CAP II - ÁGUA NO SOLO - AULA 2017-1

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Irrigação e Drenagem - 2017 
Edvaldo Filho dos Reis 
 
CAP II - ÁGUA NO SOLO 
 
 
DEFINIÇÃO E COMPOSIÇÃO DO SOLO 
 
Sob o ponto de vista agrícola, o solo é o produto da intemperização e 
fragmentação da crosta terrestre por meio de processos físicos, 
químicos e biológicos, sendo, portanto, um sistema heterogêneo, 
trifásico, disperso e poroso. 
O solo é constituído de partículas sólidas, liquidas e gasosas. Sendo a 
parte sólida constituída por partículas minerais e orgânicas. As frações 
minerais e orgânicas encontram-se mais ou menos agrupadas, de tal 
forma a deixar espaços vazios entre elas, ao quais constituem a parte 
porosa do solo. Este espaço poroso do solo divide-se os gases e a 
solução. 
O solo serve como suporte para as plantas, além de reservatório de 
água, ar e nutrientes para elas se desenvolverem. 
De forma geral, a composição dos solos pode ser representada de 
acordo com o esquema abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FRAÇÃO SÓLIDA 
As partículas sólidas apresentam formas, tamanhos e composição 
química diferente. Enquanto algumas são tão pequenas, como os 
colóides, outras são grandes, suficiente para serem vistas a olho nu. 
Dependendo do tamanho médio, as partículas minerais são 
classificadas em três frações, ou seja: 
 
Areia: 2 – 0,02 mm; 
Silte: 0,02 – 0,002 mm; 
Argila: < 0,002 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O SOLO COMO UM RESERVATÓRIO 
 
O solo é constituído de partículas sólidas, líquidas e gasosas. O 
volume de sólidos pode ser considerado praticamente fixo, enquanto 
os gases e a solução dividem o espaço poroso do solo. 
A parte sólida deste material poroso consiste principalmente de 
partículas minerais e substâncias orgânicas de várias formas e 
tamanhos, e é chamada de esqueleto, sólidos ou matriz do solo. 
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A parte porosa ou a parte não ocupada pela matriz do solo consiste de 
poros interconectados e recebe o nome de espaço poroso ou poros do 
solo. 
Se a quantidade de solução ou a umidade do solo aumentam, a 
quantidade de gases diminui. 
Na realidade, o solo pode ser considerado um grande reservatório de 
água, cuja quantidade de água armazenada varia com a umidade. 
 
SOLO 
O solo é um substrato natural que promove a sustentação dos 
vegetais, armazenando água e nutrientes para os mesmos. 
Dentro da relação água-solo-planta-atmosfera, torna-se necessário 
conhecer algumas de suas características para o bom aproveitamento 
ou mesmo o sucesso da irrigação. 
Essas características influenciam de diversas formas na quantidade de 
água que será armazenada e aproveitada pelas plantas. Por ex.: A 
velocidade de infiltração da água e a retenção de umidade do solo são 
os principais fatores diretamente dependentes destas características. 
As principais características físicas do solo que afetam a retenção da 
água são: Textura, estrutura e porosidade. 
 
a) TEXTURA 
 
A textura do solo refere-se à distribuição das partículas que o 
compõem em termos de tamanho e porcentagem de ocorrência. A 
importância do tamanho das partículas diz respeito ao número delas 
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por unidade de volume ou de peso, e a superfície que elas expõem. A 
superfície exposta determina as propriedades de retenção de água e 
de nutrientes. 
A textura de um solo é determinada pelas proporções de areia, silte e 
argila contida em sua composição. 
Solos arenosos são caracterizados como solos de alta permeabilidade 
ou infiltração. São por esta razão, solos que não possuem boa 
capacidade de armazenamento de água. 
Solos argilosos são caracterizados como solos de baixa 
permeabilidade, e alta capacidade de armazenamento de água. 
A textura é uma propriedade física do solo que deve ser determinada 
em laboratório. 
 
 
b) ESTRUTURA 
A estrutura do solo refere-se ao arranjo das partículas e a adesão de 
partículas menores na formação de agregados. Dessa forma, é uma 
propriedade qualitativa. É a maneira pela quais as partículas do solo 
se agregam ou agrupa na natureza. Os poros apresentam entre os 
agregados e dentro deles, sendo de maior tamanho os primeiros. 
Refere-se à forma de arranjamento das partículas do solo e influencia 
na permeabilidade e na resistência à erosão. Os principais tipos de 
estrutura são: prismática, em blocos, laminar, granular, e sem 
estrutura ou grãos simples. 
A estrutura é uma propriedade física do solo que pode ser destruída 
através do manejo inadequado, resultando em solos compactados e 
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mal aerados, onde são prejudicadas a infiltração da água e a 
penetração e oxigenação das raízes. 
A recuperação da estrutura de um solo é um processo lento, mas pode 
ser conseguido através da aplicação de matéria orgânica e rotação de 
culturas. 
c) POROSIDADE DO SOLO: 
É a Razão entre o volume total de poros (água + ar) e o volume total 
ocupado pela amostra de solo (sólidos + água + ar). 
gsolo de poros.cm de cm
V
VV
V
V
P 3-3-
t
st
t
p


 
Valores representativos de porosidade 
Solo arenoso = 0,396 a 0,321 cm-3 . cm-3 
Solo franco-arenoso = 0,472 a 0,396 cm-3 . cm-3 
Solo franco – argiloso = 0,509 a 0,472 cm-3 . cm-3 
Solo argiloso = 0,623 a 0,509 cm-3 . cm-3 
Solos orgânicos = 0,857 a 0,571 cm-3 . cm-3 
 
