HIDROMETRIAA higrometria se encarrega de medir a vazo de lquidos. As medies de vazes e volumes utilizados ajudam no planejamento e manejo dos recursos hdricos. 1) MEDIO DE VAZO EM CANAISa) Mtodo diretoNeste mtodo mede-se o tempo necessrio (recomenda-se que seja tarde 20 segundos ou mais) para encher um recipiente com volume conhecido. A equao utilizada : vazo = volume/tempo. Recomenda-se este mtodo para medir pequenas vazes.

b) Mtodo da velocidadeNeste mtodo necessrio determinar a rea da seo transversal do canal e a velocidade da gua. A equao empregada : Q = A . V, onde Q a vazo (m3/s), A = a rea da seo (m2) e V a velocidade da gua no canal (m/s).

- Determinao da seo de escoamentoOs canais naturais apresentam a seo irregular. A rea da seo obtida dividindo a seo em segmentos. A rea de cada segmento obtida multiplicando-se a sua largura pela sua profundidade mdia. A soma das reas fornece a rea total da seo de escoamento.

A determinao da velocidade de escoamento difcil uma vez que ocorrem variaes de velocidade dentro da seo de escoamento.

b.1) Determinao da velocidade pelo mtodo do flutuador indicado quando no preciso ter uma medida com grande preciso. Para fazer as medies neste mtodo buscam-se trechos retilneos do canal e com seo transversal uniforme. As medies so feitas em dias com pouco vento (minimizar os erros). Para facilitar a operao aconselha-se esticar fios no inicio, no meio e no final do trecho onde se pretende medir a velocidade. O flutuador deve ser solto a uma distncia suficiente para adquirir a velocidade da corrente antes da linha de inicio da medio do tempo. A velocidade calculada pela seguinte equao: V = espao/tempo.

Como existe uma variao vertical da velocidade da gua no canal, utiliza-se a tabela a seguir para determinar a velocidade mdia da gua em todo o perfil (Vmdia = Vflutuador x K).

Exemplo 1: Pretende-se medir a vazo de um rio atravs do mtodo do flutuador. Para tanto, foi delimitado um trecho de 15 m, que foi percorrido pelo flutuador em 30, 28 e 32 s. A seo transversal representativa do trecho est na figura. Determine: a) a seo de escoamento; b) a velocidade mdia do flutuador; c) a velocidade mdia do rio; d) a vazo do rio.

b.2) Mtodo do MolinetePara medir a velocidade em canais de grande porte, ou um rio, visando a obteno de informaes mais precisas e rpidas, utilizam-se os molinetes. Quando o molinete imerso no canal, as suas hlices adquirem uma velocidade que proporcional velocidade da gua. Esta ltima determinada medindo-se o tempo gasto para certo nmero de revolues e utilizando-se a curva de calibrao do molinete, que relaciona a velocidade de rotao do molinete velocidade da gua no canal.

Figura Molinete para medir a velocidade da gua

Os molinetes so utilizados para medir a velocidade da gua a diversas profundidades e posies em uma seo transversal do canal, ou rio. As medies de velocidade podem ser feitas em mltiplas profundidades, duas profundidades ou em uma nica profundidade. Mtodo das mltiplas profundidades: Consiste na medio da velocidade em diversos pontos, desde o fundo do canal at a superfcie da gua. Se a velocidade for medida em posies uniformemente espaadas, a velocidade mdia aproximase da mdia das velocidades medidas. Mtodo das duas profundidades: A velocidade medida a 20 e 80% da profundidade de cada segmento, comeando a partir da superfcie da gua. A velocidade mdia de escoamento dada pela mdia das duas velocidades. Mtodo da profundidade nica: A velocidade determinada a 60% da profundidade do canal. Este mtodo utilizado para canais com profundidades inferiores a 30 cm.

c) VertedoresVertedores so instrumentos hidrulicos utilizados para medir vazo em cursos dgua naturais e canais construdos. Os vertedores devem ser construdos com forma geomtrica definida. Os vertedores podem ser simples (retangular, triangular, trapezoidal) ou mistos.

Figura. Vertedor misto (retangular e triangular)

c.1) Vertedor retangularOs vertedores retangulares so empregados para medir grandes vazes. Os mais utilizados no controle da irrigao so os de parede delgada (espessura da parede inferior a metade da sua carga hidrulica chapa metlica ou madeira chanfrada), com formato retangular, triangular e trapezoidal.

Esses tipos de vertedores no so recomendados para canais transportando material em suspenso, uma vez que a preciso das medidas reduzida pelo acmulo deste material no fundo do canal.

