Os Fenômenos hidráulicos são eventos físicos que envolvem o movimento ou armazenamento de fluidos (líquidos e gases), como os que ocorrem em rios, canais e sistemas de tubulações. Exemplos comuns incluem a cavitação (formação e colapso de bolhas de vapor devido à baixa pressão, causando danos) e o golpe de aríete (ondas de sobre pressão causadas por fechamento súbito de válvulas, que podem danificar a tubulação). O estudo e a compreensão desses fenômenos são cruciais para a eficiência e segurança de sistemas de tratamento de água e geração de energia. Com relação a Fenômenos Hidráulicos podemos afirmar que:

I – Um recipiente formado por diversos ramos que se comunicam entre si constitui um sistema de vasos comunicantes;

II - Vasos comunicantes é um termo utilizado para designar a ligação de dois recipientes através de um duto aberto. Um exemplo de vasos comunicantes é o tubo em U empregado para medir pressões em manômetros.

III – O Golpe de Ariete nas instalações hidráulicas ocorre quando a água, ao descer com velocidade elevada pela tubulação, é bruscamente interrompida, ficando os equipamentos das instalações sujeitas a golpes de grande intensidade o que leva a uma redução de pressão;

IV – A perda de carga é uma perda de pressão, causada pelo atrito entre o fluxo do líquido e as paredes da tubulação, ou pela mudança de direção ou estrangulamento causado pelas conexões ou registros.

V- O termo velocidade normalmente refere-se à velocidade média de escoamento através de uma seção. Ela pode ser determinada dividindo-se área da seção considerada pela vazão;

VI - Pressão estática é a pressão medida quando a água está parada, sem movimentar nas tubulações. Pressão nominal é a pressão responsável pela escolha do material e a determinação da espessura do material, enquanto que a pressão de ensaio, é a pressão sob a qual o fabricante aplica os ensaios, sempre é maior do que a pressão nominal e a permitida.

Marque a alternativa que corresponde aos itens verdadeiros:

As adutoras são essenciais para o abastecimento eficiente, pois conduzem grandes volumes de água, minimizam perdas e podem funcionar por gravidade ou por recalque com sistemas de bombas. Diferentemente da rede de distribuição, as adutoras não possuem ligações diretas para o consumo doméstico. O diâmetro de um sistema de tubulação de uma adutora que transporta água em regime permanente para um sistema de distribuição de água varia de 400 mm, no ponto A,8 m acima de um referencial, para 200 mm, no ponto B,4 m acima do referencial. A velocidade no ponto A é de 4,0 m/s e uma pressão no ponto A de 100 kN/m2 . Desprezando as perdas de carga, determine a velocidade no ponto B e a sua respectiva pressão.

Dados: g = 10,0 m/s² ; ρH2O = 1000 kg/m³ ; уH2O = 10.000 N/m³ ; π = 3,14 (Unidades no SI).

Uma unidade de captação de água em represa é uma infraestrutura que coleta água para abastecimento público, sendo a captação uma etapa inicial do processo de fornecimento de água potável. O sistema geralmente envolve barragens, tubulações e bombas que direcionam a água até uma estação de tratamento, onde ela é purificada e devolvida à população. A represa armazena a água, garantindo o fornecimento contínuo, mas a qualidade da água captada depende da preservação da bacia hidrográfica e do controle de poluentes. Determine qual será a carga de um vertedor retangular sem contrações laterais com 2,0 m de soleira e descarga de 36.760 L/s que foi instalado na unidade de captação de água do munícipio na qual você acabou de ser contratado para ser responsável técnico?

Dados: Q = 1,838 ∙ L ∙ H(³/²); 10³/² = 31,62; 10²/² = 4,64; (Unidades no SI).

Em reservatórios, represas e tanques de água, os medidores de vazão (ou fluxímetros) são dispositivos cruciais para a segurança e o controle das estruturas, monitorando a percolação de água nas fundações e no maciço de terra ou concreto. Eles medem o fluxo de água, fornecendo dados essenciais para a gestão eficiente dos recursos hídricos e para a prevenção de riscos, como o desenvolvimento de fissuras e erosão interna, que podem surgir devido a vazões excessivas. Complementares aos piezômetros, os medidores de vazão permitem a coleta de fluxos totais e localizados, sendo um instrumento fundamental para garantir a integridade e a vida útil do reservatório. Determine a descarga de um curso d’água de 20 m de largura onde se instalou um vertedor retangular com duas contrações com soleira de 2,5 m e com altura de água acima da soleira de 1,0 m.

Dados: Q = 1,838 ∙ L' ∙ H(³/²) ; L' = L – 0,2 ∙ H). (Unidades no SI)

O tratamento da água é um conjunto de procedimentos físicos e químicos que tornam a água de fontes naturais segura e adequada para o consumo humano, removendo impurezas, microrganismos patogênicos e substâncias químicas nocivas, de modo a evitar doenças e garantir que a água seja potável, segura, e livre de cores, sabores ou odores indesejados. Em uma destas etapas do tratamento deve-se adicionar e misturar alguns produtos químicos para a garantia do mesmo. Em algumas unidades de tratamento estes materiais já são adicionados nos canais de saída/descarga de orifícios para aproveitar a turbulência que já existe e realizar a mistura destes produtos. Calcule qual a velocidade do jato e qual a descarga de um orifício padrão (Cv = 0,98 e Cd = 0,61), com 20 cm de diâmetro, situado na parede vertical de um reservatório de tratamento de água, com o centro 2m abaixo da superfície da água?
Dados: g = 10m/s2 ; π = 3,14; Q = A.Cd.√ 2.g.H v = Cv.√2.g.H; √ 40 = 6,32. (Unidades no SI)