O solo é formado por poros. Os poros de maior diâmetro são 
chamados de macroporos e os de menor diâmetro de microporos. É 
nesses poros que o solo armazena a água e o ar, cuja quantidade de 
um e de outro, dependerá da sua textura. 
Se um solo está encharcado, seus poros estão saturados com água. 
Se estiver completamente seco, seus poros estão ocupados com ar. 
A água tem um movimento de infiltração mais rápido através dos 
macroporos e através dos microporos seu movimento é capilar. 
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Um solo arenoso contém mais macroporos que microporos, daí 
decorre a maior velocidade de infiltração de água nestes solos. 
Já os solos argilosos possuem maior quantidade de microporos, 
através dos quais a água se infiltra lentamente, e consequentemente é 
mais retida. 
Solos compactados oferecem maior resistência ao desenvolvimento 
das raízes, apresentam menor capacidade de reter água e com isso 
tendem a perdas maiores de água por escoamento superficial. 
 
A Figura abaixo constitui-se numa representação esquemática de um 
solo hipotético e mostra as massas e os volumes das três fases em 
uma amostra representativa. 
 
 
 
Com base na Figura, definiremos alguns indicadores usados para 
expressar de forma quantitativa, as inter-relações dos três 
constituintes primários do solo. 
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MASSA ESPECÍFICA DAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DO SOLO OU 
DENSIDADE REAL (dp): define a relação entre a massa de sólidos e 
o volume de sólidos, sendo representada pela Equação. 
 
33
s
s
p m.kgoucm.g
V
M
d 
 
 
 
A densidade real é uma propriedade física bastante estável porque 
depende exclusivamente da composição da fração sólida do solo. 
Pode ser alterada pelo manejo do solo ao longo do tempo, caso haja 
modificação significativa do conteúdo de matéria orgânica. Na maior 
parte dos solos minerais a dp varia de 2,6 a 2,7 g cm
-3. É comum a 
adoção de 2,65 g cm-3 como valor médio. 
Feldspato = 2,5 a 2,6 g . cm-3 
Mica = 2,7 a 3,0 g . cm-3 
Quartzo = 2,5 a 2,8 g . cm-3 
Mineraisde argila = 2,2 a 2,6 g . cm-3 
Média = 2,48 a 2,75 g cm-3 → 2,65 g . cm-3 
 
Aplicações da densidade real: 
- Avaliação da porosidade total do solo; 
- Avaliação do tempo de sedimentação de uma partícula em um 
fluido; 
- Critério auxiliar na classificação de solos; e, 
- Estudos mineralógicos na separação de minerais leves e minerais 
pesados. 
 
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MASSA ESPECÍFICA GLOBAL DO SOLO (ds) 
É a relação entre a massa do solo seco (m) a 105-1100C e o seu 
volume total (V), incluindo o espaço poroso. É determinada através da 
fórmula e geralmente expressa em g/cm3. 
33
s m.kgoucm.g
V
m
d 
 
 
solodeVolume
secosolodemassa
ds 
 
 
A densidade do solo é uma propriedade física que reflete o 
arranjamento das partículas do solo, que por sua vez define as 
características do sistema poroso. Ela é função da textura, estrutura e 
grau de compactação do solo. 
Permite transformar as percentagens de umidade gravimétrica do solo 
em termos de umidade volumétrica, e desta forma determinar a lâmina 
de água no solo. 
Entre os métodos existentes para determinação da densidade do solo, 
o do cilindro e o da proveta, os mais conhecidos. 
O método do cilindro é considerado padrão, para fins de irrigação. Já o 
método da proveta pode propiciar resultados compatíveis com aqueles 
obtidos pelo método do cilindro apenas para solo arenoso ou 
desestruturados. 
Métodos como o da parafina e o raio gama também são opções para 
determinação da densidade do solo. 
Valores médios de densidade em função do tipo de solo: 
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Solo arenoso = 1,6 a 1,8 g . cm-3 
Solo franco-arenoso = 1,4 a 1,6 g . cm-3 
Solo franco – argiloso = 1,3 a 1,4 g . cm-3 
Solo argiloso = 1,0 a 1,3 g . cm-3 
Solos orgânicos = 0,2 a 0,6 g . cm-3 
 
 
e) PROFUNDIDADE 
 
Esta característica diz respeito à espessura do solo. Solos profundos 
são os mais adequados para as culturas irrigadas, pois permitem o 
maior desenvolvimento das raízes e com isto, o melhor 
aproveitamento da água. 
Solos rasos, com espessura menor que 0,50 m, devem ser utilizados 
apenas com culturas de raízes pouco profundas, como por exemplo, 
algumas hortaliças. 
 
f) TOPOGRAFIA 
Solos com declividade acentuada acumulam em geral, menos água 
que os solos sem declividade. 
 
