Aula 07 - Infiltração

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Infiltração
Universidade Federal de Alagoas
Campus Sertão		
Prof. Thiago Pereira
thiago_alb@hotmail.com
		
Passagem de água da superfície para o interior do solo;
Fenômeno de penetração da água nas camadas de solo próximas à superfície do terreno, 
Move-se para baixo, através de vazios, sob a ação da gravidade, até atingir uma camada suporte que a retém, formando então a água do solo;
Infiltração
Processos difíceis de quantificar;
Física não muito complicada, mas fortemente dependente da variabilidade espacial das propriedades do solo;
Estimativas por equações empíricas ajustadas para reproduzir dados medidos no campo.
Infiltração
Crescimento da vegetação
Abastecimento dos aquíferos (mantém vazão dos rios durante as estiagens)
Redução do escoamento superficial, cheias, erosão.
Importância
É um fenômeno que depende:
Da água disponível para infiltrar
Da natureza do solo
Do estado da superfície
Das quantidades de água e ar, inicialmente presentes no solo
Infiltração
O processo de infiltração define a entrada de água no solo.
Já o movimento da água dentro do perfil é comumente referido como percolação
Infiltração x Percolação
Enquanto há aporte de água, o perfil de umidade tende à saturação em toda a profundidade, sendo a superfície, naturalmente, o primeiro nível a saturar. 
Quando o aporte de água à superfície cessa, a umidade no interior do solo se redistribui, evoluindo para um perfil de umidade inverso, com menores teores de umidade próximo à superfície e maiores nas camadas mais profundas.
Infiltração
Antes da chuva
Depois da chuva
Infiltração
A infiltração da água no solo pode ser considerada como sendo a sequência das três seguintes fases:
 A entrada da água pela superfície;
 A percolação da água através do perfil do solo;
 A relação da capacidade de armazenamento da água no solo.
Infiltração
Quantidade máxima de água que um solo em determinadas condições pode absorver;
 Ela varia no decorrer da chuva.
Se uma precipitação atinge o solo com uma intensidade menor que a capacidade de infiltração toda a água penetra no solo;
Depois ocorre uma progressiva diminuição da capacidade de infiltração, pois o solo está se umedecendo.
Capacidade de Infiltração
Capacidade de Infiltração
Quando cessa a infiltração, parte da água no interior do solo propaga-se para camadas mais profundas no solo e parte é transferida para a atmosfera por evaporação direta ou por transpiração dos vegetais;
Esse processo faz com que o solo vá recuperando sua capacidade de infiltração, tendendo a um limite superior à medida que as camadas superiores do solo vão se tornando mais secas.
Infiltração
	Permeabilidade do solo: Por exemplo a presença de argila no solo diminui sua porosidade, não permitindo uma grande infiltração.
Fatores Intervenientes
Cobertura vegetal: Um solo coberto por vegetação é mais permeável do que um solo desmatado.
Fatores Intervenientes
Inclinação do terreno: em declividades acentuadas a água corre mais rapidamente, diminuindo o tempo de infiltração.
Fatores Intervenientes
Tipo de chuva: Chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo que chuvas finas e demoradas têm mais tempo para se infiltrarem.
Fatores Intervenientes
Umidade do Solo: Por exemplo em um solo mais úmido a infiltração é menor do que um solo mais seco.
Temperatura: escoamento no solo é laminar (tranquilo) em função da viscosidade da água. Quanto maior a temperatura maior a infiltração de água no solo;
Fatores Intervenientes
O solo é uma mistura de materiais sólidos, líquidos e gasosos. 
Na mistura também encontram-se muitos organismos vivos (matéria orgânica)
Água no Solo
Composição do Solo
Umidade do solo varia ao longo do tempo.
Para retirar a umidade do solo:
Por gravidade
Por sucção
Umidade do Solo
Método gravimétrico:
Coleta amostra e pesa/Seca a amostra e pesa
TDR
Time domain reflectometry
Existe uma relação entre o conteúdo de umidade e a constante dielétrica do solo. 
Mede o tempo de transmissão de um pulso eletromagnético através do solo, entre um par de placas metálicas colocadas no solo. 
Permite medições contínuas e não destrutivas
Método de Speedy (Pó absorvente base de carbureto de cálcio);
Outros (nuclear, sensoriamento remoto…)
Umidade do Solo
Solo arenoso: 23,5 cm/hora
Solo siltoso: 1,32 cm/hora
Solo argiloso: 0,06 cm/hora
Condutividade Hidráulica (Saturada)
Inicialmente não saturados
Preenchimento dos poros garante alta taxa de infiltração
A medida que o solo vai sendo umedecido, a taxa de infiltração diminui
Equações empíricas
Infiltração no Solo
f = taxa de infiltração (mm/hora)
fc = taxa de infiltração em condição de saturação (mm/hora)
fo = taxa de infiltração inicial (mm/hora)
t = tempo (minutos)
 = parâmetro que deve ser determinado a partir de medições no campo (1/minuto)
Equação de Horton
Equação de Horton
Infiltração conforme o tipo de solo
Equação de Horton
Infiltrômetros 
Medição da Infiltração
Infiltrômetros 
Medição da Infiltração
São constituídos de dois anéis concêntricos de chapa metálica, com diâmetros variando entre 16 e 40 cm;
São cravados verticalmente no solo de modo a restar uma pequena altura livre;
Aplica-se água em ambos os cilindros mantendo uma lâmina líquida de 1 a 5 cm;
Mede-se o volume aplicado a intervalos fixos de tempo. 
O experimento acaba quando não existe mais infiltração.
Infiltrômetros
V = variação de volume de água armazenada no solo;
P = precipitação;
Q = escoamento superficial;
G = percolação;
ET = evapotranspiração 
Balanço Hídrico no Solo
Dado o hietograma (distribuição temporal da chuva) em uma bacia. Sabendo que as características do solo é dada abaixo:
fo =0,5 mm/hora; 
fc = 0,005 mm/hora; e 
b = 0,3/hora.
Calcule o volume escoado 
e o infiltrado para 1 m².
Exercício
t(horas)
P (mm)
0
0
5
15
10
10
15
10
20
5
25
5
30
5
31
31