Os vertedores são estruturas hidráulicas de suma importância no controle de escoamento e também para medição de vazões. Estas estruturas são amplamente utilizadas em aproveitamento múltiplos principalmente como controle de vazão. Neste trabalho é apresentado um histórico dos estudos elaborados para vertedores, demonstrando as principais características entre cada estudo.Também são apresentados os resultados obtidos através dos cálculos de linha d\'água é pressão utilizando as equações para superfícies de fundo curvo para um perfil segundo o equacionamento de Creager e o perfil Cossenoidal proposto por este trabalho. O escoamento realizado em um perfil Cossenoidal apresenta um comportamento muito semelhante ao escoamento realizado em um perfil do tipo Creager. Com a utilização do perfil Cossenoidal foi possível realizar a coincidência de raio de curvatura no trecho da crista onde o raio de curvatura do perfil Cossenoidal ajustado a um perfil do tipo Creager, apresentou o mesmo valor para o raio de curvatura para uma elipse proposta por Maynord modificado por este trabalho. Os resultados de linha d\'água e pressão foram bons e satisfatórios muito semelhantes aos valores já apresentados pelas soleiras convencionais (Creager e Maynord). / The spillways are hydraulic structures very important in the control flow and for measuring flow rates. These structures are widely used mainly for multiple use flow control. This work presents a history of the studies prepared for spillways, showing the main features of each study. It is intended to study a cosinusoidal profile through a mathematical model seeking to obtain satisfactory answers to the water lines and pressure for the studied profile. Showing the results obtained through the water level and pressure calculations, using the equations for curve surface for a Creager\'s profile and Cossenoidal\'s profile suggest in this work. The flow realized in a Cossenoidal\'s profile show a behavior similar at the flow realized in a Creager\'s profile. The utilization of the Cossenoidal\'s profile was possible to realize the coincidence of the curvature radius in the crest between Cossenoidal\'s profile and Maynord Modified ellipse, and this profile was adjusted with a Creager\'s profile and Maynord\'s ellipse. The results of water level and pressure showed goods and satisfactory, very similar with the values showed in other studies for a conventional weirs (Creager and Maynord).

Os vertedores são estruturas hidráulicas construídas para controlar o nível d’água do reservatório, permitindo a passagem das vazões escoadas com a máxima eficiência possível sem provocar problemas à estrutura. Para atingir este objetivo, as condições de aproximação do escoamento à estrutura e a forma geométrica do perfil vertente são muito importantes. O controle da soleira por comportas provoca uma mudança significativa nas condições de escoamento sobre o perfil vertente. O posicionamento e a forma da comporta tem forte influência no comportamento do coeficiente de vazão e nas pressões sobre a soleira. A formação de vórtice é um fenômeno indesejável que pode ocorrer quando a operação da comporta é parcial, prejudicando a capacidade de vazão e provocando vibrações na estrutura. Este trabalho apresenta uma abordagem teórica sobre o assunto vertedor de superfície e escoamento sob comportas, apresentando resultados de diferentes estudos para melhor compreensão do funcionamento do vertedor. / Spillways are hydraulic structures constructed to control the water level of the reservoir, allowing the overflows with the maximum possible efficiency without provoking problems to the structure. The approach flow pattern to the structure and the geometric form of the spillway profile are basic importance. The control of the spillway by the floodgates modifies the draining conditions. The positioning and the form of the gate have strong influence in the behavior of the discharge coefficient and the pressures on the surface profile. A vortex formation is an undesirable phenomenon that it can occur when the operation of the floodgate is partial, reducing the discharge coefficient and produce vibrations in structure. This work presents a theoretical approach about flow over spillway and under of the partial opening of the floodgate, presenting results of different studies for better understanding the function of the spillway.