 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DO SOLO 
O conhecimento da umidade do solo é de fundamental importância, 
pois indica em que condições hídricas ele se encontra. Para irrigação, 
a umidade do solo deve ser determinada e servirá de referência para a 
quantidade de água a ser aplicada pelo sistema. 
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A umidade do solo é um fator essencial nos processos de 
transferência entre o solo, a planta e a atmosfera. Sua determinação 
constitui uma importante ferramenta nos estudos relacionados com o 
movimento de água no solo e o manejo da irrigação, especificamente 
com relação à época de irrigar e à quantidade de água a ser aplicada. 
Umidade do solo diz respeito ao teor de água contida no mesmo, num 
determinado momento. O seu controle determina a necessidade de 
voltar a irrigar ou não. 
Á medição ou estimação do conteúdo de água do solo em condições 
de campo é difícil devido a uma série de fatores, tais como: 
 Crescimento desigual das plantas e a desuniformidade na 
distribuição do sistema radicular causam variações no conteúdo 
de água no solo; 
 Diferenças em características de infiltração resultam em variações 
logo após chuva ou irrigação; 
 A variabilidade do solo no campo com relação à estrutura, 
estratificação e textura causam diferenças na quantidade de água 
armazenada no solo; 
 Distúrbios e mudanças na densidade aparente, variação em 
volume de poros e distribuição de tamanho de poros casam 
expressivas variações no conteúdo de água ao longo do perfil do 
solo, em condições de campo; 
 Desuniformidade inerente à irrigação pode ser devido à 
adequação do dimensionamento, da operação e da qualidade do 
sistema de irrigação. 
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O teor de água no solo está sujeito a uma variabilidade temporal e 
espacial, uma vez que o sistema solo-água é dinâmico, tanto no perfil 
do solo quanto na área. 
A variabilidade espacial e temporal deve ser considerada no 
planejamento da amostragem do teor de água do solo, tendo em vista 
também a finalidade das informações (manejo de irrigação, pesquisa, 
etc.). 
 
UMIDADE DO SOLO 
 
A umidade do solo é definida como a razão entre a massa de água e a 
massa de solo seco, denominada umidade em peso (Up), ou como a 
razão entre o volume de água e o volume de solo, denominada 
umidade em volume (Uv). 
Nos cálculos de irrigação, trabalha-se sempre a umidade do solo em 
base seca, portanto, faz-se necessária a transformação desse valor, 
antes das determinações de lâminas de irrigação. Utiliza-se para essa 
transformação a relação a seguir: 
Determinação da percentagem de umidade em base úmida: 
úmido solo de massa
águademassa
Ubu% 
 
 
Determinação da percentagem de umidade em base seca: 
seco solo de massa
águademassa
Ubs% 
 
 
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Transformação de umidade em base úmida para umidade em 
base seca: 
 
%Ubu - 100
%Ubu x 100
Ubs% 
 
 
Por exemplo: se a umidade do solo em volume é de 0,20 ou 20%, 
significa que em cada camada de solo de espessura L existe 0,2.L de 
água, ou seja, em cada centímetro de solo existem 2,0 mm de água. 
Em irrigação, além de utilizar a umidade do solo em base seca, é 
desejável que a umidade do solo esteja em volume para que se possa 
trabalhar o resultado em lâmina (mm). Esse valor pode ser 
determinado da seguinte forma: 
 
100x
solodeVolume
água de Volume
%Uvol
 
 
O maior problema encontrado neste caso é conhecer o volume da 
amostra de solo na hora da amostragem, isto é, o equipamento não 
pode deformar a amostra. 
São utilizados trados especiais, constituídos por um anel de volume 
conhecido. Conhecendo o volume do anel, tem-se o volume da 
amostra e, com isso, a possibilidade da umidade por volume do solo. 
A determinação de umidade em peso já é bem mais fácil, pois a 
amostra pode ser deformada e não é necessário o conhecimento do 
volume retirado. A amostra pode ser retirada com um enxadão. 
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Essa forma de amostragem, embora mais fácil, não permite a 
obtenção do resultado da umidade em milímetros, necessitando de 
transformação. 
 
 100x
seco solo de massa
águademassa
Upeso%  
 
Para converter %Upeso em %Uvol, tem-se que multiplicar o seu valor 
pela densidade do solo; 
 
%Uvol = %Upeso x ds 
 
 
UMIDADE COM BASE EM MASSA SECA OU GRAVIMÉTRICA (U): 
É a razão entre a massa de água e a massa de sólidos (solo seco) 
existente em uma amostra de solo e é expressa em gramas de água 
por gramas de sólidos. 
 
sólidos de g . água de g
M
M
 U 
M
M - M
 U 1-
s
a
s
st 
 
UMIDADE COM BASE EM VOLUME OU VOLUMÉTRICA (): É a 
razão entre o volume de água e o volume de solo (sólidos + água + ar) 
existente em uma amostra de solo e é expressa em cm3 de água por 
cm3 de solo. 
solo de cm . água de cm
V
V
 θ 3-3
T
a 
 
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Na Equação acima, substituindo-se Va e VT em função da densidade 
da água (da = 1 g cm
-3) e da densidade do solo,teremos: 
 
ss
s
as
s
a
a
s
s
a
s
s
a
a
d U θ d 
M
M
 θ 
1
d
 
M
M
 θ 
d
d
 
M
M
 θ 
d
M
d
M
 θ  
expressa em cm3 de água por cm3 de solo 
A umidade do solo influencia diretamente o volume de água nele 
armazenado, bem como a sua resistência e a compactação, entre 
outros fatores. 
É importante o conhecimento da umidade do solo para estudos do 
movimento da água no solo, disponibilidade de água, erosão, época e 
quantidade de água a ser aplicada em irrigação e muitos outros 
problemas. 
POROSIDADE DO SOLO (): refere-se à relação entre o volume de 
vazios e o volume total. 
T
p
V
V
 η 
 
Sabendo-se que: Vp = VAR + VA, tem-se: 
T
s
T
sT
T
aar
V
V
 - 1 η 
V
 V- V
 η 
V
 V V
 η 


 
 
Expressando-se VS em função de dr, e VT em função de ds, tem-se: 
 
r
s
d
d
 - 1 η 
 
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Considerando-se valores médios de ds de 1,3 g cm
-3 e dr igual a 2,65 
g cm-3, indicam porosidade de 0,5; ou seja, o volume ocupado pelo ar 
e água está ao redor de 50%. 
 
