O projeto mediu perfis de velocidade e calculou vazões em rios da Região Metropolitana do Recife. Foram realizados estudos bibliográficos e levantamentos de campo nos rios Capibaribe e Timbó usando molinetes. Os resultados indicaram perfis distintos dos modelos teóricos devido às irregularidades nos leitos dos rios.

1. Levantamentos de Perfis de Velocidade em Rios Estuarinos da Região
Metropolitana do Recife
Luís Eduardo Marques de Moraes1
; Alex Maurício Araújo2
1
Estudante do Curso de Engenharia Mecânica – CTG – UFPE; E-mail: louis.eduardo@hotmail.com,
2
Docente/pesquisador do Depto de Engenharia Mecânica – CTG – UFPE. E-mail: ama@ufpe.br.
Sumário: O projeto visou à medição e análise de perfis de velocidade e cálculo das vazões
em seções de rios da Região Metropolitana do Recife. O trabalho reuniu estudos
bibliográficos dos mecanismos operativos dos sistemas fluviais e estuarinos e dos
principais equipamentos utilizados nos levantamentos de campo, incluindo-se os molinetes
fluviométricos e sonda batimétrica. Em seguida se programou e executou-se o
levantamento dos dados hidrodinâmicos do rio Capibaribe e do rio Timbó. A seção
estudada do Capibaribe foi do tipo fluvial e a do Timbó estuarina. Os resultados
caracterizados por fortes variações, tanto nas profundidades quanto na largura das seções
indicaram que os perfis medidos em campo apresentaram padrões bem distintos dos
modelos teóricos dos canais naturais. Outro resultado do projeto consistiu na preparação
dos manuais de operação e manutenção dos equipamentos utilizados em campo.
Palavras–chave: estuário; molinete; perfil de velocidade; rios; vazão
INTRODUÇÃO
O objetivo geral desse projeto é levantar e analisar os perfis de velocidade e calcular a
vazão correspondente em rios estuarinos da Região Metropolitana do Recife. Um rio faz
parte do ciclo hidrológico, sendo formado pelas precipitações e pelo escoamento
superficial. Os rios são também fonte de energia que atuam sobre seu canal dando forma a
calha. Eles têm, em geral em regiões tropicais, sua origem associada às chuvas que
ocorrem em áreas de maior altitude da bacia, formando pequenos afluentes que percorrem
caminhos sinuosos com velocidades variadas. Um estuário é um corpo d'água costeiro
semifechado com um ou mais rios que correm para ele, e com uma ligação para o mar
aberto, onde ocorre a mistura gradativa da água salgada do mar, de acordo com o ritmo das
marés, com a água doce do rio. Essa diluição varia em diferentes estuários e está
dependente do volume de água doce e da amplitude das marés. (ARAUJO, 2010;
PRITCHARD, 1967). Nos estuários os fluxos não são unidirecionais como num rio. Num
estuário atuam várias transformações energéticas simultaneamente, diferentemente do rio,
podendo variar significativamente as direções e os sentidos dos fluxos, ocorrendo ainda
fluxos uni, bi ou até multidirecional. Os estuários podem ser classificados em relação a
vários critérios, sendo os estuários de planície costeira os tipos mais comumente
encontrados nas zonas costeiras litorâneas, logo os mais estudados. Outra possível
classificação que pode ser analisada é a baseada hidrograficamente e nos padrões de
variação de salinidade que foi introduzida por Pritchard e que podem ser de cunha salina,
parcialmente misturada e verticalmente homogênea. Na de cunha salina predomina o fluxo
d’água do rio em relação ao do mar. Os estuários parcialmente misturados são
caracterizados pela maior corrente de maré em relação à cunha salina, tornando o fluxo
fluvial de menor intensidade e com isso uma maior mistura do que a do tipo cunha salina.
Os estuários verticalmente homogêneos ou bem misturados são caracterizados por serem
muito largos, maiores do que 500m em que as marés predominam fortemente em contraste

2. de um fraco fluxo de água doce. A dinâmica dos estuários é particularmente complexa,
devido às influências de cheias e vazantes dos rios, bem como das marés. As forças que
são notoriamente atuantes e essenciais na análise da dinâmica de estuário são as forças de
corrente fluvial, direcionadas do rio para o mar, e as forças da maré, direcionadas do mar
para o rio. Essas forças são combinadas energeticamente em função da altura de água do
rio e do mar dando assim origem a amplitude de maré e das respectivas velocidades. As
variações de sentido e fluxo de maré e corrente fluvial representam trocas energéticas da
relação rio mar e com isso acarretam na formação de perfis de velocidades que podem ser
obtidos através de medições em campo. Portanto, essas medições podem produzir dados de
velocidade que vão fornecer informações sobre o comportamento energético do estuário.
MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais utilizados foram uma sonda batimétrica portátil, câmera digital, três réguas
linimétricas de medição do nível da maré, trena, GPS, um Mini Molinete e um Molinete
Universal. O procedimento de obtenção das velocidades tem início na procura de um rio e
uma respectiva seção transversal. No rio Capibaribe escolheu-se uma região não
influenciada pela maré, onde havia facilidades para o programa das medições. O rio Timbó
foi escolhido para o estudo com efeito de maré. O critério de definição da seção de estudo
foi o de menor largura para facilidade de medições, a seção do rio Capibaribe teve
comprimento de dez metros de largura, e a do rio Timbó duzentos metros. Utilizando-se de
imagens de satélites com o programa Google Earth, facilitou a escolha da seção. Com as
características das seções escolhidas selecionaram-se os equipamentos técnicos específicos
necessários para o levantamento das velocidades. No caso dos rios escolhidos usou-se o
molinete fluviométrico. Como cada rio possuía uma vazão distinta, foi utilizado dois tipos
de molinetes. No rio Capibaribe a seção escolhida tem pequena profundidade e
relativamente poucos sedimentos suspensos. Utilizou-se um Mini Molinete para
velocidades de corrente entre 0,025 até 5,0 m/s. Para o Rio Timbó que possui uma grande
profundidade e vazão, escolheu-se o Molinete Universal Newton para velocidades de
corrente entre 0,025 até 10m/s. Na figura 1 pode-se ter uma noção do local de
experimentação no rio Timbó.
Figura 1 – Seção escolhida para estudo no rio Timbó
Foi criado um modelo de planilha como função principal de anotar o número de rotações
por segundo que são contadas no contador do molinete e a profundidade da altura da
medição tendo como referência o nível da água na superfície. Fez-se necessário uma
grande quantidade de verticais para uma melhor precisão das medidas e em relação à
comparação entre os rios, assim foi pré-determinado a quantidade de nove proporções
percentuais da altura total na vertical. Para determinar a distância entre as verticais em
função da largura do rio e calcular a velocidade média em função da profundidade e das
alturas determinadas foi usado o procedimento apresentado na referência (BACK, 2006).
Em função das nove proporções para todas as alturas na seção vai haver uma diferença na
velocidade segundo a referência (BACK, 2006), e aquela velocidade média aritmética

