PRESSÃO

Definimos Pressão, como o resultado  da aplicação de uma força a que um objeto está sujeito dividida pela área da superfície sobre a qual a força age, ou seja:

Pressão = Força  / Area

E Força? O que é?

Definimos força, como a causa de qualquer modificação no estado de um corpo, podendo causar sua deformação ou alteração do estado de movimento, tirando o corpo do repouso ou do movimento retilíneo uniforme. A força também pode causar deformação e movimento de uma só vez.

Um tipo de força com a qual todos estão familiarizados é o peso. É a quantidade de força que a Terra exerce sobre você.

Há dois pontos interessantes sobre essa força:

Ela o puxa para baixo, ou, mais precisamente, em direção ao centro da Terra;

Ela é proporcional à sua massa. Se você tem mais massa, a Terra exerce uma força maior sobre você.

Quando você sobe em uma balança, você exerce força sobre ela. A força que você aplica comprime uma mola que move uma agulha. Quando você atira uma bola de vôlei, aplica uma força sobre ela, que a faz acelerar. Um motor de aeroplano cria uma força que empurra o avião pelo ar.

Força provoca aceleração. Se você aplicar força em um carrinho de brinquedo (empurrando-o com a mão), ele se movimentará, quanto maior a força que você aplicar a um objeto, maior o grau de aceleração e quanto mais massa tiver o objeto, menor o grau de aceleração. A Segunda Lei de Newton é normalmente resumida em uma equação:

 a = F/m, ou F = ma (Força = Massa x Aceleração)

Para homenagear o feito de Newton, a unidade padrão de força no sistema SI (Sistema Internacional), recebeu o nome de Newton.

Um Newton (N) de força é suficiente para acelerar 1 quilograma (kg) de massa na taxa de 1 metro por segundo ao quadrado (m/s²).

De fato, é assim que força e massa são definidas. Um quilograma é a quantidade de massa que 1 N de força acelera a uma taxa de 1 m/s2.

 A Terra exerce uma força para acelerar objetos que caem à taxa de 9,8 m/s²,. Nas equações, esta taxa é referida como g. Se você soltar algo da beira de um penhasco, em cada segundo de queda o objeto vai ser acelerado em 9,8 m/s. Assim, se cair durante cinco segundos, vai atingir a velocidade de 49 m/s. É um grau de aceleração bastante rápido.

Se um carro acelerar dessa forma, atingirá cerca de 100 km/h em menos de três segundos.

Peso

O peso é a força gravitacional sofrida por um corpo na vizinhança de um planeta ou de outro corpo celeste de massa significativa. Enquanto força, o peso é uma grandeza vetorial. Portanto, apresenta intensidade, direção e sentido.

Para corpos próximos da Terra, a direção é a linha que passa pelo objeto e pelo centro da Terra. O sentido é aquele que aponta para o centro da Terra.

Matematicamente, ele pode ser descrito como o produto entre massa e a aceleração da gravidade local:

 

Unidades

A força (o peso) é medida comumente em quilograma-força (kgf),

Pronto, estamos Nivelados, agora vamos atentar para alguns itens do nosso cotidiano.

1 – FUNDAÇÃO DE EDIFICIOS

 

Os pilares de edifícios são terminados por uma fundação denominada “Sapata”, a função como vimos é distribuir em uma maior área o peso concentrado no pilar, assim a reação do terreno, é reduzida, o que garante que o solo possa manter o edifício estável. Assim uma carga de 10 Toneladas, ou 10.000 Kg, quando aplicada no solo pelo pilar de 30x30 (900 cm²), irá exigir um solo com uma resistência de: 10.000 Kg/900 cm² = 11 Kg/cm²; Para minimizar este valor utiliza-se uma sapata convenientemente dimensionada. Assim com uma área de sapata por exemplo de 1,44 m² (1,20 x 1,20), teremos necessidade de reação do solo de apenas: 10.000 Kg / 14400 cm² = 0,69 Kg/cm²

 2 – RESERVATÓRIOS APOIADOS

Um reservatório circular de 100 m³ (100.000 l) com diâmetro de 6,70 m, e altura de 3,30 m, possui um peso próprio de 6,5 Ton. (6.500 Kg), quando construído em chapa metálica. Ao acrescentarmos um volume de 100.000 l de água estamos com uma unidade de 106.500 Kg, distribuídos em uma área de 35,25 m², portanto o solo deverá reagir com uma resistência superior a: 106.500 Kg/352.500 cm² = 0,30 Kg/cm² ou seja baixa resistência para os solos mais comuns em Mato Grosso.

