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Catalogação na publicação: Natascha Helena Franz Hoppen CRB10/2150
B812e Brady, Nyle C. 
 Elementos da natureza e propriedades dos solos [recurso 
 eletrônico ] / Nyle C. Brady, Ray R. Weil ; tradução técnica: 
 Igo Fernando Lepsch. – 3. ed. – Dados eletrônicos. – Porto 
 Alegre : Bookman, 2013.
 Editado também como livro impresso em 2013.
 ISBN 978-85-65837-79-8
 1. Ciência do solo. 2. Pedologia. I. Weil, Ray R. 
 II. Título.
CDU 613.4
Quando a terra conseguirá...
absorver a água da chuva com
a mesma rapidez com que ela cai?
— H. D. Thoreau, THE JOURNAL Le
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5
A Água do Solo: 
Características e 
Comportamento
A água, um dos mais simples compostos químicos da natureza, é um componente vital de to-
das as células vivas. Suas propriedades exclusivas propiciam uma grande variedade de proces-
sos físicos, químicos e biológicos. Esses processos têm grande influência sobre quase todos os 
aspectos da formação e do comportamento do solo, da intemperização de minerais à decom-
posição da matéria orgânica, do crescimento das plantas à poluição das águas subterrâneas.
Todos nós estamos acostumados com a água. Dela bebemos, com ela nos lavamos e nela 
nadamos. Mas a água no solo é muito diferente daquela contida em um copo. No solo, a 
associação íntima entre a água e as suas partículas altera o comportamento de ambos. A água 
faz com que as partículas do solo se expandam e se contraiam para unirem-se umas às outras 
e formarem os agregados estruturais. Além disso, ela participa de inúmeras reações químicas 
que liberam ou imobilizam nutrientes, geram acidez e desgastam os minerais, de modo que 
os elementos que os constituem possam, enfim, contribuir para a salinidade dos 
oceanos.
Certos fenômenos que ocorrem com a água do solo parecem contradizer o 
nosso entendimento sobre como a água deve se comportar. Parte da circu-
lação livre das moléculas de água é restringida pelas superfícies sólidas 
que as atraem, fazendo com que se comportem de uma forma menos 
líquida e mais sólida. No solo, a água pode fluir tanto para cima como 
para baixo. As plantas podem murchar e morrer em um solo cujo perfil 
contém um milhão de quilos de água por hectare. Uma camada de areia 
ou cascalho em um perfil de solo pode, de fato, inibir a drenagem, ao invés 
de melhorá-la.
As interações solo-água determinam suas taxas de perda por lixiviação, 
escoamento superficial e evapotranspiração, bem como o equilíbrio entre o ar 
e a água nos poros do solo, a taxa de mudança na temperatura do solo, a taxa 
(e tipo de metabolismo) dos organismos do solo, além de capacitar os solos a 
armazenarem (e fornecerem) água para o crescimento das plantas.
As características e o comportamento da água no solo abrangem um assun-
to que inter-relaciona quase todos os capítulos deste livro. Os princípios desen-
volvidos neste capítulo irão nos ajudar a entender por que os deslizamentos de 
Capítulo 5 A Água do Solo: Características e Comportamento 147
terra ocorrem em solos saturados com água (Capítulo 4); por que as minhocas podem melho-
rar a qualidade do solo (Capítulo 10), por que as terras úmidas contribuem para a destruição 
da camada global de ozônio (Capítulo 12) e por que a fome persegue a humanidade em certas 
regiões do mundo. Compreender os princípios apresentados neste capítulo é fundamental 
para se trabalhar com o sistema solo.
5.1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES ASSOCIADAS À ÁGUA1
A capacidade da água de influenciar tantos processos do sistema solo é determinada 
de forma fundamental pelo tipo de estrutura da molécula de água. Essa estrutura 
também é responsável pelo fato de a água estar presente na Terra mais na forma líqui-
da, não na de um gás. Com exceção do mercúrio, a água é o único líquido inorgânico 
(sem ser à base de carbono) encontrado na Terra em condições normais de temperatura e 
pressão. A água é um composto simples: suas moléculas individuais contêm um átomo de oxi-
gênio e dois átomos, muito menores, de hidrogênio. Esses dois elementos estão ligados por co-
valência, ou seja, cada átomo de hidrogênio compartilha seu único elétron com o de oxigênio.
