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10 - SAZONALIDADE

 

As chuvas são fenômenos sazonais. Mas, o que significa ser sazonal?

SAZONALIDADE - a qualidade do que é sanonal.

SAZONAL - característica de um evento que ocorre em determinada époda do ano.

Quando analisados o tamanho das chuvas ao longo dos meses do ano, notamos que há uma tendência cíclica que se repete, mais ou menos, ano após ano. Há meses em que chove mais e há meses em que chove menos. No Brasil, na parte debaixo da Linha do Equador, os meses que chove mais estão no verão entre os meses de novembro e março, tem até uma música que diz "são as águas de Março fechando o Verão".

Além dessa variação que ocorre ao longos dos meses do ano, há outras variações que ocorre de ano a ano e temos anos que chove mais e há anos em que chove menos. Acompanhe pelo gráfico seguinte:

 

Posto Agua Funda

Analisando o gráfico acima, notamos que há anos, como o ano de 1957 em linha verde, em que choveu mais e há também anos, como o ano de 1959 em linha marrom, em que choveu menos. Em geral, no ano que chove mais, todos os meses apresentam valores de precipitação elevados e, ao contrário, no ano que chove menos, todos os meses apresentam valores baixos.

Deste fato surge o conceito de Período de Recorrência, também conhecido como Período de Retorno. É o intervalo de tempo (anos) de ocorrência de um determinado evento. Pode ser expressado pela fórmula:

R = 100 X [1-(1-1/T)n]
onde:
T = Tempo de Recorrência em anos;
n = Vida Útil da Obra;
R = Risco Permissível.

NATUREZA DA OBRA Período de Recorrência
(anos)
Vertedouro de Obras sensíveis às chuvas como Barragem de Terra ou de Enrocamento 10.000
Vertedouro de Obras insensíveis às chuvas como Barragem de Concreto 1.000
Drenagem Urbana 100
Canalização de Rios em Zonas Rurais 20
Reservatório de Detenção (piscinão) 5


A Pluviologia é a ciência que faz parte da Hidrologia e estuda as precipitações atmosféricas e estuda, além da chuva, a neve e a ocorrência de geadas e granizo.

A Engenharia Civil, ao projetar uma obra, pode permitir que tal obra fique ou seja submersa pela enxurrada provocada pela chuva em algumas ocorrências dentro do Período de Recorrência. Um estábulo ou um chiqueiro é desejável que uma chuva forte invada o local lavando e carregando os detritos e sujeiras. Obviamente, a engenharia vai projetar umas aberturas para que esta "lavagem" ocorra sem causar danos aos animais.

Ao contrário, há obras em que não é aceitável que ocorra enchentes. Uma grande barragem que barra o escoamento natural de um rio para formar um reservatório, uma represa, de água, por exemplo, precisa estabelecer com cuidados especiais o Período de Recorrência e dotar a Barragem de dispositivos estruturais adequados para dar vazão à água quando o reservatório estiver cheio.

Uma chuva forte na situação do reservatório cheio irá produzir o transbordamento (passar por cima da borda da barragem) e a barragem não irá suportar a erosão provocada pelas águas passando por cima dela abrindo uma vala que aumenta de tamanho e podendo causar danos à população abaixo.

A fim de evitar o transbordamento, existe um dispositivo denominado VERTEDOR (obra por onde verte a água) construído com concreto armado resistente à erosão que dá vazão à água que não cabe mais no reservatório, um "ladrão".

Não é qualquer engenheiro que tem competência para dimensionar (determinar as dimensões) um Vertedor. As dificuldades são duas:

1- Determinar a Chuva do Projeto;

2- Determinar a quantidade e as dimensões de cada vertedouro (local em que verte a água).

Para a determinação da Chuva de Projeto é necessário realizar uma série de cálculos de extrapolação buscando determinar a Precipitação de Projeto, ou seja, a Intensidade, a Duração e a Frequência. Mais detalhes em . Ocorre que, dependendo de diversos fatores a forma com que ocorre a chuva (Intensa ou Branda no começo, intensa em todo o período, etc.) o tratamento que iremos dispensar para verter essa água vai variar. Veja mais detalhes em .

Depois é necessário estabelecer  Grau de Risco, isto é, olhar as consequencias e fixar a Intensidade Máxima suportável e o Período de Retorno. Quanto maior a Intensidade maior será o Vertedor e, portanto, maior custo para construí-lo. Detalhes em .

Por fim, a difícil escolha do Método de Cálculo, ou seja, em qual "bola e cristal" vamos confiar, isto é, qual delas nos dá a chuva que realmente vai ocorrer. Detalhes em .

Um dos métodos mais confiáveis de previsão de deflúvios de um rio é o Métdodo denominado ESTOCÁSTICO que levando em consideração um conjunto grande de parâmetros permite um estudo preciso e bastante próximo do compartamento real de um rio. Veja mais detalhes em .

Bem, concluída a etapa de estudo das vazões e conseguindo chegar a um valor da Vazão de Projeto, teremos que enfrentar um outro desafio que é projetar a obra que vai permitir o escoamento desta vazão.

Existe vários tipos de estruturas capaz de fazer isso, eis algumas:

O Vertedor mais comum é o Vertedor de Superfície dotado de Comportas. A finalidade da comporta é regular a passgem da água e a quantidade de vertedouros é determinado em função da Vazão de Projeto, podendo ter uns poucos e muitos. Veja fotos:

Não é fácil fazer o projeto da superfície em que a água desliza pelo vertedouro pois a pressão e a velocidade produzem fenômenos como a cavitação que "corroi" a superfície. Fórmulas complicadas são empregadas de modo que o engenheiro que projeta precisa ser muito bom em cálculo, álgebra e geometria. Infelizmente muito poucos engenheiros conseguem fazer um bom estudo.

Concluído os cálculos de dimensionamento, ainda assim, não se deve confiar cegamente nos números resultantes das diversas simulações realizadas. É bom alvitre realizar um estudo do comportamento da estrutura e seus componentes em um Modelo Reduzido:

Como vêem, estudar a sazonalidade das vazões de um rio é atividade complexa e não é qualquer engenheiro que tem experiência suficiente para participar.

 

 

 

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\ET5\chuvas\sazonalidade.htm em 19/01/2013, atualizado em 17/01/2021.