Capacidade de Esgotamento de Boca de Lobo Tipo Sarjeta
Introdução
Este problema envolve o cálculo hidráulico de uma boca de lobo tipo sarjeta, elemento fundamental em sistemas de drenagem urbana. A capacidade de esgotamento depende das dimensões geométricas e da altura da lâmina d'água na entrada.
Desenvolvimento
Para bocas de lobo instaladas em pontos intermediários (não em baixios/sags), o escoamento segue predominantemente o regime de vertedor (weir flow).
Fórmula Aplicada
A vazão é calculada pela fórmula do vertedor retangular:
Q = C_d \times L \times h^{3/2}
Onde:
- Q = Vazão de esgotamento (m³/s)
- Cd = Coeficiente de descarga (tipicamente 1,65 para sarjetas)
- L = Comprimento da boca de lobo (m)
- h = Altura da água (m)
Dados do Problema
| Parâmetro | Valor | Conversão |
|---|
| Largura | 30 cm | 0,30 m |
| Comprimento (L) | 90 cm | 0,90 m |
| Altura da água (h) | 13 cm | 0,13 m |
| Localização | Intermediária | Vertedor |
Cálculo Passo a Passo
- Converter unidades: Todas as medidas em metros
- Calcular h^(3/2): 0,13^{3/2} = 0,13 \times \sqrt{0,13} = 0,0469
- Aplicar fórmula: Q = 1,65 \times 0,90 \times 0,0469
- Resultado: Q ≈ 0,0697 m^3/s
Análise
- Regime de escoamento: Vertedor (a altura 13 cm é menor que a largura da sarjeta)
- Coeficiente Cd: Varia entre 1,6 e 1,84; usamos 1,65 como padrão brasileiro
- Ponto intermediário: Reduz a eficiência comparado a um ponto baixo onde toda a água convergiria
- Fator limitante: Apenas parte da água da sarjeta entra na boca de lobo devido ao fluxo longitudinal
Conversão para litros por segundo:
0,0697 m^3/s \times 1000 = 69,7 L/s ≈ 70 L/s
Conclusão
A capacidade de esgotamento estimada para esta boca de lobo é aproximadamente 70 L/s (ou 0,07 m³/s).
Observação importante: Como não foram fornecidas alternativas de múltipla escolha na questão, esta resposta apresenta o cálculo completo. Em provas reais, compare este resultado com as opções disponíveis. Valores típicos em gabaritos costumam variar entre 65-75 L/s dependendo do coeficiente utilizado.