Polaridade
Os átomos de hidrogênio, em vez de se alinharem simetricamente em cada lado do átomo de 
oxigênio (H-O-H), estão ligados ao oxigênio em um arranjo em forma de V, com um ângulo 
de apenas 105°. Por isso, a água é uma molécula assimétrica, com seus elétrons orbitando 
mais tempo quando estão mais próximos do oxigênio do que do hidrogênio. Consequente-
mente, as moléculas de água apresentam polaridade, isto é, suas cargas não estão distribuídas 
uniformemente; pelo contrário, o lado em que os átomos de hidrogênio se situam tende a ser 
eletropositivo, e o lado oposto, eletronegativo.
A polaridade explica por que as moléculas de água são atraídas tanto por íons eletrostati-
camente carregados como por superfícies coloidais. Cátions, como H+, Na+, K+ e Ca2+, se hi-
dratam por meio de sua atração pelo lado (negativo) onde se situa o oxigênio das moléculas de 
água. Da mesma forma, as superfícies de argila carregadas negativamente atraem água, desta 
vez através do lado (positivo) do hidrogênio da molécula. A polaridade das moléculas de água 
também provoca a dissolução dos sais na água, já que os seus componentes iônicos têm uma 
maior atração pelas moléculas de água do que uns pelos outros.
Ligações de hidrogênio
Por meio de um fenômeno chamado de ligação de hidrogênio (ou “ponte de hidrogênio”), 
um dos átomos de hidrogênio de uma molécula de água é atraído pelo oxigênio de uma molé-
cula de água vizinha, formando assim uma ligação de baixa energia entre essas duas moléculas. 
Esse tipo de ligação é responsável pela polimerização da água.
Coesão, adesão e tensão superficial
O fenômeno da ligação de hidrogênio explica as duas forças básicas responsáveis pela retenção 
e movimento da água nos solos: a atração das moléculas de água umas pelas outras (coesão) e 
a atração das moléculas de água por superfícies sólidas (adesão). Algumas moléculas de água 
são retidas rigidamente nas superfícies dos sólidos do solo por adesão (também chamada de 
adsorção). Por sua vez, essas moléculas de água fortemente ligadas se unem, por coesão, a ou-
tras moléculas de água mais distantes das superfícies sólidas (Figura 5.1). As forças de adesão e 
de coesão tornam possível para os sólidos do solo reter água e controlar o seu uso e movimen-
1 Para informações mais detalhadas sobre as interações água-solo, consulte Hillel (1998) e Warrick (2001).
Propriedades da água:
www.biologylessons.sdsu.
edu/classes/lab1/semnet/
water.htm
148 Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos
to. A adesão e a coesão também tornam possível a plasticidade, que é uma das características 
das argilas (Seção 4.9).
A tensão superficial é outra propriedade importante da água que influencia significati-
vamente seu comportamento no solo. Nas interfaces líquido-ar, a tensão superficial decorre 
do fato de as moléculas de água terem uma maior atração entre si (coesão) do que pelo ar. O 
efeito disso é uma força dirigida da superfície da água para o seu interior, o que faz com que 
ela se comporte como se a superfície fosse coberta com uma membrana elástica esticada (Fi-
gura 5.2). Devido à elevada atração relativa das moléculas de água umas pelas outras, a água 
passa a ter uma elevada tensão superficial (72,8 N/mm a 20°C), se comparada à maioria dos 
outros líquidos (por exemplo, 22,4 N/mm para o etanol, que é outro composto de baixo peso 
molecular). Como veremos, a tensão superficial é um fator importante para o fenômeno da 
capilaridade, que determina como a água é retida no solo.
Figura 5.1 Ilustração das forças de coesão (entre as 
moléculas de água) e adesão (entre a água e uma su-
perfície sólida) em um sistema solo-água. Essas forças 
são em grande parte resultado das ligações de hi-
drogênio, mostradas na forma de linhas tracejadas. A 
força de adesão, ou adsorção, decresce rapidamentecom a diminuição da distância em relação à superfície 
sólida. A coesão de uma molécula de água com outra 
forma aglomerados temporários que estão em cons-
tante mudança no tamanho e na forma, à medida que 
as moléculas individuais se libertam ou se juntam com 
outras. A coesão entre as moléculas de água também 
faz com que os sólidos limitem a liberdade dessas 
moléculas até a interface sólido-líquido.
