Aula de Hidráulica e Hidrologia: Conteúdo e Estrutura

Hidráulica e Hidrologia Aula ao vivo Profª Fernanda C Maia Objetivo da Aula Como funcionam as Aula Ao Vivo desta disciplina Aprofundamento do conteúdo Resolução de exercícios Plantão de dúvidas Revisões Plano de Ensino Ementa Escoamento permanente em dutos perda de carga distribuída perda de carga localizada Medidores Condutos equivalentes Distribuição em marcha redes de distribuição de água Instalações de recalque bombas associações Cavitação em bombas Bacia hidrográfica Ciclo hidrológico Balanço hídrico Características físicas das bacias hidrográficas Características climáticas Instrumentos de medição Precipitação Evapotranspiração Infiltração Medição de vazão Curva chave Vazões médias Curvas de duração Regularização Geração de séries sintéticas Operação de reservatórios Vazões máximas e mínimas Distribuições de frequências Hidrograma e hidrograma unitário Amortecimento em reservatórios Amortecimento em canais Modelo matemático de transformação de curvavazão Águas subterrâneas Aulas práticas Plano de Ensino Hidráulica conteúdo programático Escoamento permanente em dutos Perda de carga distribuída Perda de carga localizada Condutos equivalentes Medidor Venturi Medidor Parshal Tubo de Pitot Distribuição em marcha Redes de distribuição de água Máquinas hidráulicas Tipos de máquinas hidráulicas Curvas características Instalações de recalque Bombas associações Cavitação em bombas Plano de Ensino Hidrologia conteúdo programático Bacia Hidrográfica e suas Características Relevo Declividade do Perfil Curva Hipsométrica Balanço Hídrico Evaporação Evapotranspiração Radiação Infiltração no Solo Precipitações Tipos Medidas Falhas Homogeneidade Precipitação Média Frequência Tipos de Série Distribuição de Probabilidade Frequência Acumulada Gumbel Método de GumbelChow Relação I f Tr T Período de Retorno Risco e Segurança Método Racional Determinação do Tempo de Concentração Fórmulas mais usuais Escoamento Superficial Hidrograma Curva de Depleção Medida de Vazão Curva Chave Hidrograma Unitário Princípio de Sherman Separação de Hidrogramas Aplicação do Hidrograma Unitário Hidrograma Unitário Sintético Plano de Ensino Hidráulica e Hidrologia conteúdo programático Método de Soil Conservation Service Curvas Propagação de Ondas de Cheia Reservatório sem Comporta Método Muskingham Regularização de Vazões Métodos de Rippl e Diferenças Acumuladas Método de Curva N Águas Subterrâneas Parâmetros de um Aquíferos Testes de Bombeamento Hidráulica de Poços Plano de Ensino Bibliografia básica FIALHO A B Automação hidráulica projetos dimensionamento e análise de circuitos São Paulo Érica 2011Ebook ROTAVA O Aplicações práticas em escoamento de fluidos cálculo de tubulacões válvulas de controle e bombas centrifugas Rio de Janeiro LTC 2012Ebook GRIBBIN John E Introdução a hidráulica hidrologia e gestão de águas pluviais 2 ed São Paulo Cengage Learning 2014Ebook Bibliografia complementar FOX R W PRITCHARD AT McDONALD AT Introdução à mecânica dos fluidos Rio de Janeiro LTC 2014Ebook BITTENCOURT C PAULA MAS Tratamento de água e efluentes fundamentos de saneamento ambiental e gestão de recursos hidricos São Paulo Erica 2014Ebook OLIVEIRA DB org Hidrologia São Paulo Pearson Education do Brasil 2016 Ebook SIMONE G A Centrais e aproveitamentos hidrelétricos uma introdução ao estudo São Paulo Érica 2010 Ebook PINHEIRO ACFB CRIVELARO M Tecnologia de obras e infraestrutura São Paulo Erica 2014Ebook O que é Hidráulica Hidráulica é uma palavra que vem do grego sendo derivada da união de hydra água aulos conduçãoaulatubo identificando portanto um ramo da física que se dedica a estudar o comportamento dos líquidos em movimento e em repouso É responsável pelo conhecimento das leis que regem o transporte a conversão de energia a regulagem e o controle do fluido de acordo com suas variáveis pressão vazão temperatura viscosidade etc O que é Hidráulica A hidráulica é o estudo do comportamento dos fluidos