Metodologia computacional para estimativa de esforços na viga inferior de comportas segmento sujeitas a ondas de ressalto hidráulico

Orientador: Prof. Dr. José Junji Ota

Coorientador: Prof. Fernando Oliveira Andrade (in memoriam)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 30/05/2025

Inclui referências

Resumo: Os cenários atuais indicam que, no Brasil, será cada vez mais comum a construção de usinas hidrelétricas de baixa queda, caracterizadas por vertedouros com alto grau de submergência. Essa condição ocorre devido aos elevados níveis de água de jusante, que tendem a forçar o ressalto hidráulico contra a comporta segmento. A compreensão desses esforços hidrodinâmicos atuantes sobre a viga inferior das comportas segmento, não é amplamente abrangida na bibliografia consagrada. Visto isso, o presente trabalho propõe aprimorar o conhecimento existente neste tema, por meio do desenvolvimento de uma metodologia computacional capaz de estimar esses esforços. Para isso, serão aplicadas técnicas de modelagem computacional que possibilitem a determinação desses esforços, com o objetivo de minimizar as incertezas existentes nas etapas de projeto ou verificação desse tipo de comporta. Este trabalho apresenta parte dos resultados do Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), regulamentado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), identificado pelo código PD-06491-0445/2017 e intitulado "Critério Empírico e Metodologia Computacional para a estimativa de Esforços na Viga Inferior de Comportas Segmento Sujeitas a Ondas de Ressalto Hidráulico", no que diz respeito a metodologia computacional desenvolvida no âmbito desse projeto de pesquisa. O projeto foi desenvolvido pelas empresas executoras Lactec - Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento e Intertechne Consultores S.A, e financiado pela Copel Geração e Transmissão S.A

Abstract: The currrent scenarios indicate that, in Brazil, it will become increasingly common to construct low-head plants, characterized by spillways with a high degree of submergence. This condition occurs due to high downstream water levels, which tend to push the hydraulic jump against the segment gate. The understanding of the hydrodynamic forces acting on the inferior beam of segment gates is not widely covered in the established literature. Given this, the present work aims to enhance the existing knowledge on this subject through the development of a computational methodology capable of estimating these forces. For this purpose, computational modeling techniques will be applied to determine these forces, with the objective of minimizing uncertainties during the design or verification phases of this gate’s type. This work presents part of the results of the Electric Sector’s Research and development program, regulated by National Agency of Electric Energy (ANEEL), identified by code PD-06491-0445/2017 and entitled "Empirical Criterion and Computational Methodology for the Estimation of Efforts in the Lower Beam of Segment Gates Subject to Hydraulic Jump Waves" ("Critério Empírico e Metodologia Computacional para a estimativa de Esforços na Viga Inferior de Comportas Segmento Sujeitas a Ondas de Ressalto Hidráulico", in Portuguese) specifically regarding the computational methodology developed as part of this research project. The was carried out by the executing companies Lactec Instituto de Tecnologia para o desenvolvimento and Intertechne Consultores S.A., and financed by the Copel Geração e Transmissão S.A