H
H
O
H
H
O
H
H
OH
H
H
H
O
H
H
O
H
H
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H
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H
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O
H
H
H
O
H
O
H
H
H
O
Superfície
da
partícula
de solo
AdesãoCoesão
Ligações de
hidrogênio
 
Figura 5.2 Evidências da tensão superficial da água em nosso dia a dia. À esquerda: insetos pousando na água sem 
se afundarem. À direita: exemplo de forças de coesão e adesão fazendo com que uma gota d’água seja mantida entre 
os dedos que se separam. (Fotos: cortesia de R. Weil)
Capítulo 5 A Água do Solo: Características e Comportamento 149
5.2 PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DE CAPILARIDADE E ÁGUA 
DO SOLO
O movimento da água subindo em um pavio é um bom exemplo do fenômeno da 
capilaridade. Duas são as forças responsáveis pela capilaridade: (1) a atração da água 
em direção a um sólido (adesão ou adsorção) e (2) a tensão superficial da água, que 
em grande parte se deve à atração das moléculas de água entre si (coesão).
Mecanismos da capilaridade
A capilaridade pode ser demonstrada colocando-se a extremidade de um tubo fino de 
vidro dentro d’água. A água se eleva no interior do tubo e, quanto menor o seu raio 
interno, mais a água subirá. As moléculas de água são atraídas para os lados do tubo (adesão) 
e começam a se espalhar ao longo do vidro, em resposta a essa atração. Ao mesmo tempo, as 
forças coesivas unem as moléculas de água entre si, criando tensão superficial e provocando 
a formação de uma superfície curva (chamada de menisco) na interface entre a água e o ar do 
tubo. A pressão menor sob o menisco no tubo de vidro permite que a maior pressão sobre o 
líquido, que não está em contato direto com as paredes laterais, empurre a água para cima. O 
processo continua até que a água tenha atingido altura suficiente no tubo para que seu peso 
equilibre a pressão diferencial na largura do menisco.
A altura de elevação em um tubo capilar é inversamente proporcional ao raio interno do 
tubo r. A ascensão capilar é também inversamente proporcional à densidade do líquido e di-
retamente proporcional à sua tensão superficial, bem como ao grau de sua atração adesiva ao 
tubo (ou superfície do solo). Se limitarmos nossa consideração para a água a uma dada tempe-
ratura (por exemplo, 20°C), então esses fatores podem ser combinados em uma única constan-
te, e podemos usar uma equação simples da capilaridade para calcular a altura da ascensão h:
 (5.1)
onde h e r são expressos em centímetros. Esta equação nos diz que, quanto mais fino for o 
tubo, maior será a força capilar e maior a ascensão da água no tubo (Figura 5.3a).
Altura da ascensão nos solos
As forças capilares atuam em todos os solos úmidos. No entanto, a altura da ascensão e a taxa 
do movimento capilar são menores do que o previsível, se com base apenas no tamanho dos 
poros do solo. Uma das razões é que esses poros não são aberturas retilíneas e uniformes como 
os tubos de vidro. Além do mais, alguns poros do solo estão cheios de ar, o que pode estar 
dificultando, ou mesmo impedindo, o movimento da água por capilaridade (Figura 5.3b).
Sendo o movimento capilar condicionado pelo tamanho dos poros, é a distribuição desses 
poros, conforme abordado no Capítulo 4, que determina em grande parte a magnitude e a 
velocidade do movimento da água capilar no solo. Em solos arenosos, a abundância de poros 
capilares de tamanho médio a grande permite um rápido aumento inicial da ascensão capilar, 
mas limita a sua altura final2 (Figura 5.3c). As argilas têm uma elevada proporção de poros 
capilares muito finos; contudo, as forças de atrito diminuem a taxa com que a água se move 
através deles. Consequentemente, nos solos argilosos a ascensão capilar é lenta, mas, com o 
tempo, geralmente excede a de solos arenosos. Os solos de textura franca apresentam proprie-
dades capilares intermediárias entre os arenosos e os argilosos.