POROSIDADE LIVRE DE ÁGUA (): é a Razão entre o volume ar 
(Vp – Va) e o volume total ocupado pela amostra de solo (sólidos + 
água + ar). 
T
ap
T
ar
V
V - V
 ε 
V
V
 ε 
 
Relação importante: 
θ - η ε 
 
 
Esta relação tem grande importância no controle da água em projetos 
de irrigação e drenagem. No que diz respeito à irrigação, quando se 
aplica uma determinada lâmina é necessário que se avalie quanto 
tempo será necessário para que uma porcentagem de poros do solo 
esteja na condição de não saturação, ou seja, qual a porosidade livre 
de água. Para a maioria das culturas 6% de porosidade livre permite o 
aproveitamento do oxigênio pelo sistema radicular. 
 
PORCENTAGEM DE SATURAÇÃO (PS): reflete diretamente qual a 
porcentagem da porosidade do solo ocupado com água. 
 


 P
V
V
 P s
p
a
s
 
Existem diversos métodos de se determinar o teor de umidade do 
solo, dentre eles os principais são: gravimétricos, eletrométricos, 
tensiômetro, sonda de nêutrons, TDR, etc.. 
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a) MÉTODO-PADRÃO DE ESTUFA (GRAVIMÉTRICO) 
 
É um método direto, preciso, que consiste em retirar amostras de solo, 
na área e na profundidade em deseja saber a umidade. É mais usado 
para trabalhos de pesquisa e verificação de aparelhos e processos 
mais simples, pois é demorado e necessita de equipamento de 
laboratório, não podendo ser feito diretamente no campo, como outros 
métodos. 
Os procedimentos de coleta da amostra no campo e de laboratório 
são: 
Na área de cultivo, as amostras de solo são retiradas em diferentes 
profundidades em que deseja conhecer a umidade. Em seguida, as 
amostras são colocadas em recipientes fechados (latas de alumínio 
lacradas com fita), e lavadas ao laboratório. 
Em seguida, pesa-se o recipiente com amostra (M1), coloca-se o 
recipiente aberto em uma estufa a 105 – 110 0C. 
Após 24 horas, no mínimo, retira-se o material da estufa, pesando-se 
novamente (M2). Sendo (M3) o peso do recipiente. 
 
A percentagem de umidade em peso será dada pela equação: 
 
latalatasolo
latasololataáguasolo
s
st
MM
MM
M
MM
U






 
s
a
M
M
 U  
 
ou seja 
 
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100x
C 105asecaamostradaassaM
estufanaevaporadaaguadassaM
U
0
'

 
 
 
Para determinação direta de umidade em volume, é necessário saber 
qual o volume da amostra que foi retirada do solo. A percentagem de 
umidade em volume será dada pela equação: 
 
100x
amostradaVolume
MM st 
 
 
Para determinação indireta de umidade em volume, é necessário 
conhecer a umidade em peso e a densidade do solo. 
A percentagem de umidade em volume será dada pela equação: 
 
T
a
V
V
 θ 
 
 
ss
s
a d U θ d 
M
M
 θ 
 
Ds - densidade do solo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Obs.: apesar do método ser o mais preciso, apresenta o 
inconveniente, para irrigação, de só permitir o conhecimento 
do teor de umidade do solo 24 horas após a amostragem, 
além de exigir balança e estufa. 
 
 
 
b) TENSIÔMETRO 
É um método direto para determinação da tensão d’água no solo 
(potencial matricial) e indireto para determinação da % d’água no solo. 
Para quantificar a umidade pelo emprego da tensiometria, faz-se 
necessário o conhecimento da curva de retenção de água pelo solo, 
que permite correlacionar o potencial matricial com a umidade. 
O tensiômetro é composto por uma cápsula porosa de cerâmica 
conectada a um vacuômetro através de um tubo geralmente de 
plástico. Qualquer mudança no conteúdo de água no solo e, 
consequentemente, de seu estado de energia será transmitido à água 
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no interior do tensiômetro, sendo indicada rapidamente pelo 
vacuômetro. 
Alem desse modelo, tem sido utilizado o tensiômetro de punção, que 
mede o potencial matricial com um tensímetro digital ou analógico. A 
grande vantagem desse modelo é dispor de um grande número de 
sensores na área irrigada, bastando apenas um dispositivo de leitura 
(tensímetro). 
 
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A cápsula do tensiômetro funciona como uma membrana 
semipermeável, que permite a livre passagem de água e íons e não de 
ar e partículas de solo. 
De acordo com Reichardt (1987), para valores menores que -1,0 atm 
(-0,1 MPa) o tensiômetro deixa de funcionar, porque a coluna de água 
dentro do tubo não resiste a tensões maior que 1,0 atm (a coluna de 
água se rompe). 
Na prática, recomenda-se o uso de tensiômetro no intervalo Ψm = 0 
(saturação) a Ψm = 0,75 atm (0,075 MPa), uma vez que as tensões 
recomendadas como adequadas para a maioria das culturas são 
inferiores a este limite. 
O tensiômetro deve ser instalado a uma profundidade tal que a 
cápsula porosa fique na região de maior concentração do sistema 
radicular da cultura, recomendando, se possível, três profundidades 
diferente sendo a última para detectar eventuais perdas por 
percolação profunda. 
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Devem ser instalados em pelo menos dois a três pontos 
representativos da área irrigada, sendo o controle da irrigação 
realizado pela média das leituras. 
 
