Infiltração de Água no Solo – Método dos Cilindros Infiltrômetros

Universidade Federal da Paraíba

Centro de Tecnologia – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

Infiltração de Água no Solo – Método dos Cilindros Infiltrômetros

O infiltrômetro de anel é constituído por dois cilindros concêntricos e um dispositivo de medir volumes da água transferida ao cilindro interno. O cilindro interno apresenta cerca de 25 cm de diâmetro, enquanto o externo possui 50 cm. Ambos possuem 30 cm de altura e devem ser instalados concentricamente e enterrados cerca de 15 cm no solo.

O procedimento