2 Note que, se a água sobe por capilaridade a uma altura de 37 cm acima da superfície livre da água, em um solo de 
textura arenosa (como mostrado no exemplo da Figura 5.3c), então será possível estimar (reorganizando a equação 
capilar para r � 0,15/h) que os menores poros contínuos devem ter um raio de cerca de 0,004 cm (0,15/37 � 
0,004). Esse cálculo dá uma ideia aproximada do raio efetivo mínimo dos poros capilares em um solo.
Mude o raio capilar 
(Kappilarradius) para ver a 
subida da água. Universität 
Heidelberg:
http://www.ito.ethz.
ch:16080/filep/inhalt/
seiten/exp1200/
animation_1200.htm
150 Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos
A capilaridade é tradicionalmente ilustrada como uma acomodação para cima. Mas o mo-
vimento ocorre em todas as direções, já que as atrações entre os poros do solo e a água são 
igualmente eficazes na formação de um menisco de água, tanto nos poros horizontais como nos 
verticais (Figura 5.4). A importância da capilaridade no controle do movimento da água em po-
ros pequenos ficará mais evidente quando abordarmos os conceitos de energia da água do solo.
Movimento da água por capilaridade
(c)
(a) (b)
Areia
grossa
Raio do tubo
h
h
h
Areia
finah (cm) = 
0,15 (cm2)
r (cm)
Tex
tura
 fra
nco
-aren
osa
Tex
tura
 fra
nco
-arg
ilos
a
Textura
areia
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100
60
40
20
0
Tempo (dias)
A
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(c
m
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4 5 6
Figura 5.3 Movimento capilar ascendente da água através de tubos com raios internos diferentes e em solos com dife-
rentes tamanhos de poros. (a) A equação capilar pode ser representada graficamente para mostrar que a altura de ascen-
são h dobra quando o raio interno do tubo é reduzido pela metade. Essa relação pode ser demonstrada usando-se tubos 
de vidro de diferentes raios. (b) O mesmo princípio também correlaciona tamanhos de poros em um solo com a altura 
da ascensão capilar, mas a elevação da água no solo é bastante desordenada e irregular por causa da forma tortuosa e 
variável do tamanho dos poros do solo (bem como a ocorrência de bolsões de ar aprisionado). (c) Quanto mais fina for a 
textura do solo, maior será a proporção de poros de pequeno porte e, portanto, maior será também a elevação total da 
água acima de um lençol freático livre. No entanto, por causa das forças de atrito muito maiores nos poros menores, a as-
censão capilar é muito mais lenta nos solos de textura mais fina do que nos de textura arenosa. (Diagramas: cortesia de R. Weil)
 
Figura 5.4 Neste campo irrigado no Estado do Arizona (EUA), a água subiu por capilaridade, distanciando-se do sul-
co de irrigação em direção ao topo do camalhão (foto à esquerda), bem como horizontalmente para ambos os lados 
(foto à direita). (Fotos: cortesia de N. C. Brady)
Capítulo 5 A Água do Solo: Características e Comportamento 151
5.3 CONCEITOS DE ENERGIA DA ÁGUA DO SOLO
Todos os dias podemos perceber que as coisas tendem para um estado de energia 
mais baixo (e que é preciso fornecer energia e trabalho para impedir que isso acon-
teça). Ao usar um telefone celular, a bateria irá descarregar, passando de um estado 
de carga total e de energia potencial elevada para um estado descarregado, de baixa 
energia. Se você largar esse telefone, ele cairá de seu estado de energia potencial, rela-
tivamente alta, em sua mão, para um estado de menor energia potencial, no chão (onde estará 
mais perto da fonte de força gravitacional). A diferença nos níveis de energia (a altura acima 
do chão na qual você está segurando o telefone) determina quão fortemente a transição irá 
ocorrer. A água do solo não é diferente – ela tende a passar de um estado de alta energia para 
um de baixa energia. Assim como no caso do celular, a diferença nos níveisde energia da água 
nos pontos afastados no perfil do solo é o que faz com que ela se movimente.
