EPUSP PHA_3402 Portos e Obras Fluviais e Marítimas Canal de Múltiplo Uso Hidrovia Exercício 1

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EPUSP – PHA_3402 – Portos e

Obras Fluviais e Marítimas

Canal de Múltiplo Uso – Hidrovia

Exercício 1

Prof. Eng. Luís César de Souza Pinto CTH _DAEE_ EPUSP(lcesar@usp.br)

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Hidrovia Tietê Paraná – Comboio – Altura livre sobre

Namax.nas pontes : 15,0 m – pontes levadiças – cabine móvel

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Hidrovia Tietê Paraná – Comboio Fechado- Travessia de Ponte -

d

_min.

= 2,2 ou 4,4 b

_c

+ 5 m

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Hidrovia Tietê Paraná – Comboio Fechado – seção sem cruzamento

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Hidrovia Tietê Paraná – Comboio Fechado – Eclusa de Navegação

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Calha do Tietê - Comboio

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Calha do Tietê - Comboio

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Calha do Tietê - Comboio

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Ondas geradas por um comboio de chatas arrebentando nas margens

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Embarcações Fluviais

• Comboios de empurra;

• Rebocador empurrando chatas;

• Maiores dimensões compatíveis com as vias;

• Padronização das dimensões;

• Otimização das obras hidroviárias;

• Navegação ininterrupta;

• Balizamento adequado;

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Dimensões Básicas das Hidrovias

• Garantia de navegação livre e segura das

embarcações tipo adotadas;

• Profundidade mínima

: h

min

= C + f

min ;

f

min= 0,30 a 0,50 m;

• h ˂ 2*C – menor rendimento propulsivo, maior custo;

• Intervalos de classe notáveis para a navegação:

• Período hidrológico médio e de estiagem com

probabilidade de ocorrência de 10%.

• Largura Mínima: b

min

= 2,2 b

c

sem cruzamento e

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Dimensões Básicas das Hidrovias

• Área Mínima da seção molhada:

• Para que a hidrovia não produza perda

significativa de rendimento propulsivo da

embarcação tipo.

• Efeito pistão:

Sem cruzamento : A

_{Seção Molh}

_{≥ 6 * A}

emb_Molh

Com cruzamento : A

_{Seção Molh}

_{≥ 10 * A}

emb_Molh

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Ponte Hidroviária interligando os

canais Mittelland e o Elba

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Ponte Hidroviária interligando os canais

Mittelland e o Elba

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EPUSP – Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária PHA 3402 – Portos e Obras Fluviais e Marítimas

Exercício 1. Canal de Múltiplos Fins – incluindo uso Hidroviário

Projete uma seção trapezoidal simples de um canal navegável, com e sem cruzamento, capaz de veicular a vazão máxima indicada a seguir, sem ocorrência de erosão. Determine , também, a vazão mínima navegável. Indique sobre a seção : os níveis d´água relativos ao fundo e todas as medidas construtivas.

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Dados :

• Calado das Chatas : C = 1,5 + p/5 ( m )

• Boca ( largura ) do comboio : b_c = 11 + u/3 ( m ) • Folga mínima sob o calado : f = 1,0 m

• Máximo talude das margens : 1 ( V ) : 2 ( H )

• Máxima velocidade admissível do escoamento : V_max. = 2,0 m/s.

• Vazão Máxima : Q_max. = 20*u + 400 ( m3_{/s )}

• Rugosidade equivalente hidráulica : k_s = 0,06 m • Fundo Estável, sem ocorrência de erosão.

• Dimensão média do material de fundo : d_m = 5 mm • O canal deve ser o mais estreito possível.

• Dimensões medias do comboio Tietê – Paraná – b_c = 11,0 m e C= 2,5 m

• Condições Mínimas de largura da base do Canal • Parâmetro de Shields : _*= 0,05

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Sem Cruzamento de embarcações : b_min. = 2,2 b_c ;

Com Cruzamento de embarcações : b_min. = 4,4 b_c

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• Capacidade de Vazão do Canal • V= 8 g / K_s1/6 _R

H2/3 i 1/2 ; Q = V.A ; n = Ks1/6 / 25,06 ;

g = 9,81 m/s2 _{; }

s = 2700 Kg/m3

•  =  . g - peso específico da água ;  = 1000 Kg/m3 _{e g = 9,81}

m/s2_.

• _s = _s . g - peso específico do material de leito, margem ou proteção ;

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• Tensão devido ao escoamento junto ao fundo

_o =  R_H i ; Q = K_s R_H2/3 _i1/2 _{A ;}

_o - Tensão tangencial junto ao fundo, devido a ação do escoamento.

_m - Tensão tangencial junto a margem, devido a ação do escoamento.

Q – Capacidade de vazão de projeto na seção transversal do canal

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• Capacidade de Resistência do Material do fundo

_o,_c = _* g ( _s -  ) d_m - Tensão crítica de início de movimento do material de proteção

• Condição de Equilíbrio ( Estático ) do Material de fundo

do Canal

CS x



_o ≤



_o

,

_c

• Condição crítica de início de movimento do sedimento : CS x



_o =



_o

,

_c

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Pede-se : Projeto Hidráulico do Canal Solução :

• Condições de Projeto:

• Vazão Máxima : Q_max. = 20*u + 400 ( m3_{/s )}

• Fundo Estável, sem ocorrência de erosão. • O canal deve ser o mais estreito possível.

• Condições de Verificação:

• Efeito Pistão

• Velocidade Máxima admissível no canal • Condições de Minimo

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Início de Transporte

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Início de Transporte

Curva de Shields

Re_*c >500

Regime turbulento rugoso a viscosidade não é importante.

5 < Re_*cr < 500 Região de transição (ex: função B (Re_*) )



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Bibliografia - Hidrovias

• Livro – Engenharia Portuária - Parte 4

• Cap. 22 – Dimensões Náuticas Hidroviárias

• Cap. 24 – Obras de Transposição de Desnível com Eclusas

– itens 24.1 ; 24.2 e 24.4 .

• www.transportes.gov.br – Min. Dos Transportes

• Transporte Aquaviário

• ANTAQ – Agência Nacional de Transportes Aquaviários

• www.antaq.gov.br - Navegação Interior – Eventos Palestras

• DNIT – Dep. Nac. de Infraestrutura de transportes • Depto. Hidroviário do Est. de São Paulo

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