 A técnica construtiva recomendada é a de retirada do material superficial, compactação com rachão, e cascalho, regularização com concreto magro, e assentamento.

Quando em alguns projetos agrega-se uma estrutura de concreto como base, acrescenta-se ao peso do conjunto, reservatório + água, uma carga decorrente desta peça, que irá exigir uma maior resistência do solo, assim esta peça estrutural é desnecessária em construção de reservatórios apoiados.

3 – COMPORTAS DE FUNDO DE BARRAGEM E DECANTADORES

Uma comporta projetada para ser instalada no fundo de um decantador e de barragens, está sujeita a uma força proporcional a profundidade de sua instalação. Assim em um montante de barragem com altura da lamina dágua de 20,00 m, uma comporta de secção quadrada igual a 1,0 m² (1,0 x 1,0), estará sob o efeito de uma pressão correspondente a:

Pressão = carga liquida sobre a comporta = 20 mca (metros de coluna d’água) = 2 Kg/cm²

Logo: Pressão = Força / Área.....A força que irá atuar empurrando a comporta contra a sua sede, é de:

Força = Pressão x superfície

Força = 2 Kg / cm² x 1,0 m²

Força = 2 Kg/cm² x 10.000 cm²

Força = 20.000 Kg =  20 Toneladas

 Portanto deve ser projetado um sistema de abertura e fechamento compatível com esta força......

 Esta é uma situação semelhante ao carro que cai em um lago:

A situação é simples:

 Um carro afunda no rio;

A altura da água sobre o carro é de 1,0 m (super raso)

A porta do carro tem uma area de 1,0 m²

 Qual a força que a vitima deve fazer para abrir o carro?

 Simples: A pressão exercida pela água sobre a porta é de 1,0 mca ou 0,1 Kg/cm².

 Força da Água comprimindo a porta sobre a sua sede = Pressão x superfície

Força = 0,1 Kg/cm² x 1,0 m²

Força = 0,1 Kg/cm² x 10.000 cm²

Força = 1.000 Kg = 1 Tonelada

 Ou seja, nenhum ser humano abre esta porta.

 4 – FORÇA DE ARRANQUE DE CURVAS, e CAPs, EM INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS

Em uma tubulação  de 400 mm, conduzindo água sob uma pressão de 100 mca (10Kg/cm²), exerce que força de expulsão de curvas e Caps?

Força da Água comprimindo a parede do Cap = Pressão x superfície

Um Cap de 400 mm possui uma área de: 1.600 cm²

Logo a força a que o bloco de ancoragem de opor é de:

Força = 100 Kg/cm² x 1.600 cm²

Força = 160.000 Kg = 160 Ton

 Não é qualquer bloquinho.......................

MEDIÇÃO DE VAZÃO DO RIO QUEBÓ 2

Parte 2 – MEDINDO A VAZÃO DO RIO QUEBÓ

Sábado, temperatura 41 graus, um dia perfeito para um lazer, e lá estava eu na estrada rumo ao Rio Quebó; na noite anterior já havia conferido minha tralha e achava que não faltava nada, tudo conforme o Eng. que veio de longe.

Iniciamos nossa tarefa balizando um trecho reto do rio, e por nossa sorte este trecho estava exatamente no porto de banho da comunidade local, assim aumentamos nossa mão de obra voluntária.