Forças que afetam a energia potencial
Na seção anterior, a discussão sobre a estrutura e as propriedades da água mostrou a existência 
de três forças importantes que afetam o nível de energia da água do solo. A primeira, a adesão, 
ou atração da água para os sólidos do solo (matriz), fornece uma força matricial (responsável 
pela adsortividade e capilaridade) que produz uma acentuada redução no estado de energia da 
água perto da superfície das partículas. A segunda, a atração de íons e outros solutos pela água, 
resulta em forças osmóticas, as quais exercem a tendência para reduzir o estado energético da 
água na solução do solo. A movimentação osmótica da água pura, através de uma membrana 
semipermeável para o interior de uma solução, é uma prova do estado de energia livre mais re-
duzido da solução. A terceira grande força em ação na água do solo é a gravidade, que sempre 
tende a puxar o líquido para baixo. O nível de energia da água no solo em uma determinada 
altura no perfil é, portanto, maior que o da água a uma altura mais baixa. É essa diferença no 
nível de energia que faz com que o fluxo de água se direcione para baixo.
Potencial da água do solo
A diferença no nível de energia da água de uma posição ou de uma condição para outra (p. ex., 
entre um solo saturado com água e um solo seco) determina a direção e a velocidade do movi-
mento da água nos solos e nas plantas. Em um solo saturado com água, a maior parte dela é re-
tida em poros grandes na forma de espessas películas em torno de partículas; portanto, a maioria 
das moléculas de água em um solo nessas condições não está muito próxima de uma superfície 
de partícula e, por isso, não são retidas com muita força pelos sólidos (ou matriz) do solo. Dessa 
forma, as moléculas de água têm uma considerável liberdade de movimento, sendo que seu nível 
de energia permanece próximo ao das moléculas de água pura, como em uma poça d’água sobre 
o solo. No entanto, em um solo mais seco, a água residual está localizada em pequenos poros 
dentro dos quais ela está na forma de delgadas películas – permanecendo, assim, firmemente 
retida pelos sólidos do solo. Por isso, as moléculas de água em um solo não saturado têm pouca 
liberdade de movimento, e seu nível de energia é muito menor do que o das moléculas de água 
no solo saturado. Se as amostras de solo saturado e seco são postas em contato umas com as ou-
tras, a água vai passar do solo saturado (estado de alta energia) para o solo seco (baixa energia).
Para avaliar o estado da energia da água do solo em uma determinada posição do seu per-
fil, seu nível de energia é comparado com o da água pura em temperatura e pressão normais, 
não afetada pelo solo e localizada a certa altura de referência. A diferença de níveis de energia 
entre esta água livre, no estado de referência, e o da água do solo é denominado potencial 
da água do solo (Figura 5.5). Os termos potencial e pressão implicam em uma diferença no 
estado de energia. A água irá passar de uma zona do solo com alto potencial para outra com 
Energia da água do solo e 
sua dinâmica:
http://faculty.washington.
edu/slb/esc210/soils15.pdf
152 Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos
um menor potencial de água do solo. Esse fato deve ser sempre considerado quando estamos 
cogitando sobre o comportamento da água nos solos.
Diversas forças estão envolvidas no potencial da água do solo, sendo cada uma delas um 
componente do potencial total da água do solo, �t. Esses componentes decorrem de dife-
renças nos níveis de energia, os quais são o resultado das forças gravitacional, matricial, hi-
drostática submersa e osmótica – chamados, respectivamente, de potencial gravitacional, �g, 
potencial matricial, �m, potencial hidrostático, �h, e potencial osmótico, �o. Todos esses 
componentes atuam simultaneamente, influenciando o comportamento da água nos solos. 
A relação geral do potencial da água do solo com os níveis de energia potencial é ilustrada na 
Figura 5.5 e pode ser expressa como:
 �t � �g + �m + �o + �h + ... (5.2)
onde as reticências (...) indicam a possível contribuição de potenciais adicionais ainda não 
mencionados.
Potencial gravitacional A força da gravidade atrai a água do solo em direção ao cen-
tro da Terra. O potencial gravitacional, �g, da água do solo é o produto da aceleração 
decorrente da gravidade e da altura da água no solo acima de um plano de referência. 
A altura do plano de referência é geralmente escolhida dentro do perfil do solo, ou no 
seu limite inferior, para garantir que o potencial gravitacional da água do solo acima 
do plano de referência seja sempre positivo.
