Questão de Auditoria de Obras Hídricas e Saneamento · FGV TCE-PI 2021 (nº 97)

O número de Froude ($Fr$) é um indicador que classifica o regime de escoamento em canais abertos, comparando a velocidade do fluxo com a velocidade de propagação de uma onda superficial. Se $Fr < 1$, o regime é subcrítico (lento e profundo); se $Fr = 1$, é crítico; e se $Fr > 1$, é supercrítico (rápido e raso).

Para determinar o regime, precisamos calcular o número de Froude:

1. Área molhada (A): Para um canal retangular, $A = b \cdot H_0 = 6 \text{ m} \cdot 1.2 \text{ m} = 7.2 \text{ m}^2$.
2. Velocidade média (V): $V = Q / A = 10 \text{ m}^3/\text{s} / 7.2 \text{ m}^2 \approx 1.389 \text{ m/s}$.
3. Profundidade hidráulica (y): Para um canal retangular, a profundidade hidráulica é igual à profundidade do fluxo, $y = H_0 = 1.2 \text{ m}$.
4. Número de Froude (Fr): $Fr = \dfrac{V}{\sqrt{g \cdot y}} = \dfrac{1.389}{\sqrt{9.81 \cdot 1.2}} = \dfrac{1.389}{\sqrt{11.772}} = \dfrac{1.389}{3.431} \approx 0.405$.
   Como $Fr \approx 0.405 < 1$, o regime de escoamento é subcrítico.

• (A) Correta: O cálculo do número de Froude ($Fr \approx 0.405$) resultou em um valor menor que 1, caracterizando o regime como subcrítico.
• (B) Incorreta: "Variável" descreve um tipo de fluxo não uniforme (onde a profundidade ou velocidade muda ao longo do canal), não sendo uma classificação baseada no número de Froude.
• (C) Incorreta: O regime crítico ocorre quando $Fr = 1$, o que não foi o resultado do nosso cálculo.
• (D) Incorreta: "Lentamente variado" é um tipo de fluxo não uniforme, onde as mudanças são graduais, e não uma classificação direta pelo número de Froude.
• (E) Incorreta: O regime supercrítico ocorre quando $Fr > 1$, o que não foi o resultado do nosso cálculo.