                                                                                                                 Porto com acesso para banhistas

                                                        Trecho Reto do Rio – Água cristalina – Temperatura Externa 41 Graus

                                                                                                Sinalizando a secção de montante e jusante

                                                                                                 Secção de Montante e de Jusante balizada

                                                                                                              Fazendo a batimetria das secções

Com o resultado da batimetria de cada secção desenhamos o perfil em AutoCAD, e com a função “area” calculamos graficamente a área de cada secção, resultando em:

Secção de Montante: 4,4213 m²

Secção de Jusante: 4,1170 m²

Secção média: 4,26915 m²

O segundo passo da nossa medição, seria determinar a velocidade do fluxo no trecho em questão, e para este fim preparamos um flutuador que era solto a montante e medido o tempo que levava para percorrer a distancia de 4,0 m, entre a secção 1 e a secção 2. Fizemos dez medições, obtendo uma média de tempo igual a 7,225 segundos.

                                                                                                                                   Detalhe do flutuador

                                                                                         Flutuador solto a montante, e no meio do canal

                                                Flutuador próximo a linha de jusante, onde define-se o tempo de percurso

                                                                     Detalhe do Flutuador entre as secções de montante e jusante

Da Física temos que no movimento uniforme a velocidade é igual a razão entre o espaço percorrido e o tempo gasto para percorrê-lo, assim:

V = E / T onde:

E = 4,0 metros

T = 7,225 segundos logo:

V = 4/7,225

V = 0,55 m/s

Da famosa equação da continuidade da hidráulica ou equação de conservação da massa temos que:

“A vazão em um conduto, canal é igual ao produto da área da secção pela velocidade do fluxo”

Q = A 1.v1 =A 2.v2

Formulinha Antiga

Logo a vazão do Rio Quebó é dada por:

Amédio = 4,26915 m²

Vmédio = 0,55 m/s

Vazão = 4,26915 m² x 0,55 m/s = 2,35 m³ /s

Ou x 1.000 .....Vazão = 2.350 litros /s

Ou 8.460.000 l/hora Hummmm...um grande caudal, em uma data de estiagem (Agosto 2.011)

Missão Cumprida, o calor continuava 41 graus......e agora chegava a hora de dar uma refrescada no corpo, aí caiu a ficha, minha maleta estava incompleta, faltou um apetrecho para o banho, o recurso do pelado, ou de cueca nem pensar, o local era inadequado......prometi que na próxima medição o primeiro apetrecho que entra na mala é a roupa de banho.

      Muito suado, depois de trabalhar ao lado de um rio de águas límpidas, agora só almoçando                         um              peixinho para aliviar. (A esq. Ver. Silvestre)

                                              Hora do rancho, sem banho, mas refrescando numa cervejinha bem gelada

PRODUTIVIDADE

PRODUTIVIDADE

“A Produtividade de um sistema organizacional é decorrente da eficiência e do rendimento da mão-de-obra direta envolvida na execução da tarefa.”

Na década de 70, iniciamos uma análise na produtividade da mão de obra envolvida, em algumas tarefas essenciais na Empresa de Saneamento, priorizando aquelas em que se concentravam o maior numero de operários. O primeiro grupo a ser avaliado foi os de OPERADORES DE RESERVATÓRIOS, sim isto mesmo que leram, e esta função existe até os dias de hoje, onde um grupo de profissionais se reveza para não deixar o reservatório extravasar, e ligar e desligar as bombas em horários programados; como se tratava de um “desperdício de mão de obra” iniciamos um trabalho de controle automatizado destas funções, que o tempo encarregou de deteriorar, e foi abandonado por falta de interesse e manutenção. Cuidar de Reservatórios é um trabalho entediante, e que leva a muito sono, além de que os profissionais envolvidos podem ser mais bem aproveitado e conseqüentemente melhor remunerado.

Outra função com grande numero de profissionais, é a de ENCANADORES, que operavam da seguinte forma: Um grupo que coubesse em um caminhão saia para o trabalho todos os dias a partir das 8:00h, e eram deixados em pontos distintos em função de cada tarefa, esses grupos eram constituídos em geral de um Encanador e um Servente, que eram recolhidos ao final da manhã, para almoçarem em sua base de trabalho. Neste método de trabalho o primeiro grupo que chegava, realizava o trabalho em alguns minutos, sentava na calçada e perdia-se precioso tempo de uma mão de obra importante para a Empresa, pois havia mais passeio com deslocamentos do que com efetivo serviço. A solução foi copiada da Sanepar, que foi a pioneira em criar equipes dimensionada para cada tipo de serviço, assim como viaturas apropriadas a estas atividades.

