Desvendando a calha Parshall

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Certamente quando você iniciou suas atividades nesse universo do saneamento, do tratamento de água ou efluentes, deve ter se perguntado sobre essa tal Parshall.

Afinal, o que é Calha Parshall? Pois é, denominada calha Parshall em homenagem ao seu inventor, Ralph Leroy Parshall!

Engenheiro americano, professor da Colorado State University, localizada em Fort Collins, que inventou (1922-1925), com base nos estudos de Venturi, um revolucionário medidor de vazões no campo da irrigação.

Como estudante foi um dos diplomados distintos da faculdade e desfrutou de uma longa e prestigiosa carreira em irrigação, trabalhando em Forte Collins, especialmente depois de desenvolver a sua Calha.

Este medidor foi desenvolvido para o United States Bureau of Reclamation, e teve publicadas suas dimensões padronizadas, pela primeira vez, pelo Bureau of Reclamation do U.S. Department of the Interior, no Water Measurement Manual.

O sucesso de seu invento aumentou sua bolsa de estudos, enquanto era professor no Colorado Agricultural and Mechanical College.

O College of Engineering e o seu filho, Maxwell Parshall, criaram um fundo (1982) para distribuir bolsas de estudos em sua memória e, assim prêmios de reconhecimento são distribuídos para alunos de nível classificados como excelente, no Department of Civil Engineering.

Na imagem a seguir, você poderá ver Ralph Parshall se agachando ao lado da calha que ele projetou no Laboratório de Hidrologia de Bellevue, usando água do rio Cache la Poudre, 1946.

Fonte: Water Resource Archive, Colorado State University, via Legacy Water News

Hoje essa calha é largamente empregada em todo o mundo, além de medidor de descargas industriais e de vazões de água de irrigação, também como medidor de vazões e efetivo misturador de soluções químicas nas estações de tratamento de água.

Uma calha Parshall é composta por três partes distintas

1) secção convergente ou entrada;

2) secção estrangulada ou garganta;

3) secção divergente ou saída.

A primeira secção é formada por duas paredes verticais e convergentes e com o fundo em nível.

A segunda, também por duas paredes verticais, porém paralelas, e com o fundo em declive de 1 V: 2,67 H.

A saída, por duas paredes verticais divergentes e com o fundo num aclive suave, conforme figura abaixo:

Detalhes do medidor de regime crítico denominado calha Parshall

A altura da lâmina d’água na secção convergente é a medida do fluxo através da calha;

Equação de Descarga

Q = 2,2 WH3/2

Onde:

Q = vazão em m³/s.

W= largura da garganta em polegadas e em pés.

H = altura da lâmina d’água em metros (m).

As principais vantagens dos medidores Parshall

1) baixo custo;

2) não há perigo de formação de depósitos devidos a matérias em suspensão;

3) podem funcionar como um dispositivo em que só uma medição de carga hidráulica é necessária;

4) grande habilidade em suportar submergências elevadas, sem alteração de vazão, etc.

O escoamento através de um medidor Parshall pode ocorrer de forma livre ou afogada.

Quando o escoamento é livre, mede-se apenas a carga na secção convergente para se determinar à vazão.

Se o medidor estiver afogado, será necessário medir também a carga no final da secção estrangulada, e a descarga real será inferior à obtida pela fórmula, devendo-se aplicar uma correção.

Calibração de calhas Parshall em laboratório

As vazões serão controladas de modo a proporcionar diversas cargas hidráulicas.

Para cada uma destas cargas hidráulicas serão cronometrados os tempos necessários para encher um recipiente de volume conhecido, calculando-se assim as vazões pelo método direto.

Para cada par de valores “vazão x carga hidráulica”, o procedimento será realizado em três repetições.

Um ajuste estatístico será realizado com os pares de valores “vazão x carga hidráulica”, com o intuito de se obter a expressão que melhor descreva a relação funcional entre estas variáveis.

No quadro abaixo visualizam-se exemplos de equações de calibração de calhas Parshall.

Você pode conhecer mais sobre este equipamento e vazão acessando o artigo Medição de vazão e suas implicações no tratamento de água e efluentes.