3. calculada com as nove alturas. Para o processamento numérico e gráfico dos dados foi
utilizado o programa Excel 2007. Como se deseja um gráfico de velocidade linear e como
os molinetes apenas fornecem os dados de número de rotação, então se necessita de uma
conversão numérica. Essa conversão é feita através de uma equação fornecida pelo
fornecedor de cada molinete, através do método de calibração do molinete. Tendo a tabela
de velocidades e a tabela das alturas de profundidade de cada ponto se plota os gráficos dos
perfis de velocidade de cada vertical. Para se construir os gráficos da distribuição
horizontal das velocidades das seções utilizou-se do auxílio do programa Paint inserindo os
valores das velocidades médias aritméticas simples e as médias conforme a referência
(BACK, 2006). Com as alturas das profundidades nas verticais do rio foi construído um
gráfico da seção transversal do rio. Com esse gráfico pode-se calcular as áreas da seção
que juntamente com as velocidades médias, obtidas dos gráficos horizontais, pode-se
calcular a vazão média aritmética e a vazão da referência, o seu somatório para cada média
fornecerá uma vazão total do rio.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados encontrados das distribuições horizontais das velocidades médias nos rios
Capibaribe e Timbó podem ser vistos, respectivamente, no gráfico 1.
Gráfico 1 – Distribuição horizontal das velocidades médias
A velocidade média de referência do rio Capibaribe é dada a 60% da profundidade apenas,
e quando comparada à velocidade média aritmética tem-se uma relativa diferença nos
valores das velocidades médias, conforme mostra o gráfico 1. Em relação ao rio Timbó não
houve diferença entre as velocidades médias. Exemplos de padrões de perfis verticais
encontrados no rio Capibaribe são mostrados no gráfico 2.
Gráfico 2 – Perfis verticais de velocidade do rio Capibaribe
Exemplos de padrões de perfis verticais encontrados no rio Timbó são mostrados no
gráfico 3.

4. Gráfico 3 – Perfis verticais de velocidade do rio Timbó.
CONCLUSÕES
Os gráficos de distribuição horizontal das velocidades médias em ambos os rios se
comportam como um canal ideal, quanto ao critério de velocidade praticamente nula nas
margens. Em relação à máxima velocidade no meio da seção, o rio Timbó, claramente tem
um comportamento bem diferente, fato originado por ser um rio estuarino e de possuir uma
rápida variação de corrente em relação ao tempo, devido ao efeito de maré. No rio
Capibaribe devido à quantidade de pedras no leito do rio há um comportamento variado no
perfil horizontal. Com relação às vazões medidas no Capibaribe, as mesmas apresentaram
uma diferença percentual de 4,8% no que diz respeito à forma de cálculo da velocidade
média.
Nos dez gráficos produzidos no rio Capibaribe observam-se muitas variações entre eles e
se diferenciam quantitativamente da curva ideal (teórica). Este fato se deve à existência de
muitas pedras à montante do local de medição e devido à pequena profundidade da seção.
Por outro lado, as posições a 10% e 20% da profundidade potencialmente sofrem
influência de ventos instantâneos o que modifica a parte superior do gráfico.
O perfil de velocidade, como por exemplo, da vertical 4 do gráfico 2 se comporta
similarmente ao modelo de canal ideal, já a vertical 3 se comporta de forma
completamente diferente do esperado, supõe-se que esta influência se deva as
irregularidades no leito do rio que causam um refluxo na circulação da água. No rio Timbó
apenas a vertical do meio do gráfico 3 apresentou um comportamento próximo do modelo
teórico, sendo que as verticais das margens como a esquerda (ME) possuem um
comportamento bem distinto daquele, provavelmente devido a forte circulação local da
água e também devido à presença de forte cisalhamento de vento na superfície livre do rio.
AGRADECIMENTOS
Ao CNPq que financiou o projeto de base e este subprojeto.
REFERÊNCIAS
ARAUJO, A. Aula 8: Estuários, deltas e lagunas. Asaaraujo, 2010. Disponivel em:
<http://web.letras.up.pt/asaraujo/seminario/Aula8.htm>. Acesso em: 10 Agosto 2009.
BACK, Á. J. Medidas de vazão com molinete hidrométrico e coleta de sedimentos em
suspensão. Florianópolis: Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa
Catarina S.A., 2006. ISBN 0100-7416.
PRITCHARD, D. W. What is an estuary: physical viewpoint. Washington, D.C.:
A.A.A.S., 1967. 3-5 p.