   Viatura com um encanador/motorista e um auxiliar, realizam 90% dos serviços de campo.

São inúmeras as situações em que a mão de obra, tem um aproveitamento improdutivo, e sem controle, gerando assim profissionais desmotivados, pois tanto faz a sua perseverança ou não, que o seu salário será sempre o mesmo; Instituímos então um bônus produtividade, durou enquanto os membros das áreas meio resolveram buscar o mesmo beneficio; afinal o operador é público. Em uma Empresa de saneamento o esforço deve ser concentrado nas áreas “fins”, e devem ser apoiadas pelas áreas “meios”. Assim teremos uma empresa produtiva, e com reais benefícios ao publico usuário dos serviços.

Infelizmente o poder público é ineficiente quando o assunto é produtividade, agilidade, e interesse coletivo, dando margem a que em uma transição entre poderes, a iniciativa privada melhore acima de 30% em todos os aspectos o desempenho da empresa, apenas com medidas administrativas.

A gestão da empresa concedida, não é uma questão de quem faz melhor, e sim a de quem pode fazer melhor e sem restrições. Nestas condições são reduzidos os custos operacionais, melhorado os serviços, e conseqüentemente a arrecadação, o que permite ter uma Empresa com uma TIR, superior a da empresa pública, e praticar uma tarifa igual ou inferior a em vigor.

Baixa Produtividade tem como conseqüência retrabalho, e dinheiro no ralo

VAZÃO EM RIOS

VAZÃO DE RIOS

A medida de vazão em uma seção transversal de um Rio é efetuada, normalmente, com o auxílio de “molinete”, com o qual se obtém a medida da velocidade da corrente em pontos preestabelecidos.

Medidor de vazão mecânico

O molinete é um equipamento destinado a medir a velocidade da água em qualquer profundidade do curso d’água. Este equipamento assemelha-se a um cata-vento, cujas hélices giram com maior ou menor velocidade, dependendo da velocidade do vento. O molinete hidráulico faz o mesmo e suas hélices giram mais rapidamente conforme a velocidade do fluxo de água que passa pelas mesmas. Existem molinetes que são utilizados para ambientes com baixa velocidade de fluxo de vazão e outros para ambientes de alto fluxo de vazão, os resultados obtidos podem ser digitais ou analógicos.

                                                               

                                              Medidor de vazão acústico Doppler Portátil

Os molinetes podem ser montados em suportes ou serem suspensos por cabos. Para efetuar-se a tomada das medidas, coloca-se o molinete em uma determinada seção do curso d’água, variando as posições, não só ao longo da seção, mas também ao longo da profundidade. Antes da utilização do molinete, para a tomada de dados, o mesmo deve ser aferido em um laboratório de hidráulica, para que se tenha uma perfeita relação entre o número de voltas dadas pela hélice do molinete com a velocidade da água, em um intervalo de tempo considerado. Para isso o molinete deve ser aplicado em velocidades de correntes conhecidas, contando-se assim, o número de voltas que o mesmo dá em 60 segundos. Destes testes resultam tabelas ou gráficos que serão aplicados nas medições efetuadas em campo

A velocidade da corrente de um fluxo é, normalmente, maior na parte central de um rio do que em suas margens. Em função dessa variação da velocidade

da corrente em diferentes pontos da seção transversal, devem-se obter medidas em diversos pontos tanto na superfície da seção transversal como em diversos níveis.

 

Quando a medição da vazão não exigir elevada precisão pode-se utilizar o método do flutuador, aplicando-se a seguinte equação.

Vazão = (AxLxC)/T (m³/s)

Onde:

A= média da área do rio (distância entre as margens multiplicada pela profundidade do rio).

L= comprimento da área de medição

C= coeficiente ou fator de correção (0,8 para rios com fundo pedregoso ou 0,9 para rios com fundo barrento). O coeficiente permite a correção devido ao fato de a água se deslocar mais rápido na superfície do que na porção do fundo do rio.

T= tempo, em segundos, que o flutuador leva para deslocar-se no comprimento L.

