Vazão de Dreno Geocomposto
Calcula a vazão de drenagem de um geocomposto drenante, q = θ·i·b, a partir da transmissividade θ (m²/s), do gradiente hidráulico i (adimensional) e da largura do dreno b (m). Esta é a aplicação prática da transmissividade: estima quanta água um geocomposto drenante (georrede entre geotêxteis, ou geotêxtil drenante) consegue conduzir em seu plano, para verificar se ele substitui adequadamente uma camada de brita ou um dreno convencional. A vazão é o produto da transmissividade (a 'condutividade' do dreno no plano, na pressão de confinamento da obra) pelo gradiente hidráulico (a inclinação da linha de carga que impulsiona o fluxo) e pela largura do dreno (a frente de drenagem). É a Lei de Darcy aplicada ao escoamento no plano do geossintético. Esse cálculo é essencial para dimensionar sistemas de drenagem com geocompostos: drenagem de gases e líquidos em aterros sanitários e mineração, drenos atrás de muros e cortinas, drenagem de coberturas verdes e estruturas enterradas, e drenos de estradas e ferrovias. Compara-se a vazão que o geocomposto fornece com a vazão de projeto (a água a ser drenada, com fator de segurança); se insuficiente, escolhe-se um geocomposto de maior transmissividade ou aumenta-se a largura. Informe a transmissividade, o gradiente hidráulico e a largura.
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Vazão de dreno geocomposto
A vazão de drenagem de um geocomposto drenante é q = θ·i·b, a partir da transmissividade θ, do gradiente hidráulico i e da largura do dreno b. Esta é a aplicação prática da transmissividade: estima quanta água um geocomposto drenante (georrede entre geotêxteis, ou geotêxtil drenante) consegue conduzir em seu plano, para verificar se ele substitui adequadamente uma camada de brita ou um dreno convencional. A vazão é o produto da transmissividade (a 'condutividade' do dreno no plano, na pressão de confinamento da obra) pelo gradiente hidráulico (a inclinação da linha de carga que impulsiona o fluxo) e pela largura do dreno (a frente de drenagem). É a Lei de Darcy aplicada ao escoamento no plano do geossintético. Esse cálculo é essencial para dimensionar sistemas de drenagem com geocompostos: drenagem de gases e líquidos em aterros sanitários e mineração, drenos atrás de muros e cortinas, drenagem de coberturas verdes e estruturas enterradas, e drenos de estradas e ferrovias. Compara-se a vazão que o geocomposto fornece com a vazão de projeto (a água a ser drenada, com fator de segurança); se insuficiente, escolhe-se um geocomposto de maior transmissividade ou aumenta-se a largura. Informe a transmissividade, o gradiente hidráulico e a largura.
Ferramentas Relacionadas
Transmissividade de Geotêxtil
Calcula a transmissividade de um geossintético, θ = k_p·t, a partir da permeabilidade no plano k_p (m/s) e da espessura t (m); o resultado, em m²/s, é a transmissividade. A transmissividade caracteriza a capacidade do geossintético de conduzir água DENTRO do seu próprio plano (no sentido longitudinal, como um dreno laminar), e é a propriedade-chave na função de DRENAGEM. Enquanto a permissividade mede o fluxo ATRAVÉS do geotêxtil (perpendicular), a transmissividade mede o fluxo AO LONGO dele (paralelo). É a propriedade fundamental dos geocompostos drenantes e georredes — produtos com núcleo tridimensional vazado (georrede) entre geotêxteis filtrantes, usados para drenar água em substituição a camadas de brita: drenagem atrás de muros de arrimo, sob aterros sanitários (coleta de chorume e gases), em estradas, campos esportivos e jardins (drenagem subsuperficial), e em fundações. A transmissividade depende fortemente da PRESSÃO de confinamento (quanto mais comprimido, menor o espaço para a água fluir e menor θ) e do gradiente, por isso é especificada nas condições reais de carga da obra. Multiplicada pelo gradiente e pela largura, dá a vazão drenada. Informe a permeabilidade no plano e a espessura.
Permissividade de Geotêxtil
Calcula a permissividade de um geotêxtil, ψ = k_n ÷ t, a partir da permeabilidade normal ao plano k_n (m/s) e da espessura do geotêxtil t (m); o resultado, em s⁻¹, é a permissividade. A permissividade caracteriza a capacidade do geotêxtil de deixar a água passar PERPENDICULARMENTE ao seu plano (atravessando o tecido), e é a propriedade-chave nas funções de FILTRAÇÃO e DRENAGEM transversal. Define-se como permissividade (e não simplesmente permeabilidade) porque a espessura de um geotêxtil é pequena, variável e difícil de medir com precisão sob carga — então normaliza-se a permeabilidade pela espessura, obtendo uma propriedade (ψ = k/t) que pode ser medida diretamente pela vazão por unidade de área e gradiente, sem precisar conhecer a espessura. Em um filtro geotêxtil (que substitui o tradicional filtro de areia graduada em drenos, atrás de muros de arrimo, sob enrocamentos), o geotêxtil deve ser permissivo o suficiente para deixar a água passar livremente (sem represar e gerar poropressão), mas com poros pequenos o suficiente para RETER as partículas de solo (sem colmatar nem deixar o solo fugir — o critério de retenção). O equilíbrio entre permissividade e retenção é o coração do projeto de filtros geotêxteis. Informe a permeabilidade normal e a espessura.
