5 métodos de medição de vazão dos rios

Medir a vazão de um rio é importante para o estudo hidrológico da viabilidade para instalação de uma usina hidrelétrica. E para entender o comportamento do recurso hídrico.

Método do recipiente

É o método mais simples, usa-se um recipiente de volume conhecido V e conta o tempo de enchimento t. A vazão Q em m^3/s é a relação entre esses valores.

Q=\frac{V}{t}

Devem ser feitas várias medidas para tirar a média Q_{m} e em várias épocas do ano.

Q_{m}=\frac{Q_{1}+Q_{2}+...+Q_{n}}{n}

Este método só pode ser aplicado em rios pequenos.

Medida com flutuador

Consiste em colocar um flutuador para percorrer uma parte do rio. Este método também é usado para medir a velocidade superficial, esta é maior que a velocidade média. As etapas para calcular a vazão são:

1. Escolher um trecho do rio, que seja o mais reto possível e tenha seção transversal constante.
2. Medir a extensão do trecho L.
3. Medir a área da seção transversal A. Para obter este valor, é preciso usar a batimetria. Que é a medição da profundidade de rios, mares e lagos. É representada por curvas batimétricas, que mostram áreas de mesma profundidade como curvas de nível.
4. Colocar uma boia ou outro objeto flutuador para percorrer o trecho escolhido e cronometrar o tempo t.
5. Calcular a velocidade superficial V.

V=\frac{L}{t}

Geralmente, a velocidade média é 80% da velocidade superficial. Portanto, a fórmula da vazão em m^3/s é:

Q=0,8\cdot V\cdot A

Medição com correntômetro

Este é o método mais conveniente, usa um instrumento com uma hélice em uma extremidade. A hélice fica submersa na água e apontada na direção contrária da correnteza do rio. A rotação da hélice é diretamente proporcional a velocidade da vazão, que é indicada na outra extremidade. É claro que deve-se fazer medidas em vários pontos e níveis de profundidade para obter a média. A fórmula da vazão Q é:

Q=\sum A_{i}\cdot V_{i}

ADCP

É a abreviatura de Acoustic Doppler Current Profiler. Este equipamento usa o efeito Doppler para medir a velocidade do rio. Emite pulsos de ultrassom em uma frequência fixa, partículas suspensas se movem na mesma velocidade do rio. Quando a partícula se aproxima do ADCP, a frequência recebida pelo instrumento é maior e quando se afastam, a frequência diminui em relação ao ADCP.

Abaixo, a fórmula do efeito Doppler para calcular a velocidade do objeto em movimento, considerando o detector estacionário e o objeto móvel.

f_{D}=f\frac{v}{v\pm v_{S}}

• f_{D} é a frequência detectada pelo sensor.
• f é a frequência da onda sonora transmitida.
• v é a velocidade do som na água.
• v_{S} é a velocidade da partícula suspensa.

O ADCP calcula a vazão com um software e pode ser instalado em boias, barcos ou estruturas debaixo d’água.

É altamente preciso e economiza tempo, porém é caro e exige mão-de-obra especializada para operação.

Medição com vertedouro

O vertedouro é uma pequena barragem com uma abertura para fluir a vazão. O cálculo da vazão depende da forma da abertura. Neste post é mostrado os vertedouros mais comuns.

Vertedouro retangular

A vazão em um vertedouro retangular é:

Q=1,838(b-0,2h)h^{3/2}

Vertedouro triangular

Q=1,4h^{5/2}

Vertedouro trapezoidal

Q=1,9\cdot b\cdot H^{3/2}