Evaluation and validation of a portable rainfall simulator: comparison of rainfall characteristics

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Costa, Antonio Reynaldo de Sousa
• Orientador(a): Alvarenga, Lívia Alves
• Banca de defesa: Lima, Luiz Antonio, Thebaldi, Michael Silveira, Martins, Minella Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Recursos Hídricos
• Departamento: Departamento de Recursos Hídricos
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Rainfall intensity; Christiansen uniformity coefficient; Droplet velocity; Kinetic energy; Simulated rainfall; Intensidade da chuva; Coeficiente de uniformidade de Christiansen; Velocidade das gotas; Energia cinética; Chuva simulada
• Área do conhecimento CNPq: Recursos Hídricos
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/55822

O simulador de chuvas é um importante equipamento que pode ser aplicado em diversos estudos hidrológicos. Todavia, o conhecimento das propriedades da chuva simulada é imprescindível para assegurar sua aplicação, já que este equipamento deve ser capaz de reproduzir características importantes da chuva natural. Assim, a avaliação do simulador de chuva é essencial para validar o equipamento e sugerir melhorias, e esses resultados são fundamentais para as pesquisas futuras. Neste estudo, avaliou-se, primeiramente, a uniformidade da chuva simulada a partir de diferentes pressões de operação, intensidades da chuva e bocais de pulverização. Logo após, modificou-se a geometria da parcela experimental em busca de melhorar a uniformidade da chuva simulada. Finalmente, foram avaliados os efeitos das alterações de diferentes bocais pulverizadores, pressão de operação e níveis de abertura do disco rotativo na velocidade de impacto das gotas, energia cinética no tempo da chuva (EC t ), intensidade e uniformidade espacial das chuvas simuladas. Constituíram também objetivos do trabalho comparar a chuva artificial com a chuva natural de mesma intensidade. A intensidade da chuva foi avaliada coletando a água na área útil da parcela experimental. Para avaliar a uniformidade da chuva foi utilizado o Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC). Por fim, um sistema dinâmico de pluviometria foi usado para quantificar a velocidade das gotas e a energia cinética no tempo da chuva. A geometria inicial da parcela experimental era de 0,7 m x 1,0 m (0,70 m²). No entanto, o equipamento foi validado para ser utilizado com uma área experimental menor já que a distribuição da chuva simulada foi melhor representada. Os resultados mostraram que é possível reproduzir chuvas variando entre 75,41 e 102,17 mm∙h -1 de intensidades de chuva nos padrões desejados de uniformidade. As chuvas simuladas apresentaram gotas com velocidades condizentes com às de gotas de chuvas naturais. A energia cinética da chuva simulada é menor do que a energia cinética esperada para a chuva natural de mesma intensidade. Verificou-se que a intensidade da chuva simulada é influenciada pelo efeito do bocal, da pressão de operação e do nível de abertura do disco rotativo. A velocidade das gotas, a EC t e o CUC da chuva simulada são influenciados pelos efeitos de cada tipo de bocal, em cada nível de pressão de operação e cada nível de abertura do disco rotativo. O simulador de chuva não mostrou desempenho satisfatório para reproduzir a EC t semelhante aos eventos de chuva natural, e isto pode estar relacionado com a baixa velocidade das gotas no momento da pulverização, somado a pouca distância (2,30 m) de deslocamento até o impacto com o solo.