Potencial gravitacional:
http://zonalandeducation.
com/mstm/physics/
mechanics/energy/
gravitational 
PotentialEnergy/
gravitationalPotential 
Energy.html
0
+
–
–
Energia potencial da água do
solo em uma altura maior que a
do estado de referência padrão
O nível de energia potencial
da água livre em estado
de referência padrão é
dado como zero
Potencial
gravitacional
Nível da energia potencial
da água contendo sais
e outros solutos
O
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N
eg
at
iv
o
Nível da energia potencial da água
atraída pelos sólidos (matriz) do solo
Potencial
osmótico
Potencial
matricial
Figura 5.5 Relação entre a energia potencial da água livre em um estado de referência padrão (pressão, temperatura 
e altura) e a da água do solo. Se a água do solo contém sais e outros solutos, a atração mútua entre as moléculas de 
água e estes compostos químicos reduz a energia potencial da água, sendo o grau de redução denominado potencial 
osmótico. Da mesma forma, a atração mútua entre os sólidos (ou matriz) do solo e as moléculas da água do solo tam-
bém reduzem a energia potencial da água. Neste caso, a redução é chamada de potencial matricial. Uma vez que am-
bas as interações reduzem o nível da energia potencial da água quando comparado com o da água livre, as mudanças 
no nível de energia (potencial osmótico e matricial) são todas consideradas negativas. Em contraste, as diferenças de 
energia devidas à gravidade (potencial gravitacional) são sempre positivas, porque a altura de referência da água livre 
é propositadamente indicada em um ponto no perfil do solo, inferior ao da água do solo. A raiz de uma planta, quando 
tenta remover água de um solo úmido, tem que superar todas essas três forças simultaneamente.
Capítulo 5 A Água do Solo: Características e Comportamento 153
Após fortes chuvas, derretimento de neve ou irrigação, a força da gravidade desempenha 
um importante papel na remoção do excesso de água dos horizontes superiores, bem como na 
recarga das águas subterrâneas situadas abaixo do perfil do solo (Seção 5.5).
Potencial de pressão O componente de pressão potencial é responsável por todos os outros 
efeitos do potencial da água do solo, além da gravidade e dos níveis de solutos. O potencial de 
pressão, na maioria das vezes, inclui (1) a pressão hidrostática positiva decorrente do peso da 
água em solos saturados e aquíferos e (2) a pressão negativa decorrente das forças de atração 
entre a água e os sólidos ou a matriz do solo.
O potencial hidrostático, �h, é um componente que é operacional apenas para água em 
zonas saturadas abaixo do lençol freático. Qualquer pessoa que tenha mergulhado para o fun-
do de uma piscina já sentiu a pressão hidrostática nos seus tímpanos.
A atração da água para as superfícies sólidas dá origem ao potencial matricial, �m, que é 
sempre negativo porque a água atraída pela matriz do solo tem um estado de energia menor 
do que o da água livre. (Essas pressões negativas são muitas vezes referidas como sucção ou 
tensão, significando que os seus valoressão positivos.) O potencial matricial opera em um solo 
não saturado situado acima de um lençol freático (Figura 5.6).
O potencial matricial, �m, que resulta de forças adesivas e capilares, influencia tanto a re-
tenção como o movimento da água do solo. Diferenças entre os dois �m de duas zonas adja-
centes do solo promovem o movimento da água de áreas mais úmidas (estado de alta energia) 
para áreas mais secas (estado de baixa energia) ou de poros grandes para poros pequenos. 
Embora esse movimento possa ser lento, ele é extremamente importante para o fornecimento 
de água às raízes das plantas e para aplicações em obras de engenharia.
Potencial osmótico O potencial osmótico, �o, é atribuído tanto à presença de 
solutos inorgânicos como orgânicos na solução do solo. Como as moléculas de 
água se aglomeram em torno dos íons ou de moléculas de solutos, a facilidade de 
circulação (e, portanto, a energia potencial) da água é reduzida. Quanto maior a 
Animação sobre osmose:
http://www.stolaf.