 
 
Para instalar o tensiômetro, abre-se um furo na linha de plantio ( após 
a germinação completa da cultura), com o mesmo diâmetro do 
tensiômetro, até a profundidade desejada, com auxílio um trado. 
O tensiômetro deve ser firmemente inserido no solo, devendo existir 
um bom contato entre o solo e a cápsula porosa. Recomenda-se que a 
instalação seja feita quando o solo estiver úmido e que se coloque 
terra ao redor do tensiômetro para evitar empoçamento de água. 
O controle da irrigação realizado por este método exige que se 
conheça a correspondência entre o valor da tensão matricial utilizada 
como indicador e a umidade do solo. Para tanto, é necessário 
1/2 
1/1 
 10-15 cm 
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determinar a curvacaracterística ou de retenção de água no solo, para 
as profundidades exploradas pelo sistema radicular da cultura. 
A tensão registrada pelo tensiômetro indicará o momento de irrigar, e 
"quanto aplicar", é também definido uma vez que, para cada valor de 
tensão existe um correspondente teor de água, e conseqüentemente, 
sabe-se o que deve ser aplicado para elevar o solo à capacidade de 
campo. 
 
Exemplo 
 
Seja uma área com as seguintes características físico-hídricas: 
Capacidade de campo (0,01MPa) = 24% (base peso); 
Ponto de murcha (1,5 MPa) = 15% (base peso); 
Densidade aparente = 1,10 g/cm3. 
 
A irrigação será realizada sempre que os tensiômetros instalados à 
profundidade de 25 cm acusar uma tensão média de 0,05 MPa 
[umidade correspondente = 19% (base peso)]. 
A lâmina necessária para elevar o solo à capacidade de campo será 
dada por: 
 
   
mm,7513LL2510,1
10
19-24
LLzDs
10
Ua- CC
LL 
 
 
Considerando que a eficiência de aplicação do sistema de irrigação 
seja de 80%, a lâmina bruta será: 
 
 
mm17,19LB
0,8
13,75
LB
Ei
LL
LB 
 
 
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O controle da irrigação através de tensiômetros impossibilita a 
programação prévia da irrigação, uma vez que turnos de rega não são 
fixos, e conseqüentemente é necessário dispor de um equipamento 
que permita irrigar a área simultaneamente. 
 
C) EDABO - EVAPORAÇÃO DA ÁGUA ATRAVÉS DO BANHO DE 
ÓLEO 
Teve sua criação no âmbito do Departamento de Engenharia Agrícola, 
na Universidade Federal de Viçosa. Inicialmente era utilizado para 
determinação da umidade em grãos e, posteriormente, foi adaptado 
para determinação da umidade em solos também. 
É um equipamento artesanal muito simples, e sua precisão depende 
dos cuidados na sua construção e operação. Fornece o valor da 
umidade na hora, sendo de grande potencial para trabalhos em 
fazendas onde não tenha sido implantado um programa de 
determinação da umidade do solo por outros métodos. 
Trata-se de um equipamento que funciona por diferença de peso, em 
que, conhecendo o peso de uma amostra de solo, encontra-se a 
quantidade de água existente nessa amostra, utilizando o 
aquecimento, um termômetro para definir o final deste (180°) e seringa 
de injeção. Na Figura abaixo, apresenta-se uma vista do equipamento 
e um teste em andamento. 
Seu resultado é expresso em base úmida, sendo necessária a 
transformação para base seca para fins de irrigação. 
 
Procedimentos: 
Irrigação e Drenagem - 2017 
Edvaldo Filho dos Reis 
 
1 - Monta-se o aparelho sobre uma bancada, juntando-se as peças e 
componentes. 
2 - Através do contrapeso, o braço é nivelado (ponteiro alinhado). 
Coloca-se agora (seta amarela) o peso padrão de 100 g. 
3 - Para novo equilíbrio coloca-se a amostra de solo (solo + água), que 
corresponderá a 100 g. 
4 - Acrescenta-se Óleo vegetal até cobrir a amostra (cerca de 150 mL) 
e mistura-se bem até formar uma massa homogênea. 
5 - Coloca-se um termômetro (0 a 260°C) na massa solo-óleo com 
cuidado, para não encostar o bulbo do termômetro no fundo do 
recipiente. 
6 - Nivela-se novamente o braço (contrapeso) devido à adição de óleo 
e do termômetro. Coloca-se fogo no recipiente abaixo do frasco 
com a mistura, até que se atinja 180°C. Nesse momento, o fogo é 
apagado (tampa abafadora). 
7 - Com a evaporação da água do solo, a balança pende para o lado 
esquerdo. 
8 - Acrescenta-se água (seringa de injeção) até novo equilíbrio. A 
quantidade de água acrescentada para o novo equilíbrio do 
sistema representa o teor de umidade do solo (base úmida). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Irrigação e Drenagem - 2017 
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Irrigação e Drenagem - 2017 
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Exemplo 1: 
Ao fazer determinação de umidade no EDABO, o volume gasto para 
equilibrar o aparelho foi de 20 cm3. Determine o valor correspondente 
a umidade em bases úmida e seca. 
20 cm3 ~ 20 ml ~ %UBúmida = 20% %Ubs = 25% 
% 25
% 20 - 100
% 20 x 100
Ubs 
 
Obs.: A %Ubs é sempre maior que a %Ubu 
 
Exemplo 2: 
Utilizando o EDABO, o volume acrescentado para equilibrar o 
aparelho foi de 25 cm3. Sabendo-se que esse solo está na capacidade 
de campo quando sua umidade é de 38%, determine qual 
porcentagem de umidade é necessária para se alcançar umidade 
correspondente à capacidade de campo. 
25 cm3 ~ 25 ml ~ %UBúmida = 25% %Ubu 
%3,33
25% - 100
25% x 100
Ubs 
 