Orientador: Ana Inés Borri Genovez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LucianaVasquesCorreiada_M.pdf: 4691353 bytes, checksum: 05ef8f206bb1957c550c8b6cee57b065 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A preocupação com o aprimoramento das técnicas de segurança de barragens tem sido cada vez mais discutida, devido ao aumento de incidentes ocorridos com estas estruturas situadas em locais densamente habitados. O objetivo deste trabalho é determinar a viabilidade técnica de uso do vertedor de emergência de vegetação em pequenas barragens de material solto. Para atingir este objetivo o dimensionamento foi realizado através do equacionamento básico e usando um modelo numérico, para dois tipos diferentes de cobertura vegetal. O uso de grama Bermuda com maior uniformidade, resultou numa menor descontinuidade na superfície de contato com o escoamento e menor probabilidade de erosão no canal. Este fato combinado com as dimensões resultantes para o canal permitem sugerir o uso deste tipo de cobertura vegetal. Os resultados indicaram que o vertedor de emergência de vegetação mostrou-se viável e uma alternativa eficiente para aumentar a segurança de barragens de material solto, apresentando construção simples e baixo custo, além de causar baixo impacto ao ambiente, sendo esteticamente melhor e adaptando-se às condições naturais da região de implantação da obra. A manutenção e diretrizes de inspeção devem proporcionar o bom funcionamento do vertedor de vegetação / Abstract: The concern about an enhancement of safety techniques for dams has been discussed more and more, due to an increase of the number of incidents that happened with structures located in places densely inhabited. The objective of this work is to establish the technical viability of using a vegetated emergency spillway in small embankment dams. To achieve such objective the design was done using a basic set of equations and a numerical model, for two different kinds of vegetation. The use of Cynodon dactylon grass with a bigger uniformity, resulted in a smaller discontinuity of the surface in touch with the flow and a smaller probability of having an erosion of the channel. Such factors, and the channel resulting dimensions, allow us to suggest the use of such vegetation cover. The results showed the viability of the emergency spillway with vegetation and also an efficient alternative to increase the safety of embankment dams, with inexpensive and easy construction, besides of causing a low environmental impact, also being esthetically best and adapting to the surrounding natural conditions. The maintenance and directions of inspection must provide a good operation of the vegetated spillway / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Antonio Cezar Leal / Banca: Marilia Coelho / Banca: Encarnita Salas Martin / Banca: Flavia Akemi Ikuta / Banca: Maria Zanin / Resumo: Nos últimos anos os problemas de ordem ambiental têm ganhado destaque na mídia e nas preocupações da população. Surgiram discussões que fundamentam o repensar do uso dos recursos naturais, da crescente produção de bens não duráveis que impulsiona o consumo exacerbado e, com isso, a geração de resíduos que, em grande parte, são descartados sem tratamento adequado, mas que representam alternativas de trabalho e renda para muitos catadores de materiais recicláveis. Nesse contexto, nesta pesquisa investiga-se a situação dos programas municipais de coleta seletiva e de organização de catadores em seis municípios com população acima de 50 mil habitantes - Assis, Avaré, Itapeva, Itapetininga, Ourinhos e Presidente Prudente - localizados na vertente paulista do Rio Paranapanema .Tem como objetivos diagnosticar a situação dos resíduos sólidos urbanos nos municípios pesquisados, identificar as formas de organização de catadores de materiais recicláveis, analisar quais suas dificuldades, resultados positivos e propostas para sua melhoria e autogestão; apresentar propostas para a melhoria dos sistemas municipais de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, notadamente no que se refere à organização de catadores de materiais recicláveis e implantação de coleta seletiva nos municípios que ainda não possuam tal atividade e apontar modelo mais eficaz de gestão de resíduos que apresenta dentro de sua organização