Vazão Mássica de Sólidos (Draga)
Calcula a vazão mássica de sólidos transportados por uma draga ou mineroduto, ṁ_s = Q·C_v·ρ_s, a partir da vazão total da polpa Q (m³/s), da concentração volumétrica de sólidos C_v (fração) e da densidade dos sólidos ρ_s (kg/m³). A vazão mássica de sólidos é a MASSA de material útil transportado por unidade de tempo (kg/s, ou toneladas por hora multiplicando), e é o indicador de produção usado quando o que importa é a TONELAGEM — caso típico do transporte de minério por mineroduto (medido em t/h de minério seco) e do processamento mineral. Ela é o produto de três fatores: a vazão da polpa (capacidade da bomba), a concentração de sólidos (quão 'carregada' está a polpa) e a densidade dos sólidos (minérios de ferro, por exemplo, são muito densos, ~5000 kg/m³, então pouca concentração volumétrica já dá alta tonelagem). A vazão mássica de sólidos, integrada no tempo, dá a tonelagem total transportada, base do faturamento e do balanço de massa da operação. Otimizá-la — maximizando a tonelagem por unidade de energia de bombeamento — é o objetivo central da operação de minerodutos, que transportam centenas de milhões de toneladas de minério por ano por longas distâncias com eficiência energética muito superior à de caminhões ou trens. Informe a vazão da polpa, a concentração volumétrica e a densidade dos sólidos.
Resistência de Emenda de Geossintético
Calcula a resistência de uma emenda (costura ou solda) de geossintético, T_emenda = (E ÷ 100)·T_ult, a partir da eficiência da emenda E (% da resistência do material base) e da resistência última do geossintético T_ult (kN/m). Geossintéticos são fornecidos em rolos de largura limitada, e em obras grandes (muros reforçados, aterros, lagoas com geomembrana) precisam ser EMENDADOS para cobrir toda a área — por costura, solda térmica (geomembranas) ou simples sobreposição. A emenda é quase sempre o PONTO MAIS FRACO do sistema: uma costura tem eficiência tipicamente de 50 a 80% da resistência do tecido base (a agulha perfura e enfraquece o material, e a linha pode ser o elo fraco), enquanto soldas térmicas bem executadas em geomembranas podem chegar a 80-100%. Por isso, em geossintéticos de REFORÇO, as emendas perpendiculares à direção da tração principal são evitadas ou reforçadas, e em geomembranas de barreira (aterros sanitários, lagoas) as soldas são rigorosamente testadas (teste de pressão de ar no canal duplo, vácuo, destrutivos), pois um vazamento por emenda mal feita compromete toda a impermeabilização. Conhecer a resistência da emenda é essencial para o projeto e o controle de qualidade. Informe a eficiência da emenda e a resistência última.
Potência de Turbina a Vapor
Calcula a potência mecânica gerada por uma turbina a vapor, P = ṁ × (h₁ − h₂), multiplicando a vazão mássica de vapor (kg/s) pela queda de entalpia entre a entrada e a saída da turbina (kJ/kg). O resultado, em kW, é a potência de eixo entregue ao gerador, considerando a expansão do vapor de alta pressão e temperatura até a pressão do condensador. É o cálculo central no dimensionamento de termelétricas e cogeração: quanto maior a queda de entalpia (maior pressão/temperatura de entrada e menor pressão de saída), maior a potência por kg de vapor. Informe a vazão de vapor e as entalpias de entrada e saída.
Vazão de Metano de Aterro (Scholl Canyon)
Calcula a vazão de metano gerada por uma parcela de resíduos aterrados pelo modelo de decaimento de primeira ordem Scholl Canyon, Q = k × L₀ × M × e^(−k×t), em que M é a massa de resíduo daquela parcela, L₀ é o potencial total de metano por tonelada, k é a constante de decaimento anual e t é a idade da parcela. O modelo supõe que a geração é máxima logo após o aterramento e cai exponencialmente daí em diante, com k entre 0,04 e 0,09 por ano em climas úmidos e L₀ tipicamente de 50 a 170 m³ de metano por tonelada de resíduo úmido, sendo 170 o valor-padrão do LandGEM. Como o modelo é linear na massa, um aterro real é somado parcela a parcela, cada uma com sua própria idade. Informe a constante de decaimento, o potencial de metano, a massa de resíduo e a idade da parcela.
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