1. Definição e Importância

O escoamento livre, também chamado de escoamento em canal aberto, ocorre quando a água apresenta superfície livre sujeita à pressão atmosférica em parte da seção, sendo predominante em rios, canais artificiais e galerias de águas pluviais 1. Esse tipo de escoamento é impulsionado pela gravidade, e seus parâmetros físicos são essenciais para projetar e analisar sistemas de drenagem e abastecimento 2.

2. Elementos Geométricos

Os principais parâmetros geométricos que caracterizam o escoamento livre são:

• Área molhada (A): superfície da seção transversal ocupada pela água, função direta da profundidade do escoamento 3.
• Perímetro molhado (P): comprimento de contato entre a água e as bordas do conduto (fundo e laterais) 3.
• Raio hidráulico (Rh): razão entre área molhada e perímetro molhado, $Rh=A/PRh = A / PRh=A/P$, utilizado como dimensão característica do escoamento 4.

2.1 Seção Transversal Retangular

Em um canal retangular de largura b e tirante y:

• $A=b yA$
• $P=b+2y$
• $Rh=b yb+2y$

Este conjunto de parâmetros influencia diretamente a velocidade média e a energia do escoamento 1.

Seção transversal de canal aberto com parâmetros físicos

Seção transversal de canal aberto com parâmetros físicos

2.2 Elementos Geométricos

Os principais parâmetros geométricos são a área molhada (A), o perímetro molhado (P) e o raio hidráulico (Rh).

• A área molhada (A) corresponde à seção transversal ocupada pela água e varia conforme a profundidade do escoamento.
• O perímetro molhado (P) é o comprimento de contato entre a água e as paredes do canal, incluindo fundo e laterais.