Modelagem computacional de barragens móveis de pequeno porte para aplicação em canais urbanos

Jaime  Joaquim da Silva Pereira Cabral; Yuri Tomaz Neves; Arivânia  Bandeira Rodrigues; José  Almir Cirilo

doi:10.26848/rbgf.v18.1.p741-755

Authors

Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral Universidade de Pernambuco e Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-1348-8004
Yuri Tomaz Neves Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0003-0844-2877
Arivânia Bandeira Rodrigues Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0003-0452-0006
José Almir Cirilo Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-8672-0898

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.1.p741-755

Keywords:

HEC-RAS; Drag force; Friction instability

Abstract

The increasing need for maintenance and cleaning of urban channels in Recife, along with the complexity and high demand for manual and mechanical services, motivated the development of the "mobile dam," a hydraulic structure that uses a translational wave to clean urban watercourses. This study aims to evaluate the behavior of the wave generated by a small mobile dam, providing a tool that can support efficient management of urban watercourses. The methodology included laboratory experiments with a mobile dam in a concrete channel, monitoring the temporal variation of wave levels. These data were used to calibrate a computational model in the HEC-RAS software, which simulates the wave behavior using shallow water equations. The results showed that the depths ranged from 0.113 m to 0.555 m, with velocities between 1.620 m/s and 1.860 m/s, indicating potential for sediment removal and friction instability in blocks weighing up to 22.5 kg. It is concluded that the mobile dam is effective for cleaning urban channels, although attention is needed for potential erosion risks in channels with non-cohesive materials. The computational modeling proved to be an accurate tool for studying hydrodynamic behavior, providing technical support for urban water management.

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Author Biographies

Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral, Universidade de Pernambuco e Universidade Federal de Pernambuco

Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Pernambuco, Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, PhD em Métodos Computacionais Aplicados à Engenharia - Wessex Institute of Technology (Inglaterra), Pós-doutorado pela Universidade do Mississippi (USA) e Livre Docente pela Universidade de Pernambuco. Professor Associado da Universidade de Pernambuco (UPE) e professor Titular da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Tem experiência em Recursos Hídricos (Água Subterrânea e Drenagem Urbana) e em Métodos Numéricos aplicados à engenharia. Nos últimos anos tem atuado principalmente nos seguintes temas: manejo sustentável de águas pluviais urbanas, salinização de água subterrânea, subsidência de solos devido à explotação de aqüíferos, revitalização de rios urbanos, gestão de bacias hidrográficas, e modelagem computacional.

Yuri Tomaz Neves, Universidade Federal de Pernambuco

Engenheiro Civil pela Universidade Estadual da Paraíba, mestre e doutorando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco.

Arivânia Bandeira Rodrigues, Universidade Federal de Pernambuco

Doutoranda em Engenharia Civil na área de Recursos Hídricos (Universidade Federal de Pernambuco - UFPE). Mestre em Engenharia Civil com ênfase em Recursos Hídricos e Tecnologia Ambiental (UFPE). Graduada em Engenharia Civil (UFPE). Iniciação científica no Laboratório de Recursos Hídricos (UFPE) com foco na modelagem computacional de escoamento em canais levando em conta a variabilidade temporal como subsídio para entendimento da malha hidrográfica da planície de Recife com o uso do modelo hidrológico HEC-RAS. Monitoria na disciplina Fenômeno dos Transportes, com participação no planejamento, organização e acompanhamento das atividades didáticas desenvolvidas em sala de aula. Os principais trabalhos são em Modelagem de Sistemas Hídricos através de ferramentas como HEC-RAS, SWMM, auxiliadas por programas especializados em geoprocessamento como QGIS e ArcGIS. Participação na Empresa Júnior: Prisma Consultoria e Serviços em Engenharia, em funções relativas ao planejamento,organização de cursos e eventos internos, assim como projetos.

José Almir Cirilo, Universidade Federal de Pernambuco

É graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco (1977), com Mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1979) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1991). Atualmente é Professor Titular da Universidade Federal de Pernambuco, Campus Acadêmico do Agreste e permanece na orientação de Mestrado e Doutorado do Campus Recife. Tem coordenado diversos projetos financiados pelo CNPq, CAPES e instituições internacionais. Exerceu as seguintes funções de gestão nas áreas de recursos hídricos, meio ambiente e ciência e tecnologia no Governo de Pernambuco: Secretário Executivo de Recursos Hídricos da Secretaria de Desenvolvimento Econômico (2015-2016); Secretário Executivo de Coordenação Geral da Secretaria de Infraestrutura (2014); Secretário de Recursos Hídricos e Energéticos (2012/2013); Secretário Executivo de Recursos Hídricos (2007/2011);Diretor de Recursos Hídricos e Secretário Adjunto de Ciência, Tecnologia e Meio Ambiente (1995-1998). Secretário Executivo (1998, 2007-2011; 2014-2016) e Presidente (2012-2013) do Conselho de Recursos Hídricos Participou do CTHIDRO-Comitê Gestor do Fundo de Recursos Hídricos do Ministério de Ciência e Tecnologia, primeiro como representante da comunidade científica (2001-2004) e depois como Presidente do Comitê Gestor (2005-2010). Coordena diversos projetos de pesquisa e cooperação técnica Universidade/Empresa/Instituições de gestão pública. É Ex-Presidente da ABRH - Associação Brasileira de Recursos Hídricos, da qual hoje é conselheiro. Foi membro da diretoria do comitê da bacia do rio São Francisco, representando até 2006 a comunidade científica, e posteriormente o Governo de Pernambuco (2007 a 2016). Foi membro titular do Conselho Nacional de Recursos Hídricos em 2001. Sua experiência é voltada à Engenharia Civil, atuando principalmente nas seguintes áreas: Hidrologia, Hidráulica Fluvial, Macrodrenagem, Geoprocessamento, Gestão de Recursos Hídricos, Otimização e Sistemas de Suporte à Decisão. É comendador da Ordem Nacional do Mérito Científico e da Sociedade Brasileira de Cartografia. É membro da Academia Pernambucana de Engenharia e da Academia Pernambucana de Ciências. Em 2023 ocupa o cargo de Secretário de Recursos Hídricos e Saneamento de Pernambuco.

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