DISSIPADORES DE ENERGIA
Destinam-se a dissipar a energia do fluxo, reduzindo sua velocidade quer no escoamento através do dispositivo de drenagem, quer no deságüe para o terreno natural, para evitar a erosão.
Classificam-se em dissipadores contínuos e dissipadores localizados ( bacias de amortecimento ).
Os dissipadores contínuos já foram mencionados anteriormente, no estudo das sarjetas de aterro.
Bacias de amortecimento ou dissipadores localizados:
De modo geral são instaladas :
No pé das descidas d'água nos aterros ;
Na boca de jusante dos bueiros ;
Na saída das sarjetas de corte, nos pontos de passagem de corte-aterro.
Seu projeto deve seguir os projetos-tipo do DNER, e na construção, devem ser seguidas as Especificações de Serviço DEP-ES-D 05-88.
Dimensionamento:
Será função da velocidade de escoamento d'água a montante e da altura do fluxo afluente. O ressalto hidráulico na bacia de amortecimento é função do número de Froude (F1). Este número permite o dimensionamento do dispositivo. Quando menor que 1,7, não há necessidade de precauções, pois haverá apenas turbulência na superfície da água. Para o número de Froude entre 1,7 e 2,5, o efeito amortecedor pode ser feito por uma bacia horizontal lisa de concreto entre 4,5 e 9,0m, segundo o BPR. Para número de Froude acima destes, e até 17, devem ser usadas bacias com guarnições, cunhas e dentes, que são deflectores para produzir efeito estabilizador no ressalto.
F1 = V1 . ( g . Y1 ) -1/2
onde :
F1 = número de Froude ;
V1 = velocidade do fluxo afluente à bacia , em m/s ;
g = aceleração da gravidade (9,81 m / s2 ) ;
Y1 = altura do fluxo afluente à bacia, em m .
Para determinar a altura do fluxo (tirante) na saída da bacia de amortecimento, após o fenômeno do ressalto, utilizamos a expressão
Y2 = Y1 ( 0,5 . [ 1 + 8 F12 ] 1/2 - 1 ) se 1,7<F1<5,5 * ver observação
A altura (H) da parede da bacia de amortecimento pode ser definida por
H = Y’2 + Z
onde Y’2 = Y2 ( 1,10 - F1 / 120 ) e Z = Y’2 / 3
Observação:
Se 5,5<F1<11 , Y’2 =0,85 Y2
Se 11<F1<17, Y’2 = Y2 (100 - F1 2 / 800)
Sendo L o comprimento do ressalto hidráulico e C a altura da soleira, podemos considerar ainda, para F1 < 17:
L =11,842 Y2 / F1
C = 0,07 Y2
Recomenda-se usar "rip-rap" na saída das bacias de amortecimento, saída de bueiros e de outros dispositivos cuja velocidade da água não comprometa seriamente o terreno natural, estendendo o rip-rap até 50 vezes a largura da bacia ou do dispositivo de montante, ou o diâmetro do bueiro, em m. Caso contrário, justifica-se o projeto completa de uma bacia de amortecimento.
O diâmetro esférico equivalente das pedras a utilizar no rip-rap pode ser determinado pelo gráfico da seguinte, corrigido pela expressão
Kw = 1,64 k / ( w -1 ),
se o peso específico das pedras for diferente de 2,64 g / cm3, valor para o qual o gráfico foi feito.
onde
Kw = diâmetro da pedra a ser usada, em cm ;
k = diâmetro da pedra , obtido no gráfico, em cm ;
w = peso específico da pedra de diâmetro Kw, em g / cm 3 .
