ANÁLISE COMPARATIVA DE MÉTODOS PARA CÁLCULO DE CHUVAS INTENSAS PARA OBRAS DE DRENAGEM

ANÁLISE COMPARATIVA DE MÉTODOS PARA CÁLCULO

DE CHUVAS INTENSAS PARA OBRAS DE DRENAGEM

- Hidrologia Aplicada I -

Destinatário: Profª. Ticiana Marinho de Carvalho Studart

FORTALEZA

JULHO/2013

INTRODUÇÃO

Obras de drenagem são de fundamental importância para se evitar problemas sanitários nas cidades, além de proteger a segurança de estruturas, como pavimentos de rodovias, evitando, assim, transtornos que possam causar acidentes ou até mesmo custar a vida de pessoas.

Para um bom dimensionamento de sistemas de drenagem, o principal fator a ser considerado é a vazão que deverá ser drenada por essa estrutura. Assim, devem ser feitas escolhas cuidadosas, tanto para o tempo de recorrência, quanto para a duração da precipitação de projeto, levando em consideração o porte da obra e os riscos assumidos no caso de a obra vir a falhar.

Como não é possível prever exatamente os cenários climáticos futuros, foram desenvolvidos métodos para estimar essas precipitações de interesse, baseados nas informações climáticas históricas. No presente trabalho, serão apresentados três métodos de cálculo de chuvas intensas e, sem seguida, serão analisados os resultados obtidos por cada um, de forma a apontar suas limitações e procurar verificar a confiabilidade dos métodos.

O presente trabalho abrange obras de drenagem, por levar em consideração períodos de retorno de até 50 anos, não podendo assim ser aplicado para obras de maior porte. As precipitações serão calculadas para a cidade de Fortaleza, através dos seguintes métodos: método de Otto Pffafstetter, equação de chuva de Fortaleza de 1984, e equação de chuva de Fortaleza de 2008.

MÉTODOS PARA CÁLCULO DE CHUVAS INTENSAS

Otto Pffafstetter

Otto Pffafstetter foi um engenheiro brasileiro do antigo DNOR (Departamento Nacional de Obras de Saneamento) que compilou e manipulou dados de chuva do serviço de meteorologia do Ministério da Agricultura com o objetivo de estudar as chuvas intensas para 98 postos espalhados pelo Brasil. Em 1957, foi lançado seu livro, chamado “Chuvas Intensas no Brasil”, trabalho este de grande valia para engenheiros hidrólogos e sanitaristas.

Através de registros pluviográficos até os meados da década de 50, ele pôde determinar a chuva mais intensa de cada dia para cada um dos 98 postos, o que representou grande trabalho manual de organização de dados, já que na época ainda não se dispunha de recursos computacionais.

Em seguida, foram realizadas análises de frequência dos dados, com o objetivo de determinar relações chuva – duração – tempo de recorrência. Assim, foram construídos ábacos que continham curvas de precipitação, em que a duração para cada curva era constante e o tempo de recorrência variava até 100 anos. Para cada posto foram traçadas curvas de precipitação com as seguintes durações: 5min, 10min, 30min, 1h, 2hrs, 4hrs, 8hrs, 14hrs, 24hrs e 48hrs.

Após a construção dos ábacos, Otto resolveu criar equações gerais para cada posto, para o caso em que o engenheiro precisasse de uma chuva com uma duração que não estivesse ali presente.

em que:

 P: precipitação em mm;

 T: tempo de recorrência em anos;

 t: duração da precipitação em horas;

 α e β: valores que dependem da precipitação;

 ϒ, a, b, c: valores constantes para cada posto.

Assim, para cada posto foram determinadas as constantes “a, b e c”, e foram construídas suas respectivas curvas gerais.

Equação da Chuva de Fortaleza (1984)

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Equação da Chuva de