Aula 04 Propriedades Físicas dos Aquíferos PARTE 01

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Curso: Engenharia Ambiental e Sanitária
Disciplina: Hidrogeologia
Professor: Delfábio Teixeira
Aula 04 – Movimento das Águas Subterrâneas – PARTE 01
CAP CITAÇÃO
HUM NAA
MAPAS MENTAIS
CF Art. 225
▪ Propriedades Físicas
• Porosidade
• Retenção específica
• Lei de Darcy
Aula 04 – Movimento das Águas Subterrâneas – PARTE 01
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos PROPRIEDADES FÍSICAS
▪ A porosidade de um solo ou material rochoso
é a percentagem do volume total de material
que é ocupado por poros ou interstícios.
▪ Estes poros podem ser preenchidos com
água se o material é saturado, ou com ar e
água se o material é não‐saturado.
▪ A porosidade total pode ser definida como a
relação entre o volume de vazios e o volume
total.
ƞ – porosidade total, 
Vv– volume de vazios 
V – volume total
Vv=0,3 m³
Vt=1,0 m³
)(
)(
)(
t
v
VtotalVolume
VvaziosdeVolume
Porosidade 
³0,1
³3,0
)(
m
m
Porosidade 
30,0)( Porosidade
POROSIDADE
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos
EXERCÍCIO
Numa região choveu 100 mm numa semana e 25% da precipitação pluviométrica infiltrou-se. A
porosidade do solo no local é de 20%. Qual e elevação do nível freático?
Fonte: Hidrogeologia –Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. C. Feitosa e João Manoel Filho – Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000 
PROPRIEDADES FÍSICAS
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos POROSIDADE
▪ A porosidade depende da forma, do grau de
compactação e da distribuição do tamanho
das partículas.
▪ Se os grãos são de tamanho variado, a
porosidade tende a ser menor do que no
caso de grãos uniformes, pois os grãos
pequenos tendem a ocupar os espaços vazios
entre os maiores.
▪ A porosidade pode ser calculada através de
um teste de laboratório, no entanto, vários
autores já publicaram tabelas com
porosidades para diferentes materiais.
▪ A Tabela 1, a seguir, apresenta as
porosidades de alguns materiais.
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa, a partir de: Hidrogeologia –Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. C. Feitosa e João Manoel Filho 
– Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000 
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos POROSIDADE
a) Rocha sedimentar com granulometria homogênea
(porosidade elevada);
b) Rocha sedimentar de granulometria homogênea
cujos grãos são porosos (porosidade muito
elevada);
c) Rocha sedimentar de granulometria heterogênea
(baixa porosidade);
d) Rocha sedimentar de granulometria heterogênea
e alto grau de cimentação (porosidade muito
baixa);
e) Rocha com porosidade secundária devido a
fraturas;
f) Rocha com porosidade secundária devido a
dissolução.
Fonte: Hidrogeologia –Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. 
C. Feitosa e João Manoel Filho – Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 
2000 
TIPOS CLÁSSICOS DE POROSIDADE
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos POROSIDADE
▪ Ao se extrair água de um aqüífero, parte do
líquido é retida por forças moleculares e pela
tensão superficial e apenas uma parte do
total armazenado é liberada.
▪ Assim, é necessário se definir o conceito de
porosidade efetiva.
▪ Este parâmetro pode ser definido com a
quantidade de água fornecida por unidade de
volume do material, ou seja, a razão entre o
volume de água efetivamente liberado de
uma amostra de rocha porosa saturada e o
volume total.
ƞe – porosidade efetiva
Vd– volume de água drenada por gravidade
V – volume total
▪ A porosidade efetiva, da mesma forma que a
porosidade, é uma grandeza adimensional, que pode
ser expressa em porcentagem.
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa, a partir de: Hidrogeologia –Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. C. Feitosa e João Manoel Filho 
– Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000 
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos RETENÇÃO ESPECÍFICA
▪ A quantidade de água retida por unidade de volume do material é denominada retenção específica (Re),
também chamada de capacidade de campopelos profissionais que trabalham com irrigação.
▪ A soma da porosidade efetiva e da retenção específica é igual à porosidade total.
▪ Um aqüífero, para ser considerado como bom, deve apresentar valores elevados tanto de porosidade
quanto de porosidade efetiva.
)(
)(
)(Re
t
r
e
VtotalVolume
VretidoVolume
Respecíficatenção 
ee R
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa, a partir de: Hidrogeologia 
– Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. C. Feitosa e João 
Manoel Filho – Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000 
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos LEI DE DARCY
▪ O marco inicial dos estudos sobre as águas
subterrâneas veio à tona com o estudo
experimental do engenheiro Henry Darcy.
▪ Tal feito se deu através de estudos
experimentais, onde, através de um conduto
preenchido de material granular, ele simulou o
transporte da água através do meio poroso,
realizando medições do volume de água
transportado através deste conduto.
▪ Ao mesmo tempo ele realizava medições de
pressão entre 2 pontos.
▪ O esquema apresentado na figura a seguir
mostra como o experimento foi montado.
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa, a partir de: Hidrogeologia –Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. C. Feitosa e João Manoel Filho –
Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000 
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos LEI DE DARCY
▪ Através deste experimento, Darcy chegou a
conclusão que a vazão por este conduto é:
✓ diretamente proporcional à área de sua seção
transversal;
✓ diretamente proporcional à diferença de
pressão entre 2 pontos;
✓ inversamente proporcional ao comprimento (L)
da coluna do meio porosos que a mesma
percorria;
✓ tudo isto multiplicado pela constante de
proporcionalidade, denominada de
condutividade hidráulica.
Q – É a vazão, em m³/s;
K – Constante de proporcionalidade ou condutividade 
hidráulica, em m/s;
A – Área da seção transversal, em m2;
(h2 – h1) – Diferença de pressão entre os pontos 1 e 2, em m;
L – Comprimento, em m
▪ Sua fórmula apresenta‐se a seguir:
Fonte: Notas de Aula Profª Érika Justa, a partir de: Hidrogeologia –Conceitos e Aplicações 2ª Edição / Fernando A. C. Feitosa e 
João Manoel Filho – Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000 
Disciplina: Hidrogeologia
Distribuição e Importância dos Recursos Hídricos LEI DE DARCY
▪ A velocidade de Darcy é dada por:
▪ Uma observação importante deve ser feita: a
velocidade (q) não representa a velocidade real
do escoamento*, ou seja, esta não é velocidade
real através dos poros.
▪ Porém quando se aplica o conceito de
porosidade efetiva, pode‐se determinar a
equação para a velocidade de Darcy através dos
poros, ou seja, a real velocidade entre os poros:
*Já que a seção considerada (A) representa a área total, ou seja, a área correspondente aos vazios e à área
correspondente à parte sólida. A área da seção transversal do escoamento pelos poros é bem menor que a área de
seção do aquífero e pode ser obtida multiplicando-se a área pela porosidade efetiva para o fluxo: Ap = Atotal . ƞe
REFLETIND
À IMAGEM E SEMELHANÇA
Gn 1:26
“Também disse Deus: 
Façamos o homem à nossa
imagem, conforme a nossa 
semelhança...”