 38% - 33,3% = 4,7% 
 
 
e) BLOCOS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA 
 
Consiste num aparelho medidor da passagem de corrente elétrica 
(ponte de Wheatstone) ao qual estão ligados um par de eletrodos 
conectados a um bloco de gesso (nylon ou vidro sintético). 
Irrigação e Drenagem - 2017 
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O bloco de gesso é enterrado ao solo, e quanto maior for o teor de 
água do mesmo, menor a resistência à passagem de corrente elétrica. 
Desta forma uma leitura de 400 ohms, significa que o solo dispõe do 
total de água disponível (100%). Uma leitura de 100.000 ohms, ou seja 
alta resistência à passagem de corrente elétrica, significa que não há 
água disponível para as plantas (0%). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
f) TDR 
 
O método TDR tem como base a medição da constante dielétrica do 
solo, uma propriedade física que representa a relação entre a 
capacitância de um meio isolador e o espaço livre. O método parte do 
principio da emissão de um pulso elétrico por um gerador de pulso, 
Irrigação e Drenagem - 2017 
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que é propagado ao longo de uma sonda inserida no solo, na qual 
acontece a reflexão de pulso. 
O TDR tem sido usado para medida da constante dielétrica (ka) e da 
condutividade elétrica (CE) do solo, pela determinação do tempo de 
trânsito e dissipação de um pulso eletromagnético, lançado ao longo 
de sondas metálicas paralelas inseridas no solo. 
Demonstra-se que a relação entre a constante dielétrica do solo e sua 
umidade volumétrica é virtualmente independente da textura e 
densidade deste, temperatura e conteúdo de sal, o que torna o TDR 
versátil para determinação da umidade no solo. 
A velocidade de uma onda eletromagnética em uma linha de 
transmissão paralela depende da constante dielétrica (k) do material 
que esta em contato com ela. Quando maior for a constante K, menor 
será a velocidade da onda. 
O solo geralmente é composto por ar, partículas orgânicas e minerais 
e água. A constante dielétrica, k, desses materiais é: ar igual a 1, 
partículas orgânicas e minerais de 2-4 e água igual a 80. 
Por causa da grande diferença na constante dielétrica da água em 
relação à dos outros componentes do solo, a velocidade de um pulso 
de microonda de energia em uma linha de transmissão paralela 
enterrada no solo depende muito do teor de umidade no meio (solo). 
Analisando o tempo que a onda eletromagnética leva para percorrer a 
linha de transmissão paralela, encontra-se a constante dielétrica no 
meio, sendo o valor encontrado chamado de constante dielétrica 
aparente (ka). O teor de umidade do solo é relacionado a constante 
Irrigação e Drenagem - 2017 
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dielétrica (ka) do solo, em geral, por meio de uma curva de correlação 
simples, quadrática ou similar. 
È um equipamento muito preciso (quando bem calibrado); as medidas 
não são afetadas pela salinidade do solo e medem diretamentea 
umidade do solo. É um método utilizado principalmente em trabalhos 
de pesquisa, em razão do seu alto custo e da complexidade de seu 
uso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
g) MÉTODO DO ACETILENO OU "SPEEDY" 
 
Baseia-se na reação da água contida no solo com o carbureto de 
cálcio, originando o gás acetileno. 
Coloca-se uma amostra do solo na garrafa de aço chamada "speedy", 
juntamente com uma a duas ampolas de carbureto de cálcio, 
dependendo da umidade do solo. 
O "speedy" possui um manômetro que registrará, após a agitação da 
garrafa para quebrar as ampolas de carbureto, a pressão provocada 
pelo gás acetileno formado. 
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Esta pressão é diretamente proporcional ao teor de umidade da 
amostra do solo. É um método simples e rápido, podendo ser usado 
quando se exige muita precisão (Klar,1988). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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h) IRRIGAS 
 
 Embrapa Hortaliças; 
 Versões atuais disponíveis: 7 a 25 KPa; 
 Baixo custo, baixa manutenção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO SOLO 
 
A interceptação de água pelo solo é função de sua textura, sua 
estrutura e das propriedades mineralógicas dos minerais argílicos que 
compõem a matriz do solo. 
A capacidade de retenção de umidade pelo solo é função direta da 
microporosidade, uma vez que é nos microporos que a água fica 
retida. 
Em termos práticos, a quantidade de água a ser aplicada ao solo, 
equivalente a certa umidade retida, é dada em termos de lâmina 
d’água. Volumetricamente, a lâmina aplicada multiplicada pela área de 
interceptação da lâmina, nos fornecerá o volume equivalente. Assim, 
Cápsula 
porosa 
Cuba de 
medição 
Espaguete 
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define-se: 1 mm de altura de água é equivalente a um volume de 1 
litro distribuído em uma área de 1 m2. Como consequência: 
1 mm = 1 L m-2 = 10 m3 ha-1 
A frequência de irrigação requerida para uma cultura, sob determinado 
clima, depende grandemente da água que pode ser “armazenada” no 
solo, após uma irrigação. 
Atualmente, não mais se preocupa classificar a água no solo, mas sim 
caracterizá-la quantitativamente, para fins de estudo de sua 
disponibilidade, para as plantas, durante a sua movimentação pelo 
solo. 
A água não é estática, mas sim dinâmica, movimentando-se em 
função do gradiente de seu potencial entre dois pontos quaisquer no 
solo. 
A água disponível às plantas, classicamente definida como uma 
característica estática representa a quantidade de água que um solo 
poderia reter ou armazenar entre a “capacidade de campo” (Cc) e o 
“ponto de murchamente” (Pm). 
Esse conceito pressupõe que a água do solo entre as umidades 
correspondentes à saturação e à capacidade de campo não é 
disponível às plantas, indo partes mais profundas do perfil do solo, por 
ação da gravidade. 
 
