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Obras Hidráulicas
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof.ª Me. Luciana Vasques Correia da Silva
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Sandra Regina Fonseca Moreira
Projeto e Dimensionamento de Vertedouros
• Introdução;
• Características de Projeto e Dimensionamento;
• Componentes de um Vertedor;
• Tipos de Vertedouros.
• Apresentar os tipos e técnicas de dimensionamento dos vertedouros mais comuns. 
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Projeto e Dimensionamento 
de Vertedouros
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas:
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
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de Material 
Complementar.
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de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
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material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Projeto e Dimensionamento de Vertedouros
Introdução
O vertedouro é uma das estruturas hidráulicas associada a uma barragem, tendo 
por finalidade transportar o excesso de água do reservatório. Por isso, seu funcio-
namento correto é de suma importância para a segurança da barragem. Para que 
isso ocorra, seu projeto deve ser minucioso, prevendo que a vazão de projeto, que 
é a vazão utilizada para se dimensionar o vertedor, pode ser superada em alguns 
eventos. Quando isso ocorre, danos, tanto no maciço da barragem, como no pró-
prio vertedor, assim como prejuízos à jusante, podem ser detectados.
Vertedouro da Hidroelétrica de Tucuruí, disponível em: https://youtu.be/G9zVxHlCfBc
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Figura 1 – Vertedor de Itaipu
Fonte: Wikimedia Commons
Características de Projeto e 
Dimensionamento
Os dados para o projeto do vertedor estão relacionados à: topografia do local da 
obra; clima predominante; histórico hidrológico, que inclui os períodos de estiagem 
e enchentes; geologia, que está diretamente ligada à fundação da obra; ocorrência 
de sismos; grau de importância da capacidade de retenção de cheias no reservatório; 
qualidade da água no local; tipo de estrutura a projetar; dados hidráulicos de projeto; 
existência de desenvolvimento à jusante da obra, como existência de propriedades 
e habitantes; e, por último, as exigências de projeto como vazão mínima à jusante. 
A escolha do tipo de vertedor e de seus componentes estão diretamente ligados 
às condições do local da obra, às exigências de projeto, aos dados hidrológicos e 
ao fator econômico.
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Em geral, no roteiro de dimensionamento de um vertedouro, determina-se a 
vazão de saída e sobrecarga no reservatório para atender ao projeto. Com esses 
dados são selecionadas algumas alternativas, como, por exemplo, considerar um 
vertedouro auxiliar. Com as alternativas determinadas, verifica-se os diversos com-
ponentes da estrutura para realizar o estudo econômico e assim escolher o verte-
douro mais apropriado.
Os vertedouros podem ser descritos em função de sua finalidade, como verte-
douro de serviço, para aquele que descarrega as maiores vazões mais frequentes; 
vertedouro auxiliar e ou de emergência, isto é, aquele que descarrega as maiores 
vazões em eventos extremos.
Figura 2 – Seção Típica de um Vertedouro
Fonte: UNITED STATES. BUREAU OF RECLAMATION, 1987, p. 355
Projeto de UHE: localização do vertedouro, disponível em: http://bit.ly/35yFfRT
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Componentes de um Vertedor
Segundo o EUA - Bureau of Reclamation (1987), os vertedores são formados, 
geralmente, por um canal de entrada, uma seção de controle, um canal de descarga 
e um canal de saída.
• Canal de Entrada: direciona o escoamento até a estrutura de controle, pro-
porcionando uma uniformidade do escoamento, com perdas de carga mínimas 
através do canal, evitando assim, a redução da vazão do vertedor. É utilizado 
em barragens de material solto, em que a estrutura de controle é localizada 
fora do maciço da barragem;
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UNIDADE Projeto e Dimensionamento de Vertedouros
• Estrutura de Controle: tem a função de regular a vazão de saída do reservató-
rio. Esta seção pode ter diferentes características e ser uma soleira, um orifício 
ou uma tubulação. A soleira da seção de controle pode apresentar várias formas 
em planta, como uma soleira reta, curvada, semicircular, formato de U, arredon-
dada, ou ainda de formato poligonal. Além dessas variações, existem também 
a soleira de parede delgada, a soleira espessa e a com formato de S. Os orifí-
cios podem ser assentados na horizontal, inclinados, ou na vertical, podendo 
apresentar seção com cantos vivos ou arredondados. As tubulações podem ser 
localizadas da mesma forma que os orifícios, apresentando seções circulares, 
quadrados, retangulares, no formato de uma ferradura, entre outros. Algumas 
dessas estruturas de controle podem, ou não, levar comportas. A abertura des-
sas comportas pode ser programada de acordo com os níveis do reservatório;
• Canal de Descarga: o escoamento que passa pela estrutura de controle é 
conduzido por este canal ao leito do rio à jusante da barragem, de forma se-
gura para a obra e estruturas de jusante. Os dados geológicos, topográficos 
e hidráulicos do local da obra determinam as características de projeto deste 
canal. O canal de descarga pode assumir a forma de um canal aberto escavado 
ao longo das ombreiras da barragem, de um conduto localizado sobre, ou atra-
vés do maciço da barragem. Degraus no fundo do canal podem ser projetados 
com a finalidade de retardar o escoamento e para dissipar a energia provocada 
pela velocidade dele;
• Estrutura de Dissipação de Energia: está posicionada no final do canal de 
descarga, com a finalidade de evitar que as altas velocidades geradas pelo 
escoamento causem danos como erosões na barragem e à jusante dela. Apre-
sentam várias formas de dissipação, como através do ressalto hidráulico, lan-
çamento de jato ao ar livre e dissipador em concha. 