em movimento como o movimento de líquidos em tubulações rios e canais Também estuda os fluidos armazenados em tanques e em outros recipientes de armazenagem O conhecimento da hidráulica permite que as cidades manejem os suprimentos de águas e os fluxos das linhas de distribuição o que levou à criação de poderosas máquinas para ajudar em toda espécie de operação O que é Hidráulica Há muito tempo o homem aprendeu a usar o fluxo de água como ferramenta de trabalho A água era usada para movimentar moinhos e irrigar plantações Depois quando os cientistas descobriram que os líquidos obedeciam a determinadas regras o fluxo das águas passou a ter ainda mais utilidade Descobriuse que a pressão em um líquido é transmitida igualmente em todas as direções Isso significa que quando se comprime um líquido em um tubo ele vai pressionar com igual força qualquer parte desse tubo mesmo que ela seja maior que o tubo original Portanto é possível com um pequeno esforço criar uma força maior em outro ponto O que é Hidráulica Há muito tempo o homem aprendeu a usar o fluxo de água como ferramenta de trabalho A água era usada para movimentar moinhos e irrigar plantações Depois quando os cientistas descobriram que os liquidos obedeciam a determinadas regras o fluxo das águas passou a ter ainda mais utilidade Descobriuse que a pressão em um liquido é transmitida igualmente em todas as direções Isso significa que quando se comprime um liquido em um tubo ele vai pressionar com igual força qualquer parte desse tubo mesmo que ela seja maior que o tubo original Portanto é possivel com um pequeno esforço criar uma força maior em outro ponto O que é Hidráulica Há muito tempo o homem aprendeu a usar o fluxo de água como ferramenta de trabalho A água era usada para movimentar moinhos e irrigar plantações Depois quando os cientistas descobriram que os líquidos obedeciam a determinadas regras o fluxo das águas passou a ter ainda mais utilidade Descobriuse que a pressão em um líquido é transmitida igualmente em todas as direções Isso significa que quando se comprime um líquido em um tubo ele vai pressionar com igual força qualquer parte desse tubo mesmo que ela seja maior que o tubo original Portanto é possível com um pequeno esforço criar uma força maior em outro ponto O que é Hidráulica Há muito tempo o homem aprendeu a usar o fluxo de água como ferramenta de trabalho A água era usada para movimentar moinhos e irrigar plantações Depois quando os cientistas descobriram que os líquidos obedeciam a determinadas regras o fluxo das águas passou a ter ainda mais utilidade Descobriuse que a pressão em um líquido é transmitida igualmente em todas as direções Isso significa que quando se comprime um líquido em um tubo ele vai pressionar com igual força qualquer parte desse tubo mesmo que ela seja maior que o tubo original Portanto é possível com um pequeno esforço criar uma força maior em outro ponto O que é Hidrologia Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra sua ocorrência circulação e distribuição suas propriedades físicas e químicas e sua reação com o meio ambiente incluindo sua relação com as formas vivas Definição recomendada pela United States Federal Council for Science and Technology 1962 O que é Hidrologia A hidrologia é uma ciência interdisciplinar e tem evoluido expressivamente devido aos problemas crescentes observados nas bacias hidrográficas como a ocupação inadequada o aumento significativo da utilização da água para diversos fins e principalmente em face aos resultados dos impactos sobre o meio ambiente O estudo da água era uma ciência basicamente descritiva e qualitativa porém se transformou em uma área de conhecimento onde os métodos quantitativos têm sido explorados através de metodologias matemáticas e estatisticas melhorando de um lado os resultados e do outro explorando melhor as informações existentes TUCCI 1993 O que é Hidrologia Antes o planejamento de ocupação nas bacias era mínimo levando em consideração