Cuidados na instalao do vertedor:- A soleira deve ser delgada, reta, em nvel com o plano horizontal e normal direo do fluxo. O comprimento da soleira deve ser no mnimo igual a 3H (carga hidrulica), ou seja, de 20 a 30 cm.- A carga hidrulica (H) no deve ser inferior 5 cm e nem superior a 60 cm.- A carga hidrulica (H) deve ser medida a uma distncia do vertedor equivalente a 4H. Na prtica adota-se uma distncia de 1,5 m.- A distncia do fundo do canal soleira do vertedor deve ser no mnimo, 2H.- Para regularizar o movimento da gua, deve haver um trecho retilneo a montante do vertedor, de preferncia com o fundo em nvel. - O nvel de gua jusante deve ficar, no mnimo, 10 cm abaixo da soleira do vertedor. preciso que haja ainda a livre admisso de ar debaixo da lmina de gua.

- Vertedor Retangular (parede delgada)Os vertedores retangulares so muito utilizados para medir e controlar a vazo de canais de irrigao. Os vertedores podem ser divididos em duas categorias: sem e com contrao lateral.

Para a determinao da vazo atravs do vertedor retangular, sem contrao lateral, utiliza-se a frmula a seguir:

Em que:Q vazo (m3/s)H carga hidrulica (m)L largura da soleira (m)

Para a determinao da vazo atravs do vertedor retangular, com contrao lateral, utiliza se a frmula a seguir:

Exemplo: Determine a vazo do canal sabendo que a soleira do vertedor retangular (sem contrao lateral) tem 2 metros e a carga hidrulica de 35 cm.

Exemplo: Determine a vazo do canal sabendo que a soleira do vertedor retangular (com contrao lateral) tem 2 m e a carga hidrulica de 35 cm.

c.2) Vertedor Triangular (parede delgada)Os vertedores triangulares so precisos para medir vazes na ordem de 30 L/s, embora o desempenho at 300 L/s tambm seja bom.

Para a determinao da vazo atravs do vertedor triangular (=90), utiliza-se a frmula a seguir:

Em que:Q vazo (m3/s)H carga hidrulica (m)

EXEMPLO: Determine a vazo do canal sabendo que o vertedor triangular tem um ngulo de 90 e a carga hidrulica de 20 cm.

c.3) Vertedor Trapezoidal (parede delgada)

Para calcular a vazo atravs do vertedor trapezoidal (vertedor Cipolletti), com inclinao das faces 1:4 (1 horizontal e 4 vertical), utiliza-se a frmula a seguir:

Em que:Q vazo (m3/s)H carga hidrulica (m)L largura da soleira (m)

EXEMPLO: Determine qual deve ser a largura da soleira em um vertedor trapezoidal para medir uma vazo de 1700 L/s com uma carga hidrulica de 50 cm.

d) CalhasA calha um equipamento de medio, construdo ou instalado em um canal, que permite a determinao da sua descarga atravs de uma relao cota-vazo. Ela apresenta uma seo inicial convergente, que serve para direcionar o fluxo para uma seo contrada, que funciona como uma transio entre o canal e a garganta. Aps a garganta, se inicia uma divergente, cuja funo retornar o fluxo de gua ao canal. A garganta atua como uma seo de controle, onde ocorrem velocidade e altura de escoamento crticas, que permitem a determinao da vazo com preciso com uma nica leitura do nvel de gua na seo convergente da calha.

Figura Calha para medio de vazo

2) MEDIDORES DE VAZO EM TUBULAESa) HidrmetrosHidrmetros so aparelhos utilizados para a determinao da vazo em tubos. O mais comum o hidrmetro de volume. Esse hidrmetro possui um compartimento que enche e esvazia continuamente, determinando assim o volume que escoa num certo intervalo de tempo.

b) Tubo de VenturiO tubo venturi um dispositivo de reduo da seo de escoamento da tubulao, graas ao qual a carga piezomtrica transformada em carga de velocidade. Medindo-se esta queda de presso pode-se calcular a velocidade de escoamento e, conseqentemente, a vazo. A queda de presso que se verifica entre a entrada do venturmetro e a garganta pode ser relacionada vazo atravs da expresso:

Em que:Q vazo (m3/s)Cv coeficiente de vazo (normalmente Cv = 0,98)Ag rea da garganta (m2)Ae - rea da entrada (m2) = diferena de presso entre a entrada e a garganta (m.c.a.)

c) Diafragma (Orifcio)O diafragma consiste em uma placa com um orifcio instalada em uma tubulao. O funcionamento semelhante ao venturmetro. O aumento da velocidade de escoamento atravs do orifcio implica em uma queda de presso entre as faces de montante e jusante da placa. A equao do venturmetro para determinao da vazo pode ser utilizada para o diafragma, sendo adotado um Cv mdio de 0,62.