Aula 13B Capilaridade

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS 
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
ENGENHARIA CIVIL 
CAPILARIDADE 
Aula 13 
 
RENATO CABRAL GUIMARÃES 
MECÂNICA DOS SOLOS I 
1. Introdução 
 A capilaridade/sucção pode ser definida como a deficiência de 
pressão, em relação à pressão atmosférica, que aparece nos poros 
de material como conseqüência das ligações entre moléculas de 
água e o esqueleto sólido. 
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 Para os solos granulares as forças de ligação são função da tensão 
superficial no fluido e o termo apropriado é capilaridade. Já para as 
argilas intervêm forças de natureza adsorvida e o termo adequado é 
sucção. 
 No primeiro caso, o fenômeno é mais físico e estas forças de 
ligação serão tanto maiores quanto menores forem os diâmetros 
dos poros. 
 No segundo caso ele é físico-químico, pois embora a capilaridade 
exista, a força de ligação entre as partículas de argilas dependerá 
preponderantemente de sua capacidade de retenção de água e de 
suas forças eletromagnéticas. 
1. Introdução 
 A capilaridade/sucção foi durante muito tempo interesse quase que 
unicamente dos agrônomos, até que Bishop apresentou os 
primeiros estudos mostrando a influência deste parâmetro no 
comportamento mecânico dos solos. 
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 A grande diversidade dos solos faz com que se tomem modelos 
simples tais como o tubo capilar de vidro para explicar a parte física 
do fenômeno da capilaridade. 
 Quanto ao estudo da parte química, referente a capacidade de 
retenção de água das argilas, a interferência de muitas variáveis 
(tipo de íon, concentração, temperatura, tipo e quantidade de argilo-
mineral, etc) dificultam a realização de um estudo teórico 
abrangente. 
 Experimentalmente o estudo de capilaridade é possível para 
diferentes tipos de solo. 
2. Ascensão capilar 
 Considerando um tubo de pequeno diâmetro mergulhado em um 
liquido, no contato superfície do tubo-líquido surge uma tensão 
superficial cuja resultante de forças é a força capilar (Fc) . 
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cwww hrVPa 
2
rTperímetroTF ssc 2coscos  
w
s
r
T
hc





cos2
3. Capilaridade nos Solos 
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 Na natureza, no entanto, a variação do diâmetro dos poros e de 
outros fatores tais como tipo de solo e nível do lençol freático, 
limita a validade da analogia que acabou-se de fazer. 
 Apresenta-se na Tabela a seguir valores típicos de ascensão 
capilar, para diferentes tipos de solos. 
Tipo de solo Altura capilar (cm) 
Areia grossa 2 a 5 
Areia média 12 a 35 
Areia Fina 35 a 70 
Silte 70 a 150 
Argila 200 a 400 
3. Capilaridade nos Solos 
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 A tensão superficial da água tende a aproximar as partículas, 
aumentando a tensão efetiva (coesão aparente). 
3. Capilaridade nos Solos 
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 Importância do Efeito Capilar. 
a) construção de pavimentos e aterros rodoviários. 
b) Sifonamento 
 capilar. 
4. Determinação da Capilaridade dos Solos 
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Método 
Realizado 
em: 
Tipo de 
sucção 
Faixa de 
medida (kPa) 
Tipo de 
medida 
Observação 
Funil de pedra 
porosa 
Laboratório Matricial 0 - 70 Direta 
Para baixas sucções. Sucção 
aplicada diretamente à amostra. 
Tensiômetros 
Laboratório e 
Campo 
Matricial 0 - 70 Direta 
Tempo de resposta em função 
da condutividade da pedra 
porosa. 
Blocos Porosos 
Laboratório e 
Campo 
Matricial 10 - 1000 Indireta 
Histerese pronunciada, mais 
sensível às altas sucções. Longo 
tempo de resposta. Fácil 
deterioração do material. 
Placa de 
Pressão 
Laboratório Matricial 20 – 1500 Direta 
A capacidade depende da pedra 
porosa (pressão de entrada de 
ar). Utiliza a técnica de 
translação de eixos. 
Psicrômetro 
Laboratório e 
Campo 
Total e 
osmótica 
100 - 8000 Direta 
Mais recomendado para 
laboratório. Depende de 
rigoroso controle de 
temperatura. 
Membrana de 
Pressão 
Laboratório Matricial Até 10000 Direta 
Emprega a técnica de translação 
de eixos. Emprega membrana 
de celulose. 
Papel Filtro Laboratório 
Matricial e 
total 
Todos os 
valores 
Indireta 
Necessita de máxima precisão 
na pesagem. 
 
4. Determinação da Capilaridade dos Solos 
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 A determinação da capilaridade/sucção dos solos em 
laboratório pode ser realizada por diferentes métodos. Os 
métodos mais comuns no laboratório são a Câmara de Richard e 
a técnica do papel filtro. 
Solo Solo
Fluxo de vapor
Fluxo capilar
Papel Filtro
4. Determinação da Capilaridade dos Solos 
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 Em todos os métodos o objetivo é obter a curva característica 
(sucção x umidade ou saturação). 
Sucção do solo (kPa)
Curva de secagem 
Conteúdo de ar
 residual
Umidade volumétrica 
residual, qr
Curva de 
umedecimento
Entrada de ar
q 's
qs
Te
or
 d
e u
m
id
ad
e v
ol
um
étr
ica
 (%
)
4. Determinação da Capilaridade dos Solos 
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 A sucção do solo depende de vários fatores, podendo-se 
destacar: 
a) grau de saturação; 
b) índice de vazios; 
c) Estrutura e tipo de solo.