Quais são os tipos de vertedores que podem ser encontrados?
Passo 1
Você perguntou: “Quais são os tipos de vertedores que podem ser encontrados?”\n
Isso pede uma lista e explicação dos vários tipos de vertedores (dispositivos onde a água transborda/controla vazão). Não foram fornecidos dados numéricos nem figura; a tarefa é descrever os tipos, como reconhecê‑los, quando se usa cada um e, quando útil, apresentar a fórmula básica de descarga. Vou explicar passo a passo para você entender na prova e saber identificar cada tipo na hora.
Isso pede uma lista e explicação dos vários tipos de vertedores (dispositivos onde a água transborda/controla vazão). Não foram fornecidos dados numéricos nem figura; a tarefa é descrever os tipos, como reconhecê‑los, quando se usa cada um e, quando útil, apresentar a fórmula básica de descarga. Vou explicar passo a passo para você entender na prova e saber identificar cada tipo na hora.
Passo 2
Visão geral rápida (sem fórmulas ainda): vertedores podem ser classificados de maneiras diferentes, entre as principais:
- por forma do bordo de escoamento (aresta afiada, bordo largo, curvo etc.);\n
- por geometria do entalhe (retangular, triangular — “V”, trapezoidal/Cipoletti);\n
- por arranjo especial (labirinto, sifão, lateral/side weir, composto);\n
- por condição de escoamento (escoamento livre ou vertedor submerso / afogado);\n
- por condição do nappe (nappe contraída/nappe suprimida).\n
Nos próximos passos eu descrevo cada tipo, mostro as fórmulas mais usadas (quando fizer sentido) e dou dicas práticas para identificar e usar cada um.
Passo 3
Vertedor de aresta afiada (sharp‑crested weir)\n
Descrição: é o vertedor mais clássico — uma lâmina fina ou bordo agudo sob o qual a água “despeja” formando um nappe bem definido. Muito usado em medições e canais de laboratório.\n
Fórmula (escoamento livre, nappe descolado):\n
Descrição: é o vertedor mais clássico — uma lâmina fina ou bordo agudo sob o qual a água “despeja” formando um nappe bem definido. Muito usado em medições e canais de laboratório.\n
Fórmula (escoamento livre, nappe descolado):\n
Explicando a fórmula:\n
-
= vazão (m³/s);\n -
= coeficiente de descarga (adimensional), depende da razão entre altura e espessura do bordo e presença de correntes; tipicamente está na ordem de para bordos muito finos, mas varia;\n -
= comprimento efetivo do vertedor (m);\n -
= aceleração da gravidade ( );\n -
= carga (altura de água) acima da crista do vertedor, medida no plano de monte (m).\n
Dica de prova: se vir um “bico” fino e pedirem calcular, essa fórmula é a primeira que aparece.
Passo 4
Vertedor de bordo largo / paralelepípedo (broad‑crested weir)\n
Descrição: o bordo superior é largo (piso horizontal ou chapeado), com fluxo que atravessa uma região onde o perfil é quase crítico. Usado quando se deseja passagem mais estável e menos aerada.\n
Comportamento e fórmula geral: a dependência com é parecida (potência
em muitos casos), mas o coeficiente é diferente porque o escoamento desenvolve sobre o plano superior. Uma forma geral é:\n
Descrição: o bordo superior é largo (piso horizontal ou chapeado), com fluxo que atravessa uma região onde o perfil é quase crítico. Usado quando se deseja passagem mais estável e menos aerada.\n
Comportamento e fórmula geral: a dependência com
Explicando:\n
-
é coeficiente para bordo largo (menor ou maior que de aresta afiada dependendo do comprimento do bordo);\n - identifica‑se porque a água “corre” sobre uma laje superior plana antes de cair.\n
Dica: em barragens pequenas ou comportas de descarga se costuma usar esse tipo.
Passo 5
Vertedor triangular (V‑notch) — vertedor em V\n
Descrição: o entalhe tem seção triangular com ângulo do vértice . Muito útil para medir vazões pequenas com boa sensibilidade a variações do nível.\n
Fórmula para um V simétrico (escoamento livre):\n
Descrição: o entalhe tem seção triangular com ângulo do vértice
Fórmula para um V simétrico (escoamento livre):\n
Explicando:\n
-
agora é a altura da lâmina acima do vértice do V;\n - o expoente
mostra que a vazão cresce mais rapidamente com do que no retangular — por isso é sensível em baixos níveis;\n - identificar na prova: entalhe triangular, geralmente com
em muitas calibrações (mas informe se houver).\n
Dica prática: para medições de baixa vazão, V‑notch é a escolha padrão.
Passo 6
Vertedor Cipoletti (trapezoidal com taludes laterais)\n
Descrição: tem fundo horizontal e lados inclinados (padrão clássico: inclinação lateral de , ou seja, 1 vertical para 4 horizontais). Projetado para que a curva de descarga do trapezoidal se aproxime da do retangular, facilitando medição sem borda afiada muito fina.\n
Uso: quando se quer um vertedor mais robusto que o de aresta afiada, mantendo fórmula simples e boa precisão. Identifica‑se pelo talude lateral regular.
Descrição: tem fundo horizontal e lados inclinados (padrão clássico: inclinação lateral de
Uso: quando se quer um vertedor mais robusto que o de aresta afiada, mantendo fórmula simples e boa precisão. Identifica‑se pelo talude lateral regular.
Passo 7
Vertedor Ogee (perfil em “S” — ogee crest)\n
Descrição: perfil curvo (ogee) projetado para seguir a forma da superfície livre do escoamento crítico sobre vertedouros de barragem. Minimiza separação do fluxo e perdas aerodinâmicas quando projetado para a carga de projeto.\n
Uso: grandes vertedouros de barragem e estruturas onde a eficiência e o controle de aerados/importantes são críticos.\n
Observação: não há uma fórmula simples universal — o cálculo envolve curvas de projeto e correções experimentais.
