PRINCÍPIOS DE CLIMATOLOGIA E HIDROLOGIA

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PRINCÍPIOS DE 
CLIMATOLOGIA E 
HIDROLOGIA 
Vanessa de Souza Machado
Infiltração
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Descrever o processo de in� ltração – evolução do per� l de umidade.
  Identi� car as características da in� ltração.
  Avaliar os fatores que intervêm na capacidade de in� ltração.
Introdução
Infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água atravessa a 
superfície do solo. Neste texto você vai estudar o conceito de infiltração 
e sua importância, bem como os poluentes existentes no solo. 
Processo de infiltração
Infi ltração é a passagem de água da superfície para o interior do solo. É um 
processo que depende fundamentalmente de:
  Disponibilidade de água para infiltrar.
  Natureza do solo.
  Estado da camada superficial do solo.
  Quantidades de água e ar inicialmente presentes no interior do solo.
O espaço disponível para a água se acumular e se movimentar no interior 
do solo é determinado pelos vazios existentes entre os grãos que compõem a 
estrutura do solo. A porosidade é o parâmetro capaz de especificar a máxima 
retenção de água no solo. Já o teor de umidade do solo será sempre menor ou 
igual à porosidade. Por fim, a relação entre o volume de água e o volume de 
vazios da amostra define o grau de saturação do solo. 
As camadas superiores do solo vão se umedecendo de cima para baixo à 
medida que a água infiltra pela superfície, sendo o perfil de umidade alte-
rado gradativamente. Enquanto houver uma quantidade de água, o perfil de 
umidade evolui e tende a saturar em toda a profundidade, sendo a superfície 
o primeiro nível a saturar. 
É importante observar que a infiltração decorrente de precipitações naturais 
não é capaz de saturar todo o solo, restringindo-se a saturar apenas as camadas 
próximas à superfície, quando consegue.
Pode-se observar que nas camadas inferiores do solo é encontrada uma 
zona de saturação, conhecida como lençol freático, mas ela só terá influência 
no fenômeno da infiltração se sua localização for próxima, isto é, estar situada 
a pouca profundidade.
Após a passagem da água pela superfície do solo, ou seja, quando deixa de 
haver infiltração, a umidade no interior do solo se redistribui, evoluindo para 
um perfil inverso com os menores teores de umidade próximos à superfície 
e maiores nas camadas mais profundas. Há, então, uma tendência de um 
movimento descendente da água, provocando um molhamento das camadas 
inferiores e dando origem ao fenômeno que recebe o nome de redistribuição. 
Nem toda a umidade é drenada para as camadas mais profundas do solo, pois 
uma parte é transferida para a atmosfera através da evapotranspiração.
Você pode ver perfil típico de umidade do solo durante a infiltração es-
quematizado na Figura 1.
Figura 1. Perfil de umidade do solo durante a infiltração.
Fonte: Tucci (2013).
H0
L
Zona de transmissão
Zona de transição
Zona de umedecimento
Zona de saturação
Frente de umedecimento
θi θs
Umidade (θ)
Princípios de climatologia e hidrologia90
  Zona de saturação: corresponde a uma camada de cerca de 1,5 cm. É 
uma zona em que o solo está saturado, ou seja, com um teor de umidade 
igual ao teor de umidade de saturação. 
  Zona de transição: é uma zona com espessura em torno de 5 cm, cujo 
teor de umidade decresce rapidamente com a profundidade. 
  Zona de transmissão: é a região do perfil através da qual a água é 
transmitida. Essa zona é caracterizada por uma pequena variação da 
umidade em relação ao espaço e ao tempo. 
  Zona de umedecimento: é uma região caracterizada por uma grande 
redução no teor de umidade com o aumento da profundidade. 
  Frente de umedecimento: compreende uma pequena região na qual 
existe um grande gradiente hidráulico e uma variação significativa 
da umidade. A frente de umedecimento representa o limite visível da 
movimentação de água no solo.
Características da infiltração 
A capacidade de infi ltração (CI ou f) é o potencial que o solo tem de absorver 
água pela sua superfície, também conhecido como, a quantidade máxima 
de água que pode infi ltrar no solo em um determinado intervalo de tempo, 
portanto, tem dimensão de comprimento por tempo e é medida em mm/h ou 
mm/dia. 
A medida da capacidade de infiltração é obtida em termos de uma altura de 
lâmina d’água, por unidade de tempo: representada, fisicamente, pelo volume 
de água que o solo pode absorver, por unidade de área, na unidade de tempo.