resultados positivos aos trabalhadores catadores e à população.No tocante aos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In recent years, the environmental problems have gained prominence in the media and public concerns. Discussions have arisen that substantiate the rethinking of the use of natural resources, of the increasing production of non-durable goods which drives the excessive consumption and, thereby, the generation of waste which are largely discarded without proper treatment, but that represent alternatives of employment and income for many collectors of recyclable materials. In this context, this study investigates the situation of municipal programs of selective collection and organization of collectors in six cities with population over 50,000 inhabitants - Assis, Avare, Itapeva, Itapetininga, Ourinhos and Presidente Prudente - located on the side of São Paulo State Side of Paranapanema River. It has as objectives to diagnose the situation of solid waste in the municipalities surveyed, to identify the ways of organization of collectors of recyclable materials, to analyze which their difficulties are, positive results and proposals for its improvement and self-management; to make proposals for the improvement of municipal systems of solid waste management, especially with regard to the organization of collectors of recyclable materials and implementation of selective collection in municipalities that do not yet have such activity and to point out more efficient model of management of waste that present within their organization... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do estado da arte de aspectos hidráulicos relacionados aos vertedores em degraus submetidos aos diferentes regimes de escoamento. Em uma segunda parte, é sugerida uma metodologia adimensional e simplificada para o pré-dimensionamento do comprimento de bacias de dissipação por ressalto hidráulico, além de uma abordagem conceitual voltada ao escoamento sobre um degrau. Entre os tópicos tratados na avaliação do estado da arte, pode-se citar, por exemplo, a dissipação de energia promovida pelos degraus, o risco de cavitação, a aeração do escoamento, o uso de aeradores de fundo e geometrias não convencionais. Quanto à metodologia desenvolvida, fundamentada na segunda lei do movimento de Newton associada à equação de Darcy-Weisbach, apresenta-se algumas comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, além de exemplos de aplicação. Foi possível concluir, com a avaliação do estado da arte, que há um interesse crescente pelo conhecimento das características hidráulicas de vertedores em degraus. Através da metodologia desenvolvida, graças às comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, foi possível concluir que não há um consenso absoluto sobre a magnitude do fator de resistência de Darcy-Weisbach. Com os exemplos de aplicação apresentados, notou-se que para um mesmo problema, o uso de diferentes métodos pode conduzir a projetos significativamente diferentes. / This work presents a state-of-the-art evaluation of aspects related hydraulic to stepped spillways submitted to the different flow regimes. In a second part, it is suggested a dimensionless and simplified methodology for preliminary design of the stilling basin length, besides a conceptual approach related to the free fall hydraulics. Among topics treaties in the state-of-the-art evaluation, it can cite, for example, the energy dissipation promoted by the steps, incipient cavitation, the air entrainment, the use of bottom aerator and unconventional geometries. Regarding the developed methodology, based in the Newton\'s law of motion associate to Darcy-Weisbach equation, it presents some comparisons with experimental data of different researchers, besides application examples. It was possible to conclude, with the state-of-the-art evaluation, that there is an increasing interest for hydraulics characteristic of stepped spillways knowledge. Through the developed methodology, after comparisons with experimental data of different researchers, was possible to conclude that there is not an absolute consensus about the Darcy-Weisbach friction factor magnitude. With the application examples, it noticed that for a same problem, the different methods use can lead for significantly different designs.

