Caracterização da cavidade de erosão em torno de fundações de pontes. Relação entre volume erodido e profundidade de erosão

Abstract

O desenvolvimento da cavidade de erosão junto de pilares e encontros de pontes coloca, frequentemente, em risco a sua estabilidade estrutural, o que poderá conduzir a perdas patrimoniais e/ou humanas como consequência do seu colapso parcial ou total. É, portanto, fundamental conhecer a morfologia do leito em torno dos elementos que constituem a fundação de pontes. Embora o fenómeno da erosão localizada tenha sido amplamente investigado nas últimas décadas, poucas formulações foram desenvolvidas para a previsão do volume erodido com base na profundidade máxima de erosão, principal parâmetro usado no dimensionamento das fundações de pontes. As equações existentes na literatura resultam essencialmente de estudos desenvolvidos em ambiente laboratorial. A presente comunicação tem como objetivo apresentar as formulações descritas na literatura que relacionem o volume erodido com a profundidade máxima de erosão ao longo do tempo bem como a aplicação de tais formulações em contribuições recentes dos autores, provenientes também de estudos laboratoriais. O trabalho experimental apresentado na presente comunicação consistiu na reprodução de um escoamento na proximidade de um pilar circular de 0,05 m de diâmetro, fundado num leito de sedimentos uniformes e sem transporte sólido generalizado. As experiências decorreram num canal do Laboratório de Hidráulica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. A evolução temporal da profundidade máxima de erosão e dos volumes erodidos foram obtidos com precisão submilimétrica através da aplicação de fotogrametria de pequena amplitude. Desta análise resultou uma equação empírica para a profundidade de erosão e o volume de escavação ao longo de todo o processo erosivo. A aplicabilidade da equação resultante é avaliada confrontando com resultados de equações descritas na literatura.