Essa capacidade só é atingida durante uma chuva se houver excesso de 
precipitação. Caso contrário, a taxa de infiltração da água do solo não é 
máxima, não se igualando à capacidade de infiltração. 
Deve-se fazer distinção entre os conceitos de capacidade de infiltração 
e taxa real de infiltração, uma vez que esta última só acontece quando há 
disponibilidade de água para penetrar no solo. Portanto, ela apresenta mag-
nitude alta no início do processo e, com o transcorrer dele, atinge um valor 
aproximadamente constante após um longo período de tempo. Reforçamos 
que este valor é denominado taxa de infiltração estável, comumente conhecido 
com VIB (velocidade de infiltração e infiltração acumulada em função do 
tempo para solo inicialmente seco e úmido).
As curvas, em função do tempo, da taxa real de infiltração e da capacidade 
de infiltração de um solo somente coincidem quando o aporte superficial de 
91Infiltração
água (proveniente de precipitações e mesmo de escoamentos superficiais de 
outras áreas) tem intensidade superior ou igual à capacidade de infiltração. 
Se uma precipitação atinge o solo com uma intensidade (i) menor que a 
capacidade de infiltração (CI ou f) toda a água penetra no solo, provocando uma 
progressiva diminuição da própria capacidade de infiltração. Se a precipitação 
continuar, dependendo da sua intensidade, poderá ocorrer um instante em que 
a capacidade de infiltração diminui, ao ponto de se igualar à intensidade da 
precipitação. A partir desse momento, mantendo-se a precipitação, a infiltra-
ção real se processa na mesma taxa da capacidade de infiltração, que passa 
a decrescer exponencialmente com o tempo, tendendo a um valor mínimo.
Cessada a precipitação, e não havendo aporte de água na superfície do solo, 
a taxa de infiltração real anula-se com rapidez, ao passo que a capacidade de 
infiltração volta a crescer, já que o solo continua a perder umidade para as 
camadas mais profundas, além das perdas por evapotranspiração. 
Capacidade de infiltração
A infi ltração é um processo que depende, em maior ou menor grau, de diversos 
fatores que a infl uenciam, entre eles destacam-se:
Condição da superfície: a natureza da superfície considerada é fator 
determinante no processo de infiltração. Áreas urbanizadas apresentam me-
nores velocidades de infiltração que áreas agrícolas, principalmente quando 
têm cobertura vegetal.
Tipo de solo: a capacidade de infiltração varia diretamente com a po-
rosidade do solo, com o tamanho das partículas do solo e, também, com a 
distribuição granulométrica e o estado de fissuração das rochas. Portanto, a 
textura e a estrutura são propriedades que influenciam expressivamente a 
infiltração.
Condição do solo: em geral, o preparo do solo tende a aumentar a capa-
cidade de infiltração. No entanto, se as condições de preparo e de manejo 
do solo forem inadequadas, a sua capacidade de infiltração poderá tornar-se 
inferior a de um solo sem preparo, principalmente se a cobertura vegetal 
presente sobre o solo for removida.
Grau de umidade do solo: o solo no estado seco tem maior capacidade 
de infiltração, em razão de a ação gravitacional se somar às forças capilares. 
Pode-se dizer que quanto maior for a umidade do solo, menor será a capacidade 
de infiltração. Também devemos considerar que: para um mesmo solo, a capa-
cidade de infiltração será maior quanto mais seco estiver o solo inicialmente.
Princípios de climatologia e hidrologia92
Carga hidráulica: quanto maior for a carga hidráulica, isto éa espessura 
da lâmina de água sobre a superfície do solo, maior será a taxa de infiltração.
Compactação pela ação de homens e animais: a compactação da superfí-
cie do solo o torna mais impermeável, diminuindo a capacidade de infiltração. 
Ação da precipitação sobre o solo: o efeito da compactação da superfí-
cie do terreno e do transporte através da ação da chuva sobre o solo tende a 
diminuir a capacidade de infiltração. 
Alteração da macroestrutura do terreno: a capacidade de infiltração pode 
ser aumentada pela alteração da macroestrutura do solo devido a fenômenos 
naturais, como escavações de animais, decomposição de raízes de plantas e 
ação do sol e à ação do homem no cultivo da terra (aração). 
Cobertura vegetal: a presença da cobertura vegetal tende a aumentar 
a capacidade de infiltração do solo, pois atenua a ação da chuva e facilita a 
atividade de insetos e outros animais no processo de escavação. Ainda, por 
dificultar o escoamento superficial e por retirar a umidade do solo, possibilita 
a ocorrência de maiores valores da capacidade de infiltração. 
