Estudo da velocidade de queda e do início do movimento das partículas de borracha e areia

O projeto adequado de uma barragem depende de um conjunto de estudos e da tomada de decisões estratégicas, ambos fortemente impactados por condicionantes locais. Devido ao fato deste tipo de empreendimento se constituir em uma instalação de grande porte, diversos aspectos de engenharia devem ser considerados em seu projeto. Tais aspectos abrangem desde a disponibilidade hídrica, a geologia local e a existência de áreas de empréstimo até o tipo e quantidade de sedimentos transportados pelo curso de água. Este último aspecto, que está diretamente associado ao acúmulo de sedimentos ao longo dos reservatórios, envolve um problema que tem sido sistematicamente negligenciado ao longo dos anos no Brasil. À medida que esse processo de sedimentação se desenvolve, temporal e espacialmente, ocorre redução da capacidade de armazenamento e de regularização (caso existente) dos reservatórios e, em alguns casos, como das usinas hidrelétricas se observa gradativa queda na capacidade de geração de energia, impactando fortemente o sistema elétrico nacional. Tradicionalmente, a avaliação desse processo tem sido feita por meio do emprego de equações teóricas de transporte de sedimentos, que invariavelmente apresentam resultados aproximados. Nesse sentido, a previsão e determinação da magnitude desses impactos é um problema ainda em aberto, carecendo de investimentos e de capital intelectual para ser solucionado. Uma das alternativas utilizadas como contrapartida, principalmente na análise da interação entre o escoamento, os sedimentos afluentes e as estruturas hidráulicas, consiste no uso de modelos reduzidos de fundo móvel, com aplicação de grãos diversos para simular os sedimentos transportados pelo leito e a estimativa de fluxo pertinente com o regime de escoamento observado no local. Ou seja, os materiais e agentes do processo utilizados nesses modelos são ajustados para representar as condições reais, relativas às semelhanças geométricas, cinemáticas ou dinâmicas do processo de escoamento, bem como do transporte de sedimentos. Tradicionalmente, são empregados materiais orgânicos e de elevada densidade para simular os sedimentos afluentes. Tendo em vista a dificuldade de obtenção dos mesmos e o fato de estarem sujeitos à decomposição ao longo do tempo, o uso de materiais artificiais (sintéticos) e de baixo custo deve ser cotejado como alternativa neste tipo de aplicação. Diante desse fato, este trabalho apresenta os resultados do estudo das características físicas e hidrodinâmicas do grão de borracha de pneus moído como alternativa viável para utilização em modelos reduzidos, representando o comportamento dos grãos de areia, material presente em maior proporção no processo de transporte e deposição de sedimentos ao longo do reservatórioThe proper design of a dam depends on a set of studies and strategic decision-making, both strongly impacted by local constraints. Due to the fact that this type of enterprise usually consist in a large facility, several aspects of engineering should be considered in your project, which include water availability, local geology and even the type and amount of sediment carried by the river. The ladder aspect, which is directly associated to the accumulation of sediments along the reservoirs and its life spam, has been systematically neglected over the years in Brazil. The sedimentation process, a natural phenomenon to be expected whenever there is a decrease of water speed in river by the presence of the dam, causes a reduction in the storage and regularization capacity of the reservoirs. In some cases, as in hydroelectric plants, there is a gradual decrease in the capacity for generating energy, strongly affecting the national electricity system. The common sense applied by most studies consist in evaluating the sedimentation process with theoretical sediment transport equations, which invariably presents approximate results, that can be unreliable at times. In this context, the prediction and determination of the magnitude of the sedimentation impact is still an open problem that lacks investments and intellectual capital to be proper handled. The use of physical models with moving bed represents one of the alternatives used as counterpart, mainly in the analysis of the interaction between the flow, the affluent sediments and hydraulic structures. The sediment transport by the bed is simulated by applying diverse grain material and the flow estimation is made similar to the on-site flow regime. In other words, the material and processes used in these physical models are adjusted to mimic the real conditions of the study sites, in regards to the geometrical, kinematic or dynamic similarities of the flow process, as well as sediment transport. Traditionally, high density, organic materials are used to simulate affluent sediments, but it is important to notice that these organic materials are difficult to obtain and they are subject to decomposing over time. Nonetheless, the use of synthetic low cost materials can represent and viable alternative to be study in these physical models. Regarding the facts presented above, this thesis will show the results of the use of ground tire rubber grain as a viable alternative to be used in physical models, to mimic the natural behavior and characteristic of sand grain sediment, a material present in a high proportion of the transport and sediment deposition along reservoi