GABARITO: ALTERNATIVA C

A questão exige conhecimento acerca do dimensionamento de canais.

Os canais são condutos que podem apresentar diferentes seções geométricas e nos quais o escoamento ocorre com pressões iguais à pressão atmosférica. Os canais podem ser: naturais (rios, córregos, etc.) ou artificiais (galerias, aquedutos, etc.); prismáticos (área da seção transversal constante ao longo do comprimento) ou não prismáticos (área da seção transversal varia ao longo do comprimento); e de seção aberta (canais de macrodrenagem pluvial) ou de seção fechada (galerias de esgotamento sanitário).

O dimensionamento de canais é feito com base na equação de Chézy modificada por Manning. Assim, a vazão de projeto do canal (Q) é dada da seguinte forma:

Onde: n: coeficiente de Manning (relacionado à rugosidade do canal); Rh: raio hidráulico da seção; I: declividade longitudinal do canal; A: área molhada da seção.

O raio hidráulico (Rh) é um parâmetro de dimensionamento de canais dado pela razão entre a área molhada do canal (A) e o perímetro molhado (P). O perímetro molhado constitui-se em toda superfície da seção do canal em contato com água, excetuando a superfície livre. Assim, o raio hidráulico (Rh) é calculado da seguinte forma:

Rh = A/P

Para o caso da questão, temos uma seção trapezoidal. Inicialmente calcula-se a área molhada da seção (A) e o perímetro molhado (P). Assim, posteriormente calcula-se o raio hidráulico (Rh), da seguinte forma:

1º) Cálculo da largura da superfície livre (B):

B = b + x + x

Onde: b: largura da base menor do trapézio; x: largura do triângulo retângulo formado pelos taludes do canal.

Como para cada metro na vertical, há um comprimento de 4/3 m na horizontal e a profundidade do canal (y) é 3 m, temos:

x = 3.(4/3) = 4 m

Assim:

B = 6 + 4 + 4 = 14 m

2º) Cálculo da área molhada (A):

A = [(B + b).h]/2 = [(14 + 6).3]/2 = 30 m²

3º) Cálculo do perímetro molhado (P):

P = b + z + z

Onde: z: hipotenusa do triângulo retângulo formado pelos taludes do canal.

Assim:

P = 6 + 5 + 5 = 16 m

4º) Cálculo do raio hidráulico (Rh):

Rh = A/P = 30/16 = 1,875 m