 
 
Irrigação e Drenagem - 2017 
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1. CAPACIDADE DE CAMPO (Cc) 
 
O termo capacidade de campo descreve a condição de 
movimento da água livre no solo sob ação da gravidade, com sentido 
vertical para baixo e intensidade muito lenta ou nula, o que equivale 
dizer que não há variação da umidade com o tempo. 
Quando isso acontece, diz-se que o solo está em condições de 
capacidade de campo. 
Com os conhecimentos atuais de movimento de água em solos 
saturados e não saturados, tornou-se evidente que a capacidade de 
campo é um conceito arbitrário e não uma propriedade física do 
solo. 
Como discutido, a Cc não pode ser determinada precisamente, uma 
vez que seu conceito envolve uma decisão mais ou menos arbitrária 
Água de 
percolação 
Água 
disponível 
Água não 
disponível 
 
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no que diz respeito ao tempo em que a intensidade de drenagem se 
torne tão lenta, podendo ser considerada desprezível. 
Ela pode ser determinada no campo e em laboratório 
 
1.1. NO CAMPO. 
 
O solo é completamente umedecido, até uma profundidade de mais ou 
menos 1,5 m, por meio de irrigação ou represamento de água, em 
uma bacia de 2,0 m de diâmetro, durante o tempo necessário. 
Após o umedecimento do solo, a superfície é coberta com um plástico 
para evitar evaporação. 
O ter de umidade é determinado, em intervalos de 12 horas, por 
amostragem em cada camada de 10 a 20 cm, até a profundidade 
desejada. 
A amostragem e a determinação da umidade devem continuar até que 
se note que a variação no teor de umidade, no período de 24 horas, 
tenha se tornado mínima ao longo do perfil. 
Esse método é mais preciso e funciona como o método-padrão. 
Obs.: Uma única amostragem, em determinado tempo, em geral, após 
24 horas para solos arenosos e 48 horas para solos argilosos, 
é muito usada, porém pode causar sérios erros. 
 
 
1.2. NO LABORATÓRIO: 
 
Em razão de no campo consumir muito tempo, a determinação da Cc 
é feita usualmente em laboratório. 
Irrigação e Drenagem - 2017 
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1.2.1. MÉTODO DA CURVA DE TENSÃO (Curva Característica) 
O método clássico de laboratório sugere o uso da câmara de pressão 
de Richards para determinação da curva de retenção de água em 
solos, foi descrito originalmente por RICHARDS (1947). 
O critério clássico fixa o potencial matricial da capacidade de campo 
em -0,033 MPa, porém nos solos característicos das regiões tropicais 
e úmidas, esse critério deve ser alterado para potenciais maiores, da 
ordem de -0,01 MPa a -0,006 MPa (REICHARDT, 1988). 
As amostras de solo podem ser indeformadas ou deformadas. As 
placas porosas são de 1,0 bar, 3,0 bar e 15,0 bar. As tensões 
aplicadas geralmente são: 0,006; 0,010; 0,033; 0,08; 0,10; 0,30; 0,80; 
1,5 MPa. 
A “Cc” pode-se variar de menos de 8%, em peso, para solos arenosos, 
até mais de 30%, para solos argilosos. 
 
 
 
 
2. PONTO DE MURCHAMENTO (Pm) 
 
É a percentagem de água ainda existente no solo quando a força de 
adesão da água em torno das partículas de solo se iguala à força 
osmótica da planta que é responsável pela absorção da água pela 
planta. É expressa em percentagem ou volume. 
O conceito de ponto de murcha permanente representa o limite 
mínimo de umidade existente no solo, abaixo do qual uma planta em 
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crescimento ativo apresenta perda de turgescência das folhas, da qual 
não se recupera, mesmo quando colocada em ambiente saturado. 
Embora o ponto de murcha possa variar entre as diferentes espécies 
de plantas e de acordo com o estádio de desenvolvimento, o tipo de 
solo e as condições climáticas, é comum aceitar como a umidade do 
solo correspondente à tensão de 15 atm ou 1,5 MPa, independente da 
espécie e das condições ambientais, e, portanto, estimado 
indiretamente em laboratório. 
No campo é comum utilizar o girassol ou o feijão como plantas 
indicadoras de determinação direta do ponto de murcha permanente. 
O Ponto de Murcha Permanente é o teor de umidade do solo no qual 
as plantas murcham e não mais recuperam a sua turgidez mesmo 
quando colocada em atmosfera saturada por 12 horas (REICHARD & 
TIMM, 2004). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Edvaldo Filho dos ReisIrrigação e Drenagem - 2017 
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CÁLCULO DA ÁGUA DISPONÍVEL 
 
A água disponível de um solo pode ser facilmente calculada, desde 
que se conheçam os teores de umidade correspondentes à Cc e Pm, 
as propriedades físicas do solo e a profundidade do solo que serão 
consideradas. Em irrigação, essa profundidade é a profundidade 
efetiva do sistema radicular da cultura 
 
a) Disponibilidade total de água no solo (DTA) 
 
A disponibilidade total de água no solo é uma característica do solo, 
que corresponde à água nele armazenada no intervalo entre a 
capacidade de campo e ao ponto de murcha permanente. Pode ser 
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expressa em altura de lâmina de água, por profundidade de solo, 
geralmente de mm de água por cm de solo. A forma de se calcular 
essa água disponível, através de equações, é descrita abaixo: 
 
s
mc D 
10
PC
DTA 




 

 
 
