Estudo da ocorrência de danos em superfícies de concreto através do fenômeno da cavitação

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Abreu, Aline Saupe
• Orientador(a): Dai Prá, Maurício
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Estruturas hidráulicas; Escoamento; Cavitação; Tubos venturi
• Palavras-chave em Inglês: Cavitating flow; Characteristics of concrete; Cavitation damage; Hydraulic structures; Ventury type devices
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/279164

A problemática que envolve os efeitos causados pelo fenômeno da cavitação em estruturas hidráulicas vai muito além das condições críticas de operação e do risco previsto à integridade desses dispositivos de segurança através das vazões máximas de projeto. Alterações superficiais e danos de maior magnitude nos revestimentos de concreto de vertedouros e bacias de dissipação, onde a generalização do fenômeno torna-se mais complexa, tanto as características hidrodinâmicas do escoamento quanto os parâmetros considerados na tecnologia do concreto tornam-se fatores preponderantes para a compreensão do fenômeno cavitação. Desta forma, a presente pesquisa visa identificar a interação entre o concreto e o escoamento cavitante, por meio da análise dos danos apresentados em diferentes traços de concreto e distintas demandas relativas de ar (β). Os ensaios foram realizados expondo blocos de concreto de relação a/c de 0,35; 0,45; 0,50 e 0,65 ao fenômeno da cavitação através de um dispositivo tipo Venturi (V  30,0 m/s), localizado na instalação experimental do Laboratório de Obras Hidráulicas (LOH/UFRGS). Além da análise dos danos causados as superfícies dos corpos de prova de diferentes composições, após ação do fenômeno, também foram verificadas as pressões médias e os índices de cavitação apresentados pelo escoamento durante a operação do dispositivo de cavitação. Em seguimento a esta pesquisa, foram analisadas as acelerações impostas a instalação experimental pelo impacto da implosão das cavidades de vapor no interior da máquina de cavitação do LOH/UFRGS. Os resultados obtidos foram comparados aos dados extraídos na máquina de cavitação do United of States of Bureau of Reclamation (USBR) em Denver no Colorado, e com as informações disponíveis em literatura sobre o tema. Os critérios técnicos desenvolvidos serviram de ferramenta para o controle e análise da ocorrência do fenômeno da cavitação em estruturas hidráulicas, tais como vertedouros e bacias de dissipação. Este trabalho compõe parte do Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) intitulado: “Estudo de Concreto para Superfícies Hidráulicas”, financiado por Foz do Chapecó Energia com participação de Furnas Centrais Elétricas, do Laboratory of Hydraulic and of Concrete do United States of Bureau of Reclamation (USBR), da Desek Consultoria em Engenharia Civil e da Universidade Federal do Rio Grande (UFRGS) através do Instituto de Pesquisas Hidráulicas (IPH) e do LOH.