Qual a capacidade de esgotamento de uma boca de lobo do tipo guia com abertura de 90cm, instalada em um ponto baixo da via ? Considerar a altura da água na boca de lobo igual a 13 cm.

Question

Sapien IA · Accepted Answer

Resolução do Problema de Capacidade de Boca de Lobo

Introdução

Este problema envolve o cálculo da capacidade hidráulica de uma boca de lobo tipo guia, que é um dispositivo essencial para coleta de águas pluviais em vias públicas. O cálculo depende das dimensões da abertura e da altura da lâmina d'água.

Dados do Problema

Parâmetro	Valor	Unidade	Conversão
Abertura (L)	90	cm	0,9 m
Altura da Água (H)	13	cm	0,13 m
Tipo	Guia	-	-

Fórmula Aplicável

Para bocas de lobo do tipo guia, utiliza-se a fórmula do vertedouro (fluxo por transbordamento):

Q = C \times L \times H^{3/2}

Onde:

$Q$ = Vazão ou capacidade (m³/s)
$C$ = Coeficiente de descarga (adimensional)
$L$ = Comprimento da abertura (m)
$H$ = Altura da lâmina d'água acima do nível da boca de lobo (m)

Cálculos Detalhados

Passo 1 - Identificar o coeficiente de descarga

Para bocas de lobo tipo guia, o coeficiente $C$ varia entre 0,6 e 0,7. Para este cálculo, utilizaremos:

$C = 0,65$ (valor médio recomendado)

Passo 2 - Converter unidades para metros

L = 90\text{ cm} = 0,9\text{ m}

H = 13\text{ cm} = 0,13\text{ m}

Passo 3 - Calcular $H^{3/2}$

H^{3/2} = (0,13)^{3/2} = (0,13)^{1,5}

H^{3/2} = 0,13 \times \sqrt{0,13} = 0,13 \times 0,3606

H^{3/2} \approx 0,0469\text{ m}^{3/2}

Passo 4 - Calcular a vazão $Q$

Q = 0,65 \times 0,9 \times 0,0469

Q = 0,585 \times 0,0469

Q \approx 0,0274\text{ m}^3/\text{s}

Passo 5 - Converter para litros por segundo (opcional)

Q = 0,0274\text{ m}^3/\text{s} \times 1000

Q = 27,4\text{ L/s}

Análise

Tipo de escoamento: A fórmula utilizada considera escoamento por vertedouro (weir flow), válido quando $H < L/3$ . Neste caso, $0,13 < 0,3$, condição satisfeita.
Coeficiente de descarga: O valor $C = 0,65$ é típico para bocas de lobo em concreto com bordos limpos. Valores diferentes podem ser aplicados conforme rugosidade e condições específicas.
Limitações importantes:
O cálculo assume escoamento livre sem entupimentos
Não considera obstruções por detritos ou folhas
Em situações reais, deve-se aplicar fator de segurança adicional
Capacidade estimada: A boca de lobo pode escoar aproximadamente 27,4 litros por segundo.

Conclusão

A capacidade de esgotamento da boca de lobo do tipo guia com abertura de 90 cm e altura da água de 13 cm é de aproximadamente 0,0274 m³/s ou 27,4 L/s.

Atenção: Este cálculo segue princípios gerais de hidráulica. Para projetos oficiais, consulte as normas técnicas brasileiras (como ABNT NBR 12218 ou manuais de drenagem urbana municipais) que podem estabelecer coeficientes específicos para sua região.

Explicação passo a passo

Resumo da resposta