Descrição: perfil curvo (ogee) projetado para seguir a forma da superfície livre do escoamento crítico sobre vertedouros de barragem. Minimiza separação do fluxo e perdas aerodinâmicas quando projetado para a carga de projeto.\n
Uso: grandes vertedouros de barragem e estruturas onde a eficiência e o controle de aerados/importantes são críticos.\n
Observação: não há uma fórmula simples universal — o cálculo envolve curvas de projeto e correções experimentais.
Passo 8
Vertedor labirinto\n
Descrição: estrutura em ziguezague ou perfil em labirinto que aumenta o comprimento efetivo da crista dentro de uma mesma largura física. Resultado: maior capacidade de descarga para mesmos valores de carga .\n
Uso: em situações com pouco espaço lateral e necessidade de alta vazão de excedente (ex.: estações de tratamento, comportas de cheia). Identifica‑se pelo padrão em “serralheria” repetida.
Descrição: estrutura em ziguezague ou perfil em labirinto que aumenta o comprimento efetivo da crista dentro de uma mesma largura física. Resultado: maior capacidade de descarga para mesmos valores de carga
Uso: em situações com pouco espaço lateral e necessidade de alta vazão de excedente (ex.: estações de tratamento, comportas de cheia). Identifica‑se pelo padrão em “serralheria” repetida.
Passo 9
Vertedor sifonado (siphon weir) e vertedor lateral (side weir)\n
- Sifonado: usa efeito de sifão para escoar sem exposição direta ao nappe; pode aumentar descarga quando corretamente “auto‑sifonado”. Tem comportamento composto (aberto até fechar o sifão).\n
- Lateral (side weir): instalado lateralmente ao canal para desviar parte da vazão; a relação entre
e é diferente porque o escoamento é perpendicular ao canal principal.\n
Identificação: sifão tem tubo em forma de “U” sobre a crista; side weir tem entalhe lateral.
Passo 10
Vertedor composto, suprimido/contratado e vertedor submerso (afogado)\n
- Vertedor composto: combina mais de um tipo (por ex., retangular + V‑notch) para ampliar faixa de medição.\n
- Nappe contraída (contracted nappe): o nappe se desprende da crista e a vazão é controlada pelo entalhe; usual em vertedores de aresta afiada e quando montante livre. Na prova essa condição é a que dá as fórmulas padrão de
e .\n - Nappe suprimida (suppressed) / vertedor suprimido: ocorre quando paredes laterais estendem a forma do entalhe de modo que o nappe não contrai — isso altera o comprimento efetivo e coeficiente.\n
- Vertedor submerso (drowned / submerged): ocorre quando o nível a jusante está alto o suficiente para influenciar a descarga. A vazão então depende tanto da carga montante quanto do nível jusante; a fórmula de escoamento livre não é válida e são aplicadas correções ou equações compostas.\n
Dica de prova: verifique se o enunciado informa nível a jusante. Se disser “submerso” ou fornecer altura a jusante que reduz a queda, NÃO use a fórmula do escoamento livre sem correção.
Passo 11
Como identificar e escolher na prova (receita prática)\n
- Se o entalhe for fino/agudo → pensar em vertedor de aresta afiada e usar a fórmula com
.\n - Se for entalhe triangular → V‑notch e fórmula com
.\n - Se houver uma laje horizontal antes do bordo → bordo largo (broad‑crested).\n
- Se for perfil curvo ligado a uma barragem → ogee.\n
- Se houver repetição em ziguezague → labirinto.\n
- Se o enunciado mencionar nível a jusante alto → verificar condição submersa e aplicar correções.\n
Sempre desenhe o perfil (se possível) e marque(carga) montante e, se for o caso, (nível jusante) — isso evita erros.
Passo 12
Exemplos rápidos (para fixar)\n
- Medição de pequenos ralos/fluxos: use V‑notch.\n
- Medição em fluxo médio com canal rígido: aresta afiada ou Cipoletti.\n
- Vertedouro de barragem para crue ou enchentes: ogee ou broad‑crested, às vezes com labirinto para aumentar capacidade.\n
Força‑tarefa de memória: desenho + pergunta “tem curva?”, “é triangular?”, “é largo?” te leva ao tipo certo.
Resposta
Vertedor de aresta afiada (sharp‑crested)\n
Vertedor de bordo largo / paralelepípedo (broad‑crested)\n
Vertedor em V (V‑notch / triangular)\n
Vertedor Cipoletti (trapezoidal com taludes laterais)\n
Vertedor Ogee (perfil curvo para barragens)\n
Vertedor labirinto (labyrinth)\n
Vertedor sifonado (siphon weir)\n
Vertedor lateral (side weir)\n
Vertedor composto / modular\n
Vertedor submerso (drowned) / vertedor em escoamento livre (free flow)\n
Vertedor com nappe contraída (contracted nappe) e nappe suprimida (suppressed nappe)
Vertedor de bordo largo / paralelepípedo (broad‑crested)\n
Vertedor em V (V‑notch / triangular)\n
Vertedor Cipoletti (trapezoidal com taludes laterais)\n
Vertedor Ogee (perfil curvo para barragens)\n
Vertedor labirinto (labyrinth)\n
Vertedor sifonado (siphon weir)\n
Vertedor lateral (side weir)\n
Vertedor composto / modular\n
Vertedor submerso (drowned) / vertedor em escoamento livre (free flow)\n
Vertedor com nappe contraída (contracted nappe) e nappe suprimida (suppressed nappe)