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3.3.3.6 Seção circular à seção plena O estudo em seção circular é de grande interesse prático, pois como o escoamento em condição plena dificilmente ocorre, é necessário calcular rapidamente o raio hidráulico, a velocidade e a vazão das seções parciais (NEVES, 1979). Contudo, Manning estabeleceu uma fórmula específica, mostrada na equação 10, para os condutos condizentes de seção circular parcialmente cheia, que também pode ser analisado por questão de ângulos, e para seção circular totalmente cheia ou plena. ⁄ ⁄ (10) Diante desse estudo para os canais circulares, Azevedo et at., (1998) especificam como identificar a profundidade de escoamento que o conduto livre apresenta, possuindo a vazão ou a velocidade do mesmo ( Anexos A e B). 3.3.4 Principais formas geométricas As formas das seções transversais dos canais são muito variáveis. Dentre elas utilizam- se seções abertas (semicirculares, retangulares, trapezoidais, triangulares), ou fechadas (circulares, ovais, elípticas, ferradura, etc.), conforme o tipo de obra e a natureza das paredes ou do seu revestimento (Neves, 1979). Conforme Neves (1979), nas formas abertas, as seções semicirculares são usadas em calhas metálicas ou de madeira, ou em canais de concreto, e as triangulares, em geral, 23 (9)
somente em canais de pequenas dimensões. As formas retangulares podem ser usadas somente para canais abertos em rochas, ou executados com paredes de alvenaria, concreto ou de madeira e as formas trapezoidais são muito utilizadas para canais abertos em terreno natural, dependendo o ângulo dos taludes da natureza do mesmo. Para a forma trapezoidal existe um talude (), especificados na Tabela 1, que indica a inclinação das paredes laterais do canal, sendo que, se o canal não tiver revestimento à inclinação das paredes deve satisfazer ao talude natural das terras, para que haja uma instabilidade e permanência, por tal observação, esse conduto nem sempre é adotado (AZEVEDO et al., 1998). Tabela 1 – Taludes usuais dos canais NATUREZA DAS PAREDES = 1:Z tg α Canais em terra, em geral, sem revestimento 1:2 a 1:5 26º34’ a 11º19’ Saibro, terra porosa 1:2 26º34’ Cascalho roliço 1:1,75 29º45’ Terra compacta, sem revestimento 1:1,5 33º41’ Terra muito compacta, paredes rochosas 1:1,25 38º40’ Rochas estratificadas, alvenarias de pedra bruta 1:0,5 63º26’ Rochas compactas, alvenaria, concreto 1:0 90º Fonte: (AZEVEDO et al., 1998). Contudo, os condutos sob forma circular são adotados para grandes canais pelo fato estrutural e por causa dos processos de execução. Já o semicircular, frequentemente, não pode ser realizado pelo fato estrutural, dificuldade de execução ou inexistência de revestimento no caso se for escavado (AZEVEDO et al., 1998). Azevedo et al., (1998), afirmam que o valor máximo para a velocidade das águas, num conduto circular, ocorre quando o conduto está parcialmente cheio e já a maior vazão que se pode conseguir não é a que se obtém com o conduto funcionando completamente cheio. Segundo Porto (2004), os canais com seções transversais circulares são as mais empregadas na maioria das obras em que são necessárias seções fechadas, por exemplo, os coletores de esgotos, as galerias de águas pluviais e as linhas adutoras. Estes condutos fechados podem ter cobertura plana, simplesmente uma laje de cobertura, ou cobertura em formato especial. Dentre os formatos especiais, obras como de esgotamento de médio e grande porte, como interceptores e emissários de esgoto, galerias de drenagem sob aterros rodoviários etc., 24
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