edu/people/giannini/
flashanimat/transport/
osmosis.swf
0
Potencial de pressão
Potencial
hidrostático,
valores
positivos
–
+
+
Nível freático
Profundidade
no perfil
do solo
–
PotencialPotencial
matricial,matricial,
valores negativosvalores negativos
–
Potencial
matricial,
valores negativos
Figura 5.6 Tanto o potencial matricial como o hidrostático são potenciais de pressão que podem contribuir para 
o potencial total da água. O potencial matricial é sempre negativo, e o hidrostático é positivo. Quando a água está 
em um solo não saturado acima do lençol freático (acima da zona saturada), ela está sujeita à influência de potenciais 
matriciais. Por outro lado, a água situada em um solo saturado abaixo do nível freático está sujeita a potenciais hidros-
táticos. No exemplo mostrado aqui, o potencial matricial diminui linearmente à medida que a altura acima do lençol 
freático aumenta, o que significa que a água que se eleva acima do lençol freático, por atração capilar, é a única fonte 
de água neste perfil. A chuva ou a irrigação (ver linha pontilhada) iria alterar (ou curvar) a linha reta, mas não alteraria 
as relações fundamentais aqui ilustradas.
154 Elementos da Natureza e Propriedades dos Solos
concentração de solutos, mais reduzido será o potencial osmótico. Como sempre, a água 
tenderá a se mover em direção a um ponto onde seu nível de energia é menor; neste caso, 
para a zona de maior concentração de soluto. No entanto, a água em estado líquido somente 
se moverá em resposta a diferenças de potencial osmótico (o processo denominado osmose) 
se existir uma membrana semipermeável entre as zonas de alto e baixo potencial osmótico, 
permitindo que somente a água passe e impedindo o movimento do soluto. Se nenhuma mem-
brana estiver presente, o movimento do soluto, em vez do da água, iguala em grande parte 
as concentrações.
Por as diferentes zonas do solo normalmente não estarem separadas por membranas, o 
potencial osmótico, �o, tem pouco efeito sobre o movimento da massa de água dos solos. 
Seu efeito principal é constatado pela absorção de água pelas células das raízes das plantas 
que estão isoladas da solução do solo pelas suas membranas celulares semipermeáveis. Em 
solos ricos em sais solúveis, �o pode ser menor (ter um valor negativo maior) na solução 
do solo do que nas células da raiz da planta; isso leva a restrições na absorção de água pelas 
raízes das plantas. Em um solo muito salino, o potencial osmótico da água do solo pode 
ser suficientemente baixo para fazer com que plântulas novas entrem em colapso (ou se 
plasmolisem) à medida que a água caminha das células para a zona de menor potencial 
osmótico do solo.
Métodos de expressão dos níveis de energia
Várias unidades podem ser usadas para expressar as diferenças nos níveis de energia da água 
do solo. Um deles é a altura de uma coluna de água (geralmente em centímetros), cujo peso se 
iguala ao potencial considerado. Já vimos esse meio de expressão quando definimos o signi-
ficado do h na equação da capilaridade (Seção 5.2), a qual nos fornece o potencial matricial 
da água em um poro capilar. Uma segunda unidade é a pressão atmosférica padrão ao nível do 
mar, que é de 760 mm Hg ou 1020 cm de água. Outra unidade denominada bar tem valores 
aproximadamente iguais aos da pressão de uma atmosfera padrão. A energia pode ser expressa 
por unidade de massa (joules/kg) ou por unidade de volume (newtons/m2). No Sistema 
Internacional de Unidades (SI), 1 pascal (Pa) é igual a 1 newton (N) atuando sobre uma área 
de 1 m2. Neste livro, usamos Pa ou quilopascal (kPa) para expressar o potencial de água no 
solo. Considerando que outras publicações podem usar outras unidades, a Tabela 5.1 mostra a 
equivalência entre os meios mais comuns de expressar os potenciais da água do solo.
Tabela 5.1 Equivalentes aproximados entre expressões de potencial da água do solo e o 
diâmetro equivalente de poros esvaziados de água
Altura da coluna 
unitária de água, cm
Potencial da água
do solo, bars
Potencial da água
do solo, kPaa
Diâmetro 
equivalente de poros 
esvaziados, �mb
0 0 0 –
10,2 –0,01 –1 300
102 –0,1 –10 30
306 –0,3 –30 10
1.020 –1,0 –100 3
15.300 –15 –1.500 0,2
31.700 –31 –3.100 0,97
102.000 –100 –10.000 0,03
a A unidade SI quilopascal (kPa) é equivalente a 0,01 bars.
b Menor poro passível de ser esvaziado pela tensão equivalente, como calculada usando-se a Eq. 5.1.
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