A soleira lateral desempenha um papel importante nos reservatórios de detenção/ retenção (off-line), atuando na captação das vazões afluentes e evitando possíveis enchentes, problema em destaque nos períodos chuvosos das principais capitais brasileiras. Um melhor entendimento do seu comportamento hidráulico possibilitará o desenvolvimento de estruturas laterais mais eficientes. O presente trabalho tem como objetivo criar um modelo da soleira lateral através da tecnologia CFD (Dinâmica dos Fluidos Computacional) e validá-lo através de experimentos em modelo reduzido do Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica da USP. A partir disso, explorar as características hidráulicas do modelo de CFD, como o comportamento dos níveis dágua e a distribuição de velocidades. No estudo da validação estudaram-se três tipos de refinamento de malhas e três modelos de turbulência (k-, k- (RNG) e SST k-). O modelo computacional validado é composto pela malha 3, com um refinamento cerca de 342000 elementos (hexaédricos predominante), e o modelo de turbulência k- (RNG), que apresentaram a maior precisão dos resultados. A análise da distribuição de velocidades possibilitou visualizar uma região de mínima velocidade abaixo da soleira lateral, e também quantificar uma região de baixas velocidades no início da soleira, onde é pequena a eficiência das vazões escoadas. Através do comportamento da superfície dágua foi possível visualizar a região de influência do dispositivo lateral no canal principal. A comparação do coeficiente de descarga do modelo de CFD com trabalhos de outros pesquisadores, um nacional e outro internacional, mostrou a representatividade do modelo criado para condições diferentes. A ferramenta CFD é promissora para o estudo de estruturas hidráulicas, contribuindo para o seu desenvolvimento e aperfeiçoamento. / The side weir plays an important role in the detention / retention tanks (off-line), operating in the uptake of water inflow and preventing possible flooding, which is a highlighted problem on rainy periods of the main Brazilian capitals. A better understanding of the hydraulic behavior allows the development of more efficient lateral structures. This work aims at creating a model of the side weir through CFD technology (Computational Fluid Dynamics) and validating it through experiments on a reduced model of the Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica da USP. Thereafter, explore the hydraulic characteristics of the CFD model, like the behavior of water levels and the velocity distribution. In the validation study, three types of mesh refinement and three turbulence models were studied (k-, k- (RNG) and SST k-). The computational model is validated by the composite mesh 3 with a refinement about 342,000 elements (hexahedral predominant), and the turbulence model k- (RNG), which had the highest precision of results. Analysis of the velocities distribution allowed us to visualize a region of minimum velocity below the side weir, and also to quantify a region of low velocities at the beginning of the weir, where the efficiency of overflows is small. Through water surface behavior it was possible to visualize the influence region of the side device in the main channel. A comparison of discharge coefficient of the CFD model between other works (one national and the other one international) showed the representativeness of the model created for different conditions. The CFD is a promising tool for the study of hydraulic structures, contributing to its development and improvement.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-18Bitstream added on 2014-06-13T20:25:18Z : No. of bitstreams: 1 cantoia_sf_dr_prud.pdf: 4677532 bytes, checksum: da24cac17db1ce893539156279836ced (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos últimos anos os problemas de ordem ambiental têm ganhado destaque na mídia e nas preocupações da população. Surgiram discussões que fundamentam o repensar do uso dos recursos naturais, da crescente produção de bens não duráveis que impulsiona o consumo exacerbado e, com isso, a geração de resíduos que, em grande parte, são descartados sem tratamento adequado, mas que representam alternativas de trabalho e renda para muitos catadores de materiais recicláveis. Nesse contexto, nesta pesquisa investiga-se a situação dos programas municipais de coleta seletiva e de organização de catadores em seis municípios com população acima de 50 mil habitantes - Assis, Avaré, Itapeva, Itapetininga, Ourinhos e Presidente Prudente - localizados na vertente paulista do Rio Paranapanema .Tem como objetivos diagnosticar a situação dos resíduos sólidos urbanos nos municípios pesquisados, identificar as formas de organização de catadores de materiais recicláveis, analisar quais suas dificuldades, resultados positivos e propostas para sua melhoria e autogestão; apresentar propostas para a melhoria dos sistemas municipais de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, notadamente no que se refere à organização de catadores de materiais recicláveis e implantação de coleta seletiva nos municípios que ainda não possuam tal atividade e apontar modelo mais eficaz de gestão