 DTA : Disponibilidade total de água no solo, em mm/cm de solo 
 Cc : capacidade de campo, % em peso 
 Pm : ponto de murchamento permanente, % em peso 
 Ds : densidade do solo, g/cm
3 
 
b) Capacidade total de água no solo (CTA) 
 
A CTA representa a quantidade total armazenada na zona radicular 
(Z). O valor Z representa a profundidade efetiva do sistema radicular 
(cerca de 80% do volume de raízes), ou seja, a profundidade onde nos 
interessa controlar a umidade. A equação que descreve essa 
capacidade está descrita a seguir: 
 
 ZDTACTA 
 
 
CTA : capacidade total de água do solo, em mm; 
 Z : profundidade efetiva do sistema radicular da cultura, em cm. 
 
 
 c) Capacidade real de água no solo (CRA) 
 
A CTA representa a capacidade total, mas do ponto de vista da 
agricultura irrigada não interessa planejar a utilização da água até o 
PMP. Assim definimos um limite entre a CC e PMP, denominado de 
fator de disponibilidade hídrica, que representa quanto do valor total 
sara utilizado. A equação que descreve CRA está descrita abaixo: 
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f .CTA CRA 
 
 
CRA : capacidade real de água do solo, em mm; 
 f : fator de disponibilidade hídrica, sempre menor que 1. 
 
 
c1) Fator de disponibilidade de água no solo (f) 
 
O fator de disponibilidade de água no solo é um parâmetro que limita a 
parte da água disponível do solo que a planta pode utilizar sem causar 
maiores prejuízos à produtividade. Ele é também um fator de 
segurança que tem sua proporção definida segundo ao valor 
econômico e a sensibilidade da cultura ao déficit hídrico. 
Quando falamos que o f de uma cultura é 0,6 indica que devemos usar 
somente 60% da água disponível no solo (CC – PMP) para a 
manutenção da cultura. Quando o f for 0,4 significa usar 40% da água 
disponível. 
 
Tabela - Valores recomendados de fator de disponibilidade para 
algumas classes de culturas 
 
 Fator f 
Grupos de Culturas Faixa comum 
Verduras e Legumes 0,2 a 0,6 
Frutas e Forrageiras 0,3 a 0,7 
Grãos e Algodão 0,4 a 0,8 
 
 
d) Irrigação real necessária (IRN) 
 
A irrigação real necessária expressa a quantidade de água requerida 
pelo sistema para que a cultura se desenvolva sem déficit naquele 
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determinado solo. Ela deve ser sempre menor ou igual a capacidade 
real de água no solo (IRN  CRA). 
Deve-se considerar dois casos: 
 
d.1) Condição de irrigação total 
 
 Z.f .D 
10
PC
IRN
CRAIRN
s
mc 




 

 
 
 d.2) Condição de irrigação suplementar 
 
es
mc
e
P - Z f D 
10
PC
IRN
PCRA IRN











 


 
 
 Pe : precipitação efetiva, mm 
 
e) Irrigação total necessária (ITN) 
 
A IRN representa a quantidade de água necessária para a planta, mas 
durante a aplicação existem perdas, como evaporação, arraste, 
desuniformidade, etc. Assim devemos acrescentar certa quantidade 
para compensar essas perdas. Para isto dividimos a IRN pela 
eficiência de irrigação. A equação que descreve esse parâmetro está 
descrita abaixo: 
aE
IRN
ITN 
 
 
 ITN : irrigação total necessária, em mm; 
 IRN : irrigação real necessária, em mm; 
 Ea : eficiência de aplicação da irrigação, em decimal. 
 
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Os valores de eficiência dependem do método utilizado, das condições 
climáticas, das condições de operações e manutenção do sistema de 
irrigação. Na Tabela abaixo, estão apresentados valores médios para 
os sistemas mais comuns. 
Tabela – Eficiência de aplicação média dos sistemas de irrigação. 
Sistema de Irrigação Eficiência média (%) 
Irrigação Localizada 85 a 95 
Pivô Central 80 a 90 
Aspersão Convencional 75 a 85 
Irrigação por sulco 50 a 70 
 
Exemplo 1: 
 Solo 
 CC = 33% (em peso); 
 PMP = 16% (em peso); 
 Ds = 1,20 g/cm
3; 
 Cultura: feijão com profundidade radicular de 25 cm e f de 0,5; 
 Irrigação : aspersão com eficiência de 85%. 
Calcular: DTA; CTA; CRA; IRN (lâmina líquida) e ITN (lâmina bruta). 
 
Resolução: 
solodemm/cm04,220,1 
10
6133
DTA 




 

 
 
CTA = 2,04 * 25 = 51,0 mm 
 
CRA = 51,0 * 0,5 = 25,5 mm 
 
IRN  CRA, vamos fazer IRN = CRA 
 
IRN = 25,5 mm (lâmina líquida) 
 
bruta) (lâminamm30
0,85
25,50
ITN 
 
 
 
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Exemplos 2: 
Calcular a disponibilidade d’água para a seguinte condição: 
 Local = Muqui 
 Irrigação total 
 Solo: 
 Cc = 32% (% em peso) 
 Pm = 18% (% em peso) 
 Ds = 1,2 g/cm
3 
 
 Cultura: Milho 
Z = 25 cm f = 0,5 
 
solo de /ha/cmm 16,8ou solo de mm/cm1,681,2.
10
1832
DTA 3


 
 
CTA = 1,68 x 25 = 42 mm ou 420 m3/ha 
 
CRA = 42 x 0,5 = 21 mm ou 210 m3/ha 
IRN 

 21 mm mm25,26
0,80
21
ITN  ’