Aula 6 Capilaridade nos solo

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4.5- Capilaridade nos solos
Moléculas de água na interface com o ar
→ atraídas para a fase líquida (mais densa) 
por uma força maior que a força da fase ar 
(menos densa). ⇒⇒ ⇒⇒
desbalanceamento de forças intermoleculares⇒⇒ ⇒⇒
contração da superfície
Moléculas de água dentro da massa de água 
→ submetidas a forças atrativas iguais em 
todas as direções.
recipiente com água
⇒⇒ ⇒⇒
contração da superfície⇒⇒ ⇒⇒
A água passa a ter a propriedade 
de suportar uma tensão superficial.
superfície 
sólida
→→→→ Se existe a curvatura ⇒⇒⇒⇒ diferença 
→→→→ E sabe-se que: quando um líquido 
entra em contato com uma superfície 
sólida, forma-se uma curvatura na 
interface que depende da interação 
físico-química entre 
ar/água/superfície sólida
menisco 
capilar
superfície 
sólida T=tensão 
superficial 
da água
→→→→ Se existe a curvatura ⇒⇒⇒⇒ diferença 
pressões entre a fase ar e a fase água⇒⇒ ⇒⇒
essa diferença de pressão entre a 
fase ar e a fase água é equilibrada 
pela tensão superficial da água
T T
P
→→→→ Esse fenômeno ocorre nos tubos capilares:
→→→→ Ocorre a subida da água no tubo 
capilar que resulta da existência de 
uma tensão superficial e da 
interação físico-química no contato 
vidro-ar-água
Equilíbrio →→→→ peso da água no tubo (P) = resultante da tensão superficial
P = pi.r2.hc.γw = 2pi.r.T ; r=raio do tubo
hc = 2T
r.γw →→→→ r ↓↓↓↓⇒⇒⇒⇒ hc ↑↑↑↑
A altura capilar é maior quanto menor 
for o diâmetro do tubo. 
(T = 0,073 N/m em 20ºC)
PA = Patm = 0 = PD
PB = γw . z = Pc
Se PD = PE + γw . hc = 0 ⇒ PE = - γw . hc
z
NA
Pressão na água 
no ponto E
→→→→ Como ficam as pressões ao longo do tubo capilar:
A pressão acima do NA é negativa.
PF = 0 
(+)(-)
⇒⇒⇒⇒ Esse fenômeno ocorre nos solos acima do lençol freático:
→→→→ Os vazios do solo formam “tubos” 
capilares ⇒ elevação da água por 
capilaridade (“franja capilar”).⇒⇒ ⇒⇒
a poropressão é negativa (u<0) na franja capilar
franja capilar
⇒⇒ ⇒⇒
como u<0 e σσσσ’ = σσσσ - u ⇒⇒⇒⇒ σσσσ’ > σσσσ
(na franja capilar)
F
hc = 2T
r.γw
Qual é a altura de subida da água hc ?
Equilíbrio ⇒⇒⇒⇒
hc
solo mais fino
solo mais grosso hc
Ascenção capilar nos solos
hc = 2T
r.γw
Lembrando...
pedregulhos: hc = poucos cm
areias: 1 a 2m
siltes: 3 a 4m
argilas: dezenas de metros
a
l
l
t
u
r
a
 
d
e
 
a
s
c
e
n
ç
ã
o
c
a
p
i
l
a
r
u>0
u=0
u<0
Ascenção capilar nos solos
u>0
u=0
u<0hc = 2T
r.γw
P = pi.r2.hc.γw = 2pi.r.T
⇑⇑⇑⇑
Meniscos capilares 
independentes do lençol 
freático
nesta faixa a água está presa no 
contato entre as partículas, mas 
isolada do lençol
Importância do estudo da capilaridade:
- Construção de aterros e pavimentos: a água que sobe por 
capilaridade pode comprometer a durabilidade de pavimentos ou 
estruturas em contatos com o solo.
- Sifonamento capilar em barragens : a água pode, por 
capilaridade, ultrapassar barreiras impermeáveis por efeito de capilaridade, ultrapassar barreiras impermeáveis por efeito de 
sifonamento e percolar através do corpo da barragem;
- Coesão aparente (!!!): parcela de resistência gerada 
pelos meniscos capilares (u<0) presentes em solos não 
saturados e que pode desaparecer ou ser reduzida em 
épocas de estações chuvosas.