidade de chegada (pré‐salto).

Passo 4

Elementos de dissipação: blocos quebra‐jato e soleira
– Soleira de jusante (end sill) com altura de h_s\approx 0{,}8\,y_1 para elevar o fundo e forçar o salto imediatamente a montante dela.
– Fileiras de blocos dissipadores a montante da soleira:
• Altura do bloco h_b\approx 0{,}75\,y_1.
• Número de fileiras: geralmente 3 a 5.
• Espaçamento longitudinal entre fileiras S_L\approx (1,0\mbox{ a }1,2)\,h_b.
• Espaçamento transversal S_T\approx (1,5\mbox{ a }2,0)\,h_b, para autolimpeza de sedimentos.

Passo 5

Estrutura e confinamento
– Paredes laterais rígidas (concreto armado) com altura acima de y_2 (tipicamente 0{,}3\,B_d a 0{,}5\,B_d), para evitar arrebentamento lateral.
– Piso de concreto armado resistente ao impacto e à erosão pela turbulência.
– Disposição dos blocos e soleira de forma a garantir auto‐limpeza e permitir inspeção e manutenção.

Resposta

As principais características de projeto do dissipador de energia de um canal lateral vertedouro em PCH são:
• Uso de bacia de dissipação confinada, com salto hidráulico ocorrendo dentro dela;
• Largura da bacia igual à do canal B_d, profundidade de jusante \ge y_2+0{,}5 m e comprimento L_d\approx1\mbox{–}1{,}2\,L_j;
• End sill (soleira de jusante) com h_s\approx0{,}8\,y_1 para fixar o salto;
• Fileiras de blocos quebra‐jato (3–5 fileiras), com h_b\approx0{,}75\,y_1, espaçamentos longitudinais S_L\approx1{,}0\,h_b e transversais S_T\approx1{,}5\,h_b;
• Paredes laterais em concreto armado até altura \ge y_2 e piso reforçado para resistir ao impacto e à erosão;
• Detalhamento que garanta auto‐limpeza, manutenção fácil e segurança estrutural.

Exercícios relacionados