Noticias - A vazão dos maiores rios do planeta caiu nos últimos 50 anos, com mudanças significativas afetando cerca de 30% dos principais cursos d'água.

Uma análise dos 925 maiores rios, de 1948 a 2004, mostra um declínio no fluxo total. Só a redução do volume de água despejado no Oceano Pacífico equivale ao desaparecimento do Rio Mississipi,.

A única região do mundo onde o fluxo de água aumentou foi o Ártico, onde o aquecimento do clima aumenta o derretimento de neve e gelo, dizem pesquisadores liderados por Aiguo Dai, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica.

 

Entre os rios que apresentam vazão declinante, vários servem a grandes populações. Entre eles, o Rio Amarelo, o Ganges, o Níger e o Colorado.

 

Houve considerável variação anual na vazão de muitos rios, mas a tendência geral foi de queda: a descarga de água doce anual no Oceano Pacífico caiu cerca de 6%, ou 526 quilômetros cúbicos. No Índico, a queda foi de 3%, ou 140 quilômetros cúbicos. Em contraste, a descarga anual no Oceano Ártico aumentou 10%, ou 460 quilômetros cúbicos.

Fonte: Site Tratamento de Água

Em mato Grosso o Rio Cuiabá, apresenta uma máxima entre 1.500 e 2.000 m³/s, tendo uma mínima superior a 100 m³/s devido ao controle do Manso.

O rio amazonas, na cidade de óbidus 700 Km da foz, apresenta uma vazão mínima de 85.500 m³/s, elevando-se na foz, para 205.000 m³/s no período de cheias. (A cidade de Óbidus está localizada na parte mais estreita e profunda do Rio Amazonas Óbidos, está localizado na chamada Garganta do Rio Amazonas, local onde o Rio se estreita (1.500m) e se aprofunda (93m).)

                                                       

O Rio madeira em sua foz apresenta uma vazão mínima de 8.500 m³/s, nele serão construidas as usinas de Jirau, e Santo Antonio.

                                                                  Medição da secção do Rio

BOOSTER

BOOSTER Parte 2

Inovações Tecnológicas

Com o advento do PAC – Programa de Aceleração do Crescimento, a Sanecap elaborou um Plano Diretor de Abastecimento de Água, com vista a universalizar o Abastecimento de Água, em Cuiabá na região de abrangência da ETA Tijucal. Todo plano teve o seu inicio de implementação, porém foi interrompido e aguarda decisões para a retomada das obras, que prevê:

· Um centro de reservação no Distrito Industrial, no Bairro Nova Esperança, e no Pedra 90
· Um centro de reservação no Carumbé
· Um centro de reservação no Santa Cruz
· Um centro de reservação no Altos da Serra
· Um centro de reservação no Belvedere

Estes centros de reservação irão resolver um crucial problema de Cuiabá que é a insuficiência de reservatórios. E em consonância com uma concepção moderna e econômica de abastecimento, as regiões adjacentes a estes reservatórios, por não possuírem cota favorável a distribuição por gravidade, deverão ser atendidas por Boosters instalados junto ao Reservatório Apoiado e deverão ser dotados das seguintes características:

1. Motorização inteligente com a utilização de inversores de freqüência, e CLP’s que irá disponibilizar um volume de abastecimento em consonância com a demanda.

2. Monitoramento da energia elétrica, da pressão na rede, do tempo de funcionamento e do nível do reservatório.

3. Monitoramento de segurança com alarme de invasão na área das instalações.

As informações são transmitidas via rádio ou rede celular, e são controladas em um centro de controle operacional instalado na sede da Sanecap.

Atualmente já se encontra em operação o monitoramento de alguns pontos, devendo a rede ser estendida a todos os novos Boosters a serem instalados nas obras do PAC. Assim será possível identificar em tempo real quando qualquer anomalia causar o desabastecimento de uma área da cidade, promovendo uma atuação rápida das equipes de manutenção, assim como em alguns pontos da rede estão previsto monitoramento da pressão em pontos estratégicos, que irão fiscalizar diuturnamente a condição de cada setor de abastecimento da cidade; é a tecnologia presente em uma área que sempre foi operada no achismo e no escuro.