de resíduos que apresenta dentro de sua organização resultados positivos aos trabalhadores catadores e à população.No tocante aos... / In recent years, the environmental problems have gained prominence in the media and public concerns. Discussions have arisen that substantiate the rethinking of the use of natural resources, of the increasing production of non-durable goods which drives the excessive consumption and, thereby, the generation of waste which are largely discarded without proper treatment, but that represent alternatives of employment and income for many collectors of recyclable materials. In this context, this study investigates the situation of municipal programs of selective collection and organization of collectors in six cities with population over 50,000 inhabitants – Assis, Avare, Itapeva, Itapetininga, Ourinhos and Presidente Prudente - located on the side of São Paulo State Side of Paranapanema River. It has as objectives to diagnose the situation of solid waste in the municipalities surveyed, to identify the ways of organization of collectors of recyclable materials, to analyze which their difficulties are, positive results and proposals for its improvement and self-management; to make proposals for the improvement of municipal systems of solid waste management, especially with regard to the organization of collectors of recyclable materials and implementation of selective collection in municipalities that do not yet have such activity and to point out more efficient model of management of waste that present within their organization... (Complete abstract click electronic access below)

A soleira lateral desempenha um papel importante nos reservatórios de detenção/ retenção (off-line), atuando na captação das vazões afluentes e evitando possíveis enchentes, problema em destaque nos períodos chuvosos das principais capitais brasileiras. Um melhor entendimento do seu comportamento hidráulico possibilitará o desenvolvimento de estruturas laterais mais eficientes. O presente trabalho tem como objetivo criar um modelo da soleira lateral através da tecnologia CFD (Dinâmica dos Fluidos Computacional) e validá-lo através de experimentos em modelo reduzido do Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica da USP. A partir disso, explorar as características hidráulicas do modelo de CFD, como o comportamento dos níveis dágua e a distribuição de velocidades. No estudo da validação estudaram-se três tipos de refinamento de malhas e três modelos de turbulência (k-, k- (RNG) e SST k-). O modelo computacional validado é composto pela malha 3, com um refinamento cerca de 342000 elementos (hexaédricos predominante), e o modelo de turbulência k- (RNG), que apresentaram a maior precisão dos resultados. A análise da distribuição de velocidades possibilitou visualizar uma região de mínima velocidade abaixo da soleira lateral, e também quantificar uma região de baixas velocidades no início da soleira, onde é pequena a eficiência das vazões escoadas. Através do comportamento da superfície dágua foi possível visualizar a região de influência do dispositivo lateral no canal principal. A comparação do coeficiente de descarga do modelo de CFD com trabalhos de outros pesquisadores, um nacional e outro internacional, mostrou a representatividade do modelo criado para condições diferentes. A ferramenta CFD é promissora para o estudo de estruturas hidráulicas, contribuindo para o seu desenvolvimento e aperfeiçoamento. / The side weir plays an important role in the detention / retention tanks (off-line), operating in the uptake of water inflow and preventing possible flooding, which is a highlighted problem on rainy periods of the main Brazilian capitals. A better understanding of the hydraulic behavior allows the development of more efficient lateral structures. This work aims at creating a model of the side weir through CFD technology (Computational Fluid Dynamics) and validating it through experiments on a reduced model of the Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica da USP. Thereafter, explore the hydraulic characteristics of the CFD model, like the behavior of water levels and the velocity distribution. In the validation study, three types of mesh refinement and three turbulence models were studied (k-, k- (RNG) and SST k-). The computational model is validated by the composite mesh 3 with a refinement about 342,000 elements (hexahedral predominant), and the turbulence model k- (RNG), which had the highest precision of results. Analysis of the velocities distribution allowed us to visualize a region of minimum velocity below the side weir, and also to quantify a region of low velocities at the beginning of the weir, where the efficiency of overflows is small. Through water surface behavior it was possible to visualize the influence region of the side device in the main channel. A comparison of discharge coefficient of the CFD model between other works (one national and the other one international) showed the representativeness of the model created for different conditions. The CFD is a promising tool for the study of hydraulic structures, contributing to its development and improvement.

