Utilização de defletores em fenda e pilares alargados para redução da erosão provocada por vertedouros com salto de esqui

Abstract

Resumo: Há quatro décadas, os engenheiros chineses têm desenvolvido estruturas especiais com o intuito de reduzir os efeitos erosivos provocados no leito do rio por jatos efluentes de vertedouros de alta queda. São estruturas chamadas de defletores em fenda e pilares alargados. Elas constituem-se basicamente de deflexões dos muros ou pilares que delimitam os vãos de um vertedouro de forma a promover uma contração na calha. O efeito produzido por estas estruturas são jatos esbeltos com grande dispersão longitudinal. Mas, fora da China, pouco se sabe a respeito do real desempenho dessas estruturas. No presente estudo, além da pesquisa bibliográfica, a qual incluiu casos de vertedouros em operação, foram realizados ensaios no modelo reduzido da Usina Hidrelétrica Mauá, em construção no Brasil, a fim de avaliar as características principais do comportamento hidráulico dessas estruturas e sua eficiência na redução de efeitos erosivos. A análise dos resultados permitiu concluir que a utilização de pilares alargados com razão de contração próxima de 50% poderia ser adotada em um vertedouro com características semelhantes aquele utilizado nos ensaios, que necessitasse de mitigação dos efeitos erosivos.

Abstract: For about four decades, Chinese engineers have developed special structures aiming for reducing erosive effects caused in the river bed by jets released from high fall spillways. These structures are slit buckets and flaring piers. Basically, they are deflections of walls and piers that delimitate the chutes of spillways. The effects produced by these structures are slender jets with large longitudinal dispersion. But, outside China, there is a lack of knowledge about the real behavior of these structures. In the present work, beside the research on the bibliography, it was carried out an experimental program in the physical model of Mauá Hydroelectric Power Plant, which is under construction in Brazil, aiming to evaluate the characteristics of the hydraulic behavior of these structures and its efficiency in reducing erosive effects. The analyses of the results enable to conclude that the utilization of flaring piers with ratio of contraction near to 50% could be adopted in spillway with similar features that needed to reduce the erosive effects.