Tipos de Vertedouros
A classificação dos vertedouros é baseada de acordo com a sua função e por 
suas características principais. 
Os tipos de vertedouros utilizados nas barragens podem são descritos a seguir 
(OLIVEIRA, 2004):
• Vertedor tipo extravasor (WES): é um dos mais utilizados, por isso existem 
diversos estudos desenvolvidos sobre seu funcionamento. Apresenta na crista 
um perfil adequado para acompanhar a superfície inferior da lâmina de água 
vertente. Este perfil é denominado de perfil normal. Apresenta duas alternati-
vas para a face de montante, inclinada ou vertical, podendo conter mais de um 
alinhamento reto no paramento de montante. Este tipo de vertedor geralmente 
possui comportas, com a função de controlar a descarga dele. Como este tipo 
de vertedor produz altas velocidades, em condições de grandes descargas, exis-
te a necessidade de considerações de projeto para se evitar a cavitação;10
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• Vertedor labirinto: ainda é pouco difundido no Brasil, por isso pouco utilizado. Sua 
principal característica é apresentar uma crista formada por uma linha quebrada, 
compondo assim ciclos de forma poligonal. Esta geometria permite um aumento 
do comprimento da crista, possibilitando a descarga de maiores vazões do que em 
um vertedor de soleira retilínea para igual carga. Geralmente, apresentam a forma 
trapezoidal simétrica. A crista pode ter a forma circular ou um perfil extravasor, por 
exemplo, o de uma soleira tipo WES, EUA- Bureau of Reclamation (1987);
• Vertedor tipo sifão: é recomendado para descarregar vazões menores. Este 
tipo de vertedor é indicado quando se quer manter o nível do reservatório e 
o espaço para a localização da estrutura vertedora está reduzido. O vertedor 
tipo sifão possui sua estrutura formada por um tubo fechado com o formato de 
um U invertido. Apresenta em sua composição a seção da entrada, um ramal 
superior, a garganta ou seção de controle, o ramal inferior e a saída. 
NETTO, A.; Y FERNÁNDEZ, M. F. Manual de hidráulica. Editora Blucher, 2018.
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Figura 3 – Vertedouro Tipo Extravasor
Fonte: Getty Images
Figura 4 – Vertedouro Tipo Tulipa
Fonte: Getty Images 
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UNIDADE Projeto e Dimensionamento de Vertedouros
Figura 5 – Vertedouro Tipo Labirinto
Fonte: pixabay
Vertedouro Tipo WES
Um dos motivos pelo qual este tipo de vertedouro extravasor é o mais comum é 
porque ele atende um intervalo grande de vazões.
A geometria do vertedor WES, que acompanha o perfil inferior da lâmina d’água 
é dada pela equação a seguir, conforme EUA- Bureau of Reclamation (1987):
1
0
n
n
XY
kH -=
• Em que:
 » H0 = carga (altura da água) sobre a crista do vertedouro;
 » n e k = coeficientes (tabelados).
Figura 6 – Geometria da Crista do Vertedouro WES
Fonte: Adaptado de UNITED STATES. BUREAU OF RECLAMATION, 1987, p. 366
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Para o dimensionamento do vertedouro extravasor WES, utiliza-se as equações, 
segundo a condição de vertedouro com ou sem controle, isto é, com ou sem com-
porta na crista do vertedouro:
Sem controle: 
3
2
0Q CLH= .
Com controle: ( )3 3
2 2
1 2
2 2
3
Q CL g H H= - .
• Em que:
 » C = coeficiente de descarga do vertedouro (gráfico);
 » L = comprimento da crista do vertedouro;
 » H0 = carga (altura da água) sobre a crista do vertedouro;
 » H1 = carga total (altura da água) sobre a crista do vertedouro com comporta;
 » H2 = carga parcial (altura da água acima da abertura da comporta) sobre a 
crista do vertedouro.
OBS.: Nos gráficos a seguir, a variável (P) refere-se à altura do vertedor e (d) refere-se 
a abertura da comporta.
