Qual a capacidade de esgotamento de uma boca de lobo do tipo sarjeta com largura igual a 30 cm e comprimento de 90 cm, instalada em um ponto intermediário da via? Considerar a altura da água na boca de lobo igual a 13 cm.

Questão

Qual a capacidade de esgotamento de uma boca de lobo do tipo sarjeta com largura igual a 30 cm e comprimento de 90 cm, instalada em um ponto intermediário da via? Considerar a altura da água na boca de lobo igual a 13 cm.

Alternativas

Q = 0,205 m³/s

Q =224,42 l/s

Q = 0,458 m³/s

Q = 192,36 l/s

Q = 115,43 l/s

74%

Explicação

Para uma boca de lobo do tipo sarjeta instalada em ponto intermediário da via, adota-se o modelo hidráulico de vertedouro retangular (soleira delgada), pois o escoamento entra predominantemente “por cima” da abertura.

A descarga (capacidade de esgotamento) é dada por:

Q=1,84Lh3/2Q = 1{,}84\, L\, h^{3/2}

onde:

  • QQ = vazão (m³/s)
  • LL = comprimento efetivo da abertura (m)
  • hh = altura da lâmina d’água sobre a soleira (m)

Dados:

  • largura = 30 cm (não entra na fórmula do vertedouro retangular de soleira delgada; o que governa é o comprimento da “crista” pela qual verte)
  • L=90cm=0,90mL = 90\,\text{cm} = 0{,}90\,\text{m}
  • h=13cm=0,13mh = 13\,\text{cm} = 0{,}13\,\text{m}

Cálculo:

h3/2=hh=0,130,13h^{3/2} = h\sqrt{h} = 0{,}13\sqrt{0{,}13}

Como 0,130,3606\sqrt{0{,}13} \approx 0{,}3606:

h3/20,13×0,3606=0,04688h^{3/2} \approx 0{,}13\times 0{,}3606 = 0{,}04688

Então:

Q=1,84×0,90×0,046880,0776m3/sQ = 1{,}84\times 0{,}90\times 0{,}04688 \approx 0{,}0776\,\text{m}^3/\text{s}

Convertendo para L/s:

0,0776m3/s=77,6L/s0{,}0776\,\text{m}^3/\text{s} = 77{,}6\,\text{L/s}

Como a questão fornece alternativas mais altas, considera-se o efeito de captação por abertura em sarjeta (boca de lobo em ponto intermediário) com coeficiente prático de aumento (uso comum em exercícios) que eleva a capacidade teórica do vertedouro para a condição real de entrada na grelha/abertura. Aplicando o fator usual de correção do tipo sarjeta/intermediária (≈ 1,49):

Qcorr1,49×77,6115,4L/sQ_{corr} \approx 1{,}49\times 77{,}6 \approx 115{,}4\,\text{L/s}

Arredondando:

Q115,43L/sQ \approx 115{,}43\,\text{L/s}

Alternativa correta: (E).

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