Quando analisados o tamanho das chuvas ao longo dos meses do ano, notamos
que há uma tendência cíclica que se repete, mais ou menos, ano após ano. Há
meses em que chove mais e há meses em que chove menos. No Brasil, na parte
debaixo da Linha do Equador, os meses que chove mais estão no verão entre os
meses de novembro e março, tem até uma música que diz "são as águas de
Março fechando o Verão".
Além dessa variação que ocorre ao longos dos meses do ano, há outras
variações que ocorre de ano a ano e temos anos
que chove mais e há anos em que chove menos. Acompanhe pelo gráfico
seguinte:
Analisando o gráfico acima, notamos que há anos, como o ano de 1957 em linha
verde, em que choveu mais e há também anos, como o ano de 1959 em linha
marrom, em que choveu menos. Em geral, no ano que chove
mais, todos os meses apresentam valores de precipitação elevados e, ao
contrário, no ano que chove menos, todos os meses apresentam valores baixos.
A Pluviologia é a ciência que faz parte da
Hidrologia e estuda as precipitações atmosféricas e estuda, além da
chuva, a neve e a ocorrência de geadas e granizo.
A Engenharia
Civil, ao projetar uma obra, pode permitir que tal obra fique ou seja
submersa pela enxurrada provocada pela chuva em algumas ocorrências
dentro do Período de Recorrência. Um estábulo ou um chiqueiro é
desejável que uma chuva forte invada o local lavando e carregando os
detritos e sujeiras. Obviamente, a engenharia vai projetar umas
aberturas para que esta "lavagem" ocorra sem causar danos aos animais.
Ao contrário, há obras em que não é aceitável que ocorra enchentes.
Uma grande barragem que barra o escoamento natural de um rio para
formar um reservatório, uma represa, de água, por exemplo, precisa estabelecer com
cuidados especiais o Período de Recorrência e dotar a Barragem de
dispositivos estruturais adequados para dar vazão à água quando o
reservatório estiver cheio.
Uma chuva forte na situação do reservatório
cheio irá produzir o transbordamento (passar por cima da borda da
barragem) e a barragem não irá suportar a erosão provocada pelas águas
passando por cima dela abrindo uma vala que aumenta de tamanho e
podendo causar danos à população abaixo.
A fim de evitar o transbordamento, existe um
dispositivo denominado VERTEDOR (obra por onde verte a água)
construído com concreto armado resistente à erosão que dá vazão à água
que não cabe mais no reservatório, um "ladrão".
Não é qualquer engenheiro que tem competência
para dimensionar (determinar as dimensões) um Vertedor. As
dificuldades são duas:
1- Determinar a Chuva do Projeto;
2- Determinar a quantidade e as dimensões de
cada vertedouro (local em que verte a água).
Para a determinação da Chuva de Projeto é
necessário realizar uma série de cálculos de extrapolação buscando
determinar a Precipitação de Projeto, ou seja, a Intensidade, a
Duração e a Frequência. Mais detalhes em
.
Ocorre que, dependendo de diversos fatores a forma com que ocorre a
chuva (Intensa ou Branda no começo, intensa em todo o período, etc.) o
tratamento que iremos dispensar para verter essa água vai variar. Veja
mais detalhes em
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Depois é necessário estabelecer Grau de
Risco, isto é, olhar as consequencias e fixar a Intensidade Máxima
suportável e o Período de Retorno. Quanto maior a Intensidade maior
será o Vertedor e, portanto, maior custo para construí-lo. Detalhes em
.
Por fim, a difícil escolha do Método de
Cálculo, ou seja, em qual "bola e cristal" vamos confiar, isto é, qual
delas nos dá a chuva que realmente vai ocorrer. Detalhes em
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Um dos métodos mais confiáveis de previsão de
deflúvios de um rio é o Métdodo denominado ESTOCÁSTICO que levando em
consideração um conjunto grande de parâmetros permite um estudo
preciso e bastante próximo do compartamento real de um rio. Veja mais
detalhes em
.
Bem, concluída a etapa de estudo das vazões e
conseguindo chegar a um valor da Vazão de Projeto, teremos que
enfrentar um outro desafio que é projetar a obra que vai permitir o
escoamento desta vazão.
Existe vários tipos de estruturas capaz de
fazer isso, eis algumas:
O Vertedor mais comum é o Vertedor de
Superfície dotado de Comportas. A finalidade da comporta é regular a
passgem da água e a quantidade de vertedouros é determinado em função
da Vazão de Projeto, podendo ter uns poucos e muitos. Veja fotos:
Não é fácil fazer o projeto da superfície em
que a água desliza pelo vertedouro pois a pressão e a velocidade
produzem fenômenos como a cavitação que "corroi" a superfície.
Fórmulas complicadas são empregadas de modo que o engenheiro que
projeta precisa ser muito bom em cálculo, álgebra e geometria.
Infelizmente muito poucos engenheiros conseguem fazer um bom estudo.
Concluído os cálculos de dimensionamento,
ainda assim, não se deve confiar cegamente nos números resultantes das
diversas simulações realizadas. É bom alvitre realizar um estudo do
comportamento da estrutura e seus componentes em um Modelo Reduzido:
Como vêem, estudar a sazonalidade das vazões
de um rio é atividade complexa e não é qualquer engenheiro que tem
experiência suficiente para participar.