Dimensionamento hidráulico de canais em degraus com escoamento no regime Skimming Flow: comparação entre o SisCCoH e planilhas eletrônicas

Abstract

A inserção de degraus em canais abertos é uma solução amplamente difundida para evitar erosão das paredes dos dispositivos, visto que eles reduzem a energia específica residual na base do vertedouro. Dentre as possíveis classificações, o Skimming Flow é caracterizado como um escoamento deslizante ou sobre turbilhões. Para realizar o dimensionamento hidráulico desses dispositivos, utiliza-se o software SisCCoH. Ainda que bem estabelecido, o programa apresenta algumas limitações como o tempo de carregamento dos cálculos e a possibilidade de dimensionar uma descida de cada vez. Diante disso, o presente trabalho se propôs a criar uma rotina de cálculos precisa no Excel que tivesse o mesmo embasamento científico robusto e, ainda assim, agregasse mais agilidade ao processo e clareza quanto a todas as variáveis envolvidas no dimensionamento. Os resultados obtidos reforçaram a eficácia do SisCCoH principalmente quanto ao regime de escoamento aproximadamente uniforme, todavia, o regime não uniforme apresentou uma falta de informação relevante: o valor do coeficiente de atrito f. A planilha eletrônica proveniente deste estudo demonstrou a mesma acurácia do software para o escoamento quase uniforme e, após tratar as 43.700 simulações feitas no SisCCoH de acordo com a classificação do escoamento, foram aplicadas regressões lineares múltiplas – RLM – que reduziram a diferença entre o programa já estabelecido no mercado e a planilha eletrônica proposta pelo autor. A máxima diferença percentual média para o regime aproximadamente uniforme foi de 0,002, com desvio padrão percentual máximo de 0,013. Por outro lado, após a RLM, o regime não uniforme apresentou diferenças percentuais médias máximas de 0,026, com um desvio padrão de 0,018. Além disso, os resultados das velocidades finais indicaram as maiores diferenças percentuais médias de 0,0007 para o escoamento quase uniforme e 0,0268 para o não uniforme. Logo, entende-se que esta nova ferramenta de dimensionamento apresenta resultados iniciais promissores e pode agregar significativamente à concepção de projetos de drenagem de descidas d’água.