apenas o menor custo de implantação e o máximo aproveitamento para os usuários a questão de cuidados e preservação do meio ambiente raramente era apreciada Dessa forma o crescimento populacional e a exploração da água causaram grandes impactos e consequentemente a degradação dos recursos naturais O que é Hidrologia De fronte aos problemas observados a população começou a se preocupar estabelecendo medidas preventivas que minimizassem os prejuízos causados à natureza Nos anos 70 as ações tinham como foco a bacia hidrográfica enquanto que atualmente o problema tem grandeza global em decorrência dos possíveis efeitos globais da alteração do clima A tendência atual envolve desenvolvimento sustentado da bacia hidrográfica que implica o aproveitamento racional dos recursos com o mínimo dano ao ambiente Conceitos iniciais Hidráulica 11 Fluido Substância contínua e amorfa cujas moléculas se movem livremente umas para as outras sendo portanto capaz de escoar e apresentando a tendência de assumir a forma do recipiente que a contém 12 Hidráulica Hidráulica é uma palavra que vem do grego sendo derivada da união de hydra água aulos conduçãoaulatubo identificando portanto um ramo da física que se dedica a estudar o comportamento dos líquidos em movimento e em repouso É responsável pelo conhecimento das leis que regem o transporte a conversão de energia a regulagem e o controle do fluido de acordo com suas variáveis pressão vazão temperatura viscosidade etc 13 Hidrostática Ciência que trata dos líquidos sob pressão mecânica dos fluidos estáticos seguida de condições de equilíbrio dos fluidos Conceitos iniciais 14 Hidrodinâmica Ciência que trata dos liquidos em movimento teoria da vazão e mais precisamente de sua energia cinética 15 Pressão Em termos de hidrostática definese pressão como a força exercida pelo fluido por unidade de área do recipiente que o contém Sua unidade no SI é dada em Nm2 ou Pa embora seja comum ainda a utilização de unidades como atm bar kgfmm2 libin2 etc 16 Pressão manométrica Chamase pressão manométrica a diferença entre a pressão absoluta ou real e a pressão atmosférica Aplicase tão somente àqueles casos em que a pressão é superior à pressão atmosférica Conceitos iniciais 17 Potência de uma bomba hidráulica Já em termos de hidrodinâmica a pressão em uma tubulação pode ser conhecida a partir da equação da energia que leva em consideração a energia cinética e potencial do fluido a taxa de massa a perda de carga das tubulações e conexões e o trabalho realizado pela bomba de sucção Conceitos iniciais Perda de carga Para iniciarmos perda de carga em Hidráulica referese à perda de energia que um fluido em uma tubulação sob pressão sofre em razão de vários fatores como o atrito deste com uma camada estacionária aderida à parede interna do tubo ou em razão da turbulência devido às mudanças de direção do traçado Conceitos iniciais A figura abaixo exemplifica a perda de carga em uma tubulação representada por ΔH Conceitos iniciais Perda de carga distribuída Esse tipo de perda de carga ocorre em trechos de tubulação retilineos e de diâmetro constante Ela se dá porque a parede dos dutos retilineos causa uma perda de pressão distribuida ao longo de seu comprimento que faz com que a pressão total vá diminuindo gradativamente dai o nome perda de carga distribuida Conceitos iniciais Perda de carga localizada A perda de carga localizada ocorre em trechos da tubulação onde há presença de acessórios sejam eles válvulas curvas derivações registros ou conexões bombas turbinas e outros A presença desses acessórios contribui para a alteração de módulo ou direção da velocidade média do escoamento e consequentemente de pressão no local ou seja age alterando a uniformidade do escoamento Dessa forma há contribuição para o aumento da turbulência no fluido e essa turbulência provoca a perda de carga Neste caso a perda de carga é provocada pelos acessórios na tubulação e recebe o nome de perda de carga localizada Um fato