Orientador: Ana Ines Borri Genovez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LauraMariaCanno_D.pdf: 6902999 bytes, checksum: 3e1f02a65f335b50df38d55fa7ab47bd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Estruturas de queda com poços verticais podem ser utilizadas para drenagem urbana, dissipação de energia e como vertedores em barragens. No último caso, tem-se os vertedores com emboque tipo tulipa, formados por um perfil vertedor seguido de um poço vertical, que se liga a um túnel por meio de uma curva. A curva é um ponto crítico do dimensionamento do vertedor, pois, é onde o escoamento o deflete, causando elevadas pressões na sua parte convexa e subpressões na parte côncava. Este trabalho tem, como objetivo, o estudo experimental de um vertedor tipo tulipa, para definir uma melhor geometria para a curva de ligação poço-túnel. Um estudo experimental foi feito, empregando-se o modelo do vertedor de Paraitinga, em escala 1:51,02, utilizando novas geometrias para a curva, para avaliar as pressões e o arraste de ar. Pôde constatar-se a nfluência da geometria da curva, sendo que as novas curvas resultaram em um escoamento mais regular, acompanhando o traçado da curva, com pressões menores na parte convexa, além de uma maior vazão de afogamento do vertedor. Foram propostas equações para o cálculo da vazão de ar em função da concentração média do ar no escoamento. Através do estudo experimental comparativo entre as diferentes curvas se sugere o emprego da curva clotóide para ser usada na ligaçao poço-túnel / Abstract: Vertical dropshafts can be used in drainage systems, energy dissipator and as dam spillways. In this case, they are called morning glory, and consists of an inlet followed by a shaft which joins a tunnel through a bend. The bend is a critical point in spillway sizing, therefore the flow deflects in this region and causes high pressures in the convex part of the bend and negative pressures in the concavous part. This paper cares for the experimental study to define a better geometry for the shaft spillway vertical bend. An experimental study has been carried out, using the spillway model of Paraitinga dam, which scale was 1:51,02, using new bend geometries, to evaluate pressures flow and air entrainment. The influence of the bend geometry has been noticed, and the new curves resulted in a more regular flow, that followed the trace of the curve, with smaller pressures in the convex part, besides a higher flow to submerge the spillway. Equations have been proposed to calculate air entrainment flow as a function of the average concentration of air. Through the experimental study to compare the different curves, one suggest the use of use clotóide curve, as a bend shaft / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do estado da arte de aspectos hidráulicos relacionados aos vertedores em degraus submetidos aos diferentes regimes de escoamento. Em uma segunda parte, é sugerida uma metodologia adimensional e simplificada para o pré-dimensionamento do comprimento de bacias de dissipação por ressalto hidráulico, além de uma abordagem conceitual voltada ao escoamento sobre um degrau. Entre os tópicos tratados na avaliação do estado da arte, pode-se citar, por exemplo, a dissipação de energia promovida pelos degraus, o risco de cavitação, a aeração do escoamento, o uso de aeradores de fundo e geometrias não convencionais. Quanto à metodologia desenvolvida, fundamentada na segunda lei do movimento de Newton associada à equação de Darcy-Weisbach, apresenta-se algumas comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, além de exemplos de aplicação. Foi possível concluir, com a avaliação do estado da arte, que há um interesse crescente pelo conhecimento das características hidráulicas de vertedores em degraus. Através da metodologia desenvolvida, graças às comparações com dados experimentais de diferentes pesquisadores, foi possível concluir que não há um consenso absoluto sobre a magnitude do fator de resistência de Darcy-Weisbach. Com os exemplos de aplicação apresentados, notou-se que para um mesmo problema, o uso de diferentes métodos pode conduzir a projetos significativamente diferentes. / This work presents a state-of-the-art evaluation of aspects related hydraulic to stepped spillways submitted to the different flow regimes. In a second part, it is suggested a dimensionless and simplified methodology for preliminary design of the stilling basin length, besides a conceptual approach related to the free fall hydraulics. Among topics treaties in the state-of-the-art evaluation, it can cite, for example, the energy dissipation promoted by the steps, incipient cavitation, the air entrainment, the use of bottom aerator and unconventional geometries. Regarding the developed methodology, based in the Newton\'s law of motion associate to Darcy-Weisbach equation, it presents some comparisons with experimental data of different researchers, besides application examples. It was possible to conclude, with the state-of-the-art evaluation, that there is an increasing interest for hydraulics characteristic of stepped spillways knowledge. Through the developed methodology, after comparisons with experimental data of different researchers, was possible to conclude that there is not an absolute consensus about the Darcy-Weisbach friction factor magnitude. With the application examples, it noticed that for a same problem, the different methods use can lead for significantly different designs.