Figura 7 – Gráfico do Coeficiente de Descarga (sem controle)
Fonte: Adaptado de UNITED STATES. BUREAU OF RECLAMATION, 1987, p. 370
Gráfico do Coeficiente de Descarga (com controle) disponível em: http://bit.ly/39J3GiG
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Vertedouro Tipo Labirinto
O vertedouro labirinto apresenta como característica principal uma crista (em 
planta) no formato de uma linha quebrada, repetindo módulos ou ciclos de forma 
poligonal. A parte superior da crista pode ser circular ou perfil tipo WES e a estru-
tura possui uma pequena espessura de, no máximo, 0,50 m. 
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UNIDADE Projeto e Dimensionamento de Vertedouros
A altura máxima não deve ser superior a 5 m, porque acima desse valor se 
torna antieconômico.
Permite, para uma dada carga de funcionamento e para uma mesma largura, 
descarregar maiores vazões do que outros tipos de vertedores.
Vantajoso para locais de pouca largura para implantação de vertedor, contudo, 
tem a desvantagem de não se adaptar à colocação de comportas em sua crista.
Figura 8 – Geometria do Vertedouro Labirinto
Fonte: TULLIS; AMANIAN; WALDRON, 1995
O dimensionamento deste tipo de vertedor considera que, em planta, as soleiras 
podem ser na forma retangular ou na forma trapezoidal.
A forma do vertedouro é definida por (l/w), em que, (l) é desenvolvimento total 
de um módulo e (w) é a largura de um módulo; α é o ângulo formado pelas paredes 
laterais e a direção do escoamento; n é o número de módulos ou ciclos (sempre 
considerar número inteiro). 
As equações a seguir definem as varáveis que compõem a crista do vertedou-
ro labirinto:
Comprimento vertente de um módulo (l): l = 4a + 2b (ver Figura 8).
A performance de um vertedouro labirinto (q*): * LQq
Q
= .
• Em que:
 » QL = vazão do vertedouro labirinto;
 » Q = vazão do vertedouro extravasor.
A relação entre largura do módulo (w) e a altura do vertedor (P) deve ser respei-
tada para planta trapezoidal (w/P) > 2 e para planta triangular (w/P) > 2,5.
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Vertedouro Tipo Sifão
A utilização do vertedouro tipo sifão fica limitada a descarregar pequenas va-
zões, quando o espaço é reduzido para o emprego de outro tipo de vertedouro e 
ainda manter o nível do reservatório praticamente constante.
A estrutura deste tipo de vertedouro é composta por um tubo fechado com a 
forma de um “U” invertido, formado por cinco partes: entrada, ramal superior, gar-
ganta ou seção de controle, ramal inferior e a saída. A crista é locada coincidindo 
com o nível normal de água no reservatório.
Seu funcionamento é composto por três fases. A primeira o escoamento é con-
siderado livre, na segunda fase, o escoamento passa a ser aerado e na terceira fase, 
o escoamento ocorre como conduto forçado. 
Então, quando o nível d’água do reservatório está na crista do vertedouro, o fun-
cionamento ocorre como um extravasor. Quando o nível d’água fecha a parte supe-
rior do sifão, o ar é expelido na saída, o sifão enche e o conduto trabalha forçado.
Vertedouro Tipo Sifão, disponível em: http://bit.ly/35wZteQ
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Para o dimensionamento do vertedouro tipo sifão, as equações utilizadas devem ser:
Vertedouro funcionado como extravasor: 
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22Q C gH L= .
• Em que:
 » C = coeficiente de descarga do vertedouro (gráfico vertedouro extravasor);
 » L = comprimento da crista do vertedouro;
 » H = carga (altura da água) sobre a crista do vertedouro;
 » Vertedouro funcionado como conduto forçado: 2Q CA gh= .
• Em que:
 » C = coeficiente de descarga do sifão (varia entre 0,55 a 0,80);
 » A = área da seção de controle;
 » h = diferença de cota entre os níveis de água de jusante e montante.
Vertedores e sua relevância nas usinas hidrelétricas, disponível em: http://bit.ly/2sYE29c
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UNIDADE Projeto e Dimensionamento de Vertedouros
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
100 barragens brasileiras
CRUZ, P. T. 100 barragens brasileiras. Editora: Oficina de Texto, 2004.
 Vídeos
Itaipu abre as tres calhas do vertedor
https://youtu.be/N2elUSk5VL0
 Leitura
Vertedores – Aula
https://bit.ly/2T27w0m
Determinação da vazão em diferentes tipos de vertedores
http://bit.ly/2N7xwnA
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Referências
EUA – Design of Small Dams, Water Resouces Technical Publication. U.S. 
Department of the Interior, Bureau of Reclamation, 1987.
GENOVEZ, A. I. B. Estruturas Hidráulicas, Notas de Aula. Universidade Estadual 
de Campinas, 2005.
OLIVEIRA, A. M. Utilização de Vertedores Tipo Labirinto em Pequenos Apro-
veitamentos Hidroelétricos. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Engenharia 
Civil, Arquitetura e Urbanismo/ UNICAMP, Campinas: SP, 2004.
TULLIS, J. P. et al. Design of Labyrinth Spillway. Journal of Hydraulic Engineering. 
Vol 121, nº 3, 1995.
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