Temperatura do solo: a infiltração é um fenômeno de fluxo de água no 
solo. Assim, sua medida depende da temperatura da água mensurada por meio 
de sua capacidade de infiltração, da qual depende a sua viscosidade. Menores 
temperaturas provocam o aumento da viscosidade, portanto, é possível dizer 
que a velocidade de infiltração aumenta com a temperatura, devido à dimi-
nuição da viscosidade da água.
Presença de ar: o ar retido temporariamente nos espaços intergranulares 
retarda a infiltração da água.
93Infiltração
A capacidade de infiltração de um solo pode ser medida com a utilização de aparelhos 
denominados infiltrômetros. Os infiltrômetros são, em geral, de dois tipos: 
1. Os infiltrômetros propriamente ditos, de anel metálico, que utilizam a aplicação de 
água por inundação (mantém sempre um aporte de água na superfície).
2. Os simuladores de chuva, que utilizam a aplicação de água por aspersão. 
Os infiltrômetros do primeiro tipo são tubos cilíndricos, curtos e feitos de chapa 
metálica com diâmetro entre 20 e 90 cm. Eles são cravados verticalmente no solo, 
de modo a sobrar uma pequena altura livre. Existem duas variações do infiltrômetro 
de anel metálico, dependendo da variação utiliza-se um ou dois tubos concêntricos. 
Quando se utilizam dois tubos, o externo tem o papel de prover a quantidade de água 
necessária ao espalhamento lateral devido aos efeitos de capilaridade. Assim, a infil-
tração propriamente dita é medida considerando a área limitada pelo cilindro interno. 
Durante o experimento, mantém-se sobre o solo uma pequena lâmina de 5 a 10 
mm de água nos dois compartimentos. Para obter o valor de f, divide-se a taxa de 
aplicação da água pela área da seção transversal do tubo interno.
Os principais inconvenientes relacionados ao uso de infiltrômetros e que causam 
erros nas medidas, são: 
  ausência do efeito de compactação da chuva; 
  fuga do ar retido para a área externa aos tubos; 
  deformação da estrutura do solo com a cravação dos tubos. 
Os infiltrômetros do segundo tipo, chamados de simuladores de chuva, são aparelhos 
nos quais a água é aplicada por aspersão, com taxa uniforme superior a capacidade 
de infiltração, exceto para um breve intervalo de tempo inicial. As áreas delimitadas de 
aplicação da água são normalmente de formato retangular ou quadrado, de 0,10 m2 até 
40 m2 de superfície. Essas áreas são circundadas por canaletas que recolhem a água do 
escoamento superficial. Medem-se, nos testes, a quantidade de água adicionada e o 
escoamento superficial resultante, deduzindo-se o valor da capacidade de infiltração.
Princípios de climatologia e hidrologia94
Se em um solo com baixa capacidade de infiltração for adicionado água, a uma taxa 
elevada, a taxa de infiltração será correspondente à capacidade de infiltração daquele 
solo. Deverá existir empoçamento da água na superfície e escoamento superficial 
daquela água. Uma taxa excedente à capacidade de infiltração do solo poderá ocorrer. 
À medida que se vai adicionando água no solo, a frente de umedecimento vai 
atingindo uma profundidade cada vez maior, diminuindo, assim, a diferença de umidade 
entre essa frente e a camada superficial, que vai se tornando cada vez mais úmida. 
Com isto, a taxa de infiltração vai se reduzindo de forma substancial, até um valor 
praticamente constante, característico de cada tipo de solo. 
Portanto, a taxa de infiltração depende diretamente da textura e da estrutura do solo 
e, para um mesmo solo, depende do teor de umidade na época da chuva ou irrigação, 
da porosidade e da existência de camada menos permeável (camada compactada) 
ao longo do perfil. 
Quando uma precipitação atinge o solo com intensidade menor do que a capacidade 
de infiltração, toda a água penetra no solo, provocando progressiva diminuição na 
própria capacidade de infiltração. 
95Infiltração
TUCCI, C. E. M. (Org.). Hidrologia: ciência e aplicação. 4. ed. Porto Alegre: UFRGS/
ABRH, 2013.
Leituras recomendadas
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recursos hídricos. Brasília, DF: Ministério da Ciência e Tecnologia, [2003]. Disponí-
vel em: <http://capacitacao.ana.gov.br/Lists/Editais_Anexos/Attachments/ 23/03.
PHidrologiaAmb-GRH-220909.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
PINHEIRO, A.; TEIXEIRA, L. P.; KAUFMANN, V. Capacidade de infiltração de água em 
solos sob diferentes usos e práticas de manejo agrícola. Ambi-Agua, Taubaté, v. 4, 
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Referência