curioso sobre a perda de carga localizada é que sua influência sobre a linha de energia ocorre tanto a montante como a jusante da localização do acessório presente na tubulação Conceitos iniciais Hidrologia Planejamento de ocupação nas bacias mínimo Menor custo de implantação Máximo aproveitamento para os usuários Crescimento populacional e exploração da água Grandes impactos Degradação dos recursos naturais O início dos estudos de medições de precipitação e vazão ocorreu no século 19 porém após 1950 com o advento do computador as técnicas usadas em estudos hidrológicos apresentaram um grande avanço Conceitos iniciais Hidrologia Chuva em SP Bombeiros registram mais de 900 ocorrências de enchentes O volume de água registrado no intervalo de 24 horas foi o maior para um mês de fevereiro em 37 anos informou o Inmet Por Da Redação Atualizado em 10 fev 2020 17h05 Publicado em 10 fev 2020 17h00 Conceitos iniciais Hidrologia Ciclo Hidrológico Denominase ciclo hidrológico o processo natural de evaporação condensação precipitação detenção e escoamento superficial infiltração percolação da água no solo e nos aquíferos escoamentos fluviais e interações entre esses componentes Righetto 1998 Conceitos iniciais Hidrologia Ciclo Hidrológico Bacia Hidrográfica CONCEITUAÇÕES BÁSICAS Bacia Hidrográfica A bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água de precipitação da chuva que converge os escoamentos para um único ponto de saída Este ponto de saída é denominado exutório Uma bacia hidrográfica é composta por um conjunto de superfícies vertentes constituídas pela superfície do solo e de uma rede de drenagem formada pelos cursos da água que confluem até chegar a um leito único no ponto de saída Bacia Hidrográfica CONCEITUAÇÕES BÁSICAS Bacia Hidrográfica A bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água de precipitação da chuva que converge os escoamentos para um único ponto de saida Este ponto de saída é denominado exutório Uma bacia hidrográfica é composta por um conjunto de superficies vertentes constituídas pela superfície do solo e de uma rede de drenagem formada pelos cursos da água que confluem até chegar a um leito único no ponto de saída Bacia Hidrográfica CONCEITUAÇÕES BÁSICAS Bacia Hidrográfica A bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água de precipitação da chuva que converge os escoamentos para um único ponto de saída Este ponto de saída é denominado exutório Uma bacia hidrográfica é composta por um conjunto de superfícies vertentes constituídas pela superfície do solo e de uma rede de drenagem formada pelos cursos da água que confluem até chegar a um leito único no ponto de saída Bacia Hidrográfica REGIÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL Cada região hidrográfica é formada por uma ou por um agrupamento de bacias ou subbacias com características ambientais sociais e econômicas similares As bacias hidrográficas que constituem as regiões hidrográficas são delimitadas a partir de divisores topográficos Os divisores topográficos são caracterizados pelos pontos altos entre duas ou mais bacias que dividem a água precipitada que escoa superficialmente para cada bacia contida na região hidrográfica considerada Vamos memorizar todo curso dágua por menor que seja possui uma área de drenagem que capta a precipitação que incide sobre esta direcionandoa para um leito principal conforme a topografia e a geomorfologia do terreno Bacia Hidrográfica Bacias Hidrográficas brasileiras Questionário Hidráulica 1 Qual o conceito de Hidráulica 2 Qual a importância dessa disciplina 3 Comente a influência da Hidráulica em diversas situações 4 Faça uma tabela com os principais conceitos apresentados na aula de hoje Questionário Hidrologia 1 Qual o conceito de Hidrologia 2 Qual a importância dessa disciplina 3 Comente a influência da Hidrologia em diversas situações 4 O que é o ciclo hidrológico 5 O que é bacia hidrográfica De que é composta Fim Dúvidas fmaiaprofunisabr Portal EAD fórum