Pre-Dimensionamento de Canal Hidroviario para Comboio de Empurra - Estudo de Caso e Calculos

PRÉ DIMENSIONAMENTO CANAL HIDROVIÁRIO EXERCÍCIO 1 PARÂMETROS A SEREM CONSIDERADOS TIPO DE EMBARCAÇÃO EMBARCAÇÃO TIPO LARGURA MÍNIMA DO CANAL VÃO LIVRE ALTURA LIVRE SOB PONTES E OUTRAS INTERFERENCIAS PROFUNDIDADE MÍNIMA ÁREA MÍNIMA DA SEÇÃO TRANSVERSAL VELOCIDADE MÁXIMA DO FLUXO RAIOS MÍNIMOS DE CURVATURA SOBRELARGURA PRÉ DIMENSIONAR UM CAN A L DE NAVEGAÇÃO CONSIDERANDO EMBARCAÇÃO TIPO COMBOIO DE EMPURRA FORMADO POR UM BLOCO DE 16 CHATAS EMBARCAÇÃO COMPRIMENTO m BOCA m CALADO m EMPURRADOR 2800 1080 200 CHATAS 6400 1080 270 EMBARCAÇÃO COMPRIMENTO m BOCA m CALADO m EMPURRADOR 2800 1080 200 CHATAS 6400 1080 270 CALADO A SER ADOTAD O 270 M ÁREA MOLHADA DA EMBARCAÇÃO 12960 M 2 TRÁFEGO OS COMBOIOS SE CRUZAM EM QUALQUER PONTO DO CANAL EMBARCAÇÃO SUBINDO O CANAL CARACTERÍSTICAS DO CANAL FUNDO ROCHOSO TALUDE DE EQ U ILÍBRIO 32 DECLIVIDADE DE FUNDO 02 Declividade Diferença de cotas entre dois pontos Distância entre os postos RUGOSIDADE 0035 SOLUÇÃO DETERMINAÇÃO DO TIRANTE y Profundidade mínima do canal Y calado folga CALADO A SER ADOTADO 270 M FUNDO ROCHOSO Y 270 100 Y 370 DETERMINAÇÃO DA LARGURA DO CANAL b C ritério europeu 44B ou 5B p mão dupla sem redução de velocidade 22B p via singela B largura do comboio EMBARCAÇÃO COMPRIMENTO m BOCA m CALADO m EMPURRADOR 2800 1080 200 CHATAS 6400 1080 270 B 4 x 108 b 44 x 4 x 108 b 19008 m Cálculo da área mínima da seção transversal Área molhada da seção transversal da via Am Dado Am b mh h b 19008 m Para determinar m m 0667 Am b mh h b 19008 m h 370 Am 19008 0667 x 37 37 Am 71243 m 2 Verificação da área mínima conforme critério europeu Canal de mão simples No mínimo 6 vezes a área da seção transversal mestra da e mbarcação tipo ou comboio Am 6 Ae Canal de mão dupla No mínimo 10 vezes a área da seção transversal mestra da embarcação tipo ou comboio Am 10 Ae No exercício Via com cruzamento e Ae 1296m 2 Am 71243 m 2 Am 10 x Ae 10x 1296 1296 m 2 Então o Am calculado é menor que 10 Ae Adotar 10 Ae como área da seção transversal do canal e recalcular a seção Redefinição da seção do canal Am 129600 m 2 Mantendo a altura do tirante y 370 Am b mh h 129600 b 0667 x 370 370 b 34780 Cálculo da capacidade do canal i declividade do fundo n coeficiente de manning Am Área molhada R H Raio Hidr áu lico Dados no exercício i 02 0002 mm n 0035 P m 34780 2 x 370 1 0667 2 P m 35670 m R H 129600 35670 R H 363 m Q 363 23 x 129600 x 0002 Q 39114 m 3 s 0035 Cálculo da velocidade do fluxo corrente Fluxo paralelo à rota e embarcação trafegando A favor da corrente VC 25ms Contra a corrente em áreas restritivas VC 18ms Outra Diretriz Regime de potência máxima das máquinas 4ms Contar corrente Excepcionalmente poderão ser vencidas velocidades da ordem de 5 ms sem auxílio externo em um período curto de tempo Para a descida a favor da corrente 2 ms Brighetti et al 1999 Considerandose condições ideais de rendimento e gasto de combustível minimizado a velocidade máxima das águas em longos trechos hidroviários deve limitarse a 2 ms V Q Am V 39114 1296 V 302 ms 4 ms DETERMINAÇÃO DO RAIO MÍNIMO DE CURVATURA A SER UTILIZADO Raio mínimo R C 10 X L L Comprimento da embarcação EMBARCAÇÃO COMPRIMENTO m BOCA m CALADO m EMPURRADOR 2800 1080 200 CHATAS 6400 1080 270 L 2800 4 x 6400m L 284 m Rc 10 x 284 Rc 2840 m Redução das velocidades em função dos raios 9 CÁLCULO DA SOBRELARGURA S 284 2 2840 S 284 m