Resumo histórico
Este método foi criado pelo Willian Thomas Mulvany, 1851. Umas das primeiras utilizações registradas por Emil Kuichling,1889. Foi criado para tentar racionalizar o processo chuva vazão, mesmo que alguns coeficientes ainda são empíricos, o método é lógico e simples. Ficou bastante conhecido devido a sua simplicidade e bons resultados para pequenas bacias.
Para que serve?
Imagina a seguinte situação… Tenho um curso d’água que divide duas fazendas, e eu desejo fazer uma ponte sobre este curso d’água para criar um acesso entre estas terras. Qual deveria ser o vão da ponte? A altura da ponte? A área hidráulica da ponte?
Para responder este questionamento, eu precisaria ter em mãos a vazão passante naquele ponto, para determinar a área hidráulica necessária para a obra. Como eu posso determinar esta vazão? Através de métodos de determinação de vazão de projeto, como:
- Método Racional;
- Método I PAI WU
- Método Kokei Uehara;
- Método Racional Modificado;
- Método SCS – Hidrograma Unitário.
Todo os métodos citados acima podem ser encontrados no site Sobre as Águas. Neste artigo, foram detalhadas as caracterísitcas e um modo de aplição do Método Racional.
Quais são as limitações?
Algumas das limitações do Método Racional são:
- Não considera perdas iniciais. A abstração inicial que leva em consideração a perda de água da chuva pela sua própria evaporação na queda, ou por acumulação de água em pontos baixos na bacia, não são considerados neste método.
- Não considera distribuição espacial. O que chove num pedaço da bacia pode não ser igual em outro pedaço da bacia. Este método não leva em consideração esta distribuição espacial. Neste método usamos a mesma intensidade de chuva para toda a bacia.
- Não considera distribuição temporal, como nos Métodos de Huff e Blocos Alternados. Normalmente a chuva começa fraca e vai aumentando pouco a pouco até atingir o seu ápice. Toda esta dinâmica de aumento e redução de chuva não é levado em consideração neste método. O método racional considera uma intensidade única.
- Não considera umidade antecedente da bacia. Por exemplo, quando temos uma chuva na bacia, o solo fica úmido. Quando temos uma segunda chuva na bacia com o solo úmido, a infiltração tende a diminuir e o escoamento superficial tende a aumentar, este efeito não é contabilizado no método racional.
- Indicado para áreas de contribuição de até 2km²
Exemplo prático
Determine a vazão de projeto para calcular uma travessia numa pequena bacia hidrográfica (2km²) localizada na cidade de Campinas com talvegue de 1km, com desnível total de 10m. Tal bacia é parcialmente urbanizada com runoff estimado em 0,50, segundo a tabela 1.
| Uso do solo ou grau de Urbanização | Valores de C mínimos | Valores de C máximos |
| Área totalmente urbanizada | 0,50 | 1,00 |
| Área parcialmente urbanizada | 0,35 | 0,50 |
| Área predominantemente de plantações, pastos, etc… | 0,20 | 0,35 |
Para resolver esta questão precisamos primeiro calcular o tempo de concentração da bacia. Este é o tempo que demora para toda contribuir com o ponto de estudo, o exutório. Para determinar esta variável, vamos utilizar a equação de Kirpich. Figura 2.
Substituindo os valores na equação da Figura 1, teremos tc: 23,49min
O próximo passo é determinar o tempo de retorno do estudo, para isso utilizaremos a tabela 2 extraída da DPO n° 11, de 30/05/2017, DAEE SP.
| Localização | TR (anos) |
| Rural | 25* |
| Zona Urbana ou de expansão urbana | 100 |
*Em projetos de canalizações e/ou travessias o DAEE indicada a utilização de TR 100 anos, independente da localização.
Após a determinação do tempo de retorno, vamos agora calcular a intensidade de chuva, através da equação de chuva da cidade de Campinas, apresentada na Figura 3. (Precipitações intensas no estado de SP, 2018).
A variável “t” apresentada na Figura 1, diz respeito a duração da chuva, que neste método pode ser igualada ao tempo de concentração, ou seja, 23,49min. O “T” da Figura 1 é o tempo de retorno do estudo, o qual já conhecemos como 100 anos. A intensidade é calculada em mm/min, e para transformarmos em mm/H, basta multiplicarmos o valor encontrado por 60 (min).
Substituindo os valores na Figura 4, temos uma intensidade de chuva de 136,25mm/H
Por fim podemos aplicar a equação do método racional, apresentada na Figura 3.
Aplicando os valores conhecidos na equação da Figura 3, teremos uma vazão de projeto de 37,84m³/s.
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Bibliografia
DAEE SP, Instrução técnica DPO n° 11, 05/2017
DAEE SP, Precipitações intensas no estado de São Paulo, 05/2018
