Métodos de medição de vazão em rios
As formas mais utilizadas são:
-Flutuador
-Molinete hidrométrico
-ADCP
-Vertedouro
Os métodos de medição são baseados na equação da continuidade Q = v*A onde,
Q= vazão
v= Velocidade
A= Área da seção
Flutuador
O método do flutuador é método é mais intuitivo. Baseado apenas no deslocamento de certo objeto em um intervalo de tempo, dessa forma tem-se a velocidade do fluido e sabendo a área da seção calcula-se a vazão. A velocidade média considerada para o cálculo é de 80 a 90% da velocidade superficial,assim considera-se
Vmed= Vmedida *0,8
Em seguida aplica-se a equação da continuidade. A figura mostra esquematicamente flutuador.
Apesar de ser considerado um método grosseiro é de fácil aplicação e barato, é usado quando se necessita estimar valores de maneira rápida e com poucos recursos.
Molinete Hidrométrico
O Molinete é mais utilizado devido sua facilidade de operação e baixo custo operacional, esse consiste em uma pequena “hélice” a qual quando colocado na água gira de acordo com o escoamento, e através do número de rotações é possível correlacionar com a velocidade.Aplicando-se em seguida a equação da continuidade. A figura abaixo mostra um micromolinete.
Um questão importante é:Em quais profundidades medir a velocidade e quantas secções adotar.A figura mostra uma seção transversal esquematicamente.
O número de verticais é determinado pela largura do canal:
A profundidade a ser medida varia, pois as velocidades são diferentes conforme altera-se a profundidade, seguindo um perfil parabólico onde a maior velocidade encontra-se no centro.Afigura mostra esquematicamente o perfil de velocidades para canais abertos:
Dependo do ponto adotado pode-se subestimar ou superestimar, assim para profundidades maiores do que 4 metros deve-se medir à 20%, 40%, 60% e 80% da profundidade.
ADCP (Acoustic Doppler current profiler)
Equipamento usado para medir o perfil de velocidades por efeito Doppler, com o auxilio de um barco atravessa o rio de uma margem para outra traçando os perfis de velocidades, com o auxilio de um ecobatimetro traça a seção transversal do rio assim calcula-se a a vazão pela equação da continuidade. Esse é um método mais preciso que os anteriores, porém é um equipamento caro e não consegue captar dados em pequenas profundidades (<20cm)
Equipamento ADCP
Exemplo de resultados gerados pelo ADCP
Vetedouro
O Vertedouro é, basicamente, um orifício de grandes dimensões, ou seja, são simples aberturas sobre os quais um líquido escoa.Os vertedouros são utilizados na medição da vazão de pequenos cursos d’água e canais, assim como no controle do escoamento em condutos livres. Estes medem o fluxo de líquidos em canais abertos, onde sua parede possui uma abertura de determinada forma geométrica, colocada, perpendicularmente à corrente, elevando o nível da água à montante até que este nível atinja uma cota suficiente para produzir um lâmina sobre o obstáculo. As equações que definem esse medidores são empíricas e dependem da forma do obstáculo, que pode ser triangular, trapezoidal, parabólico entre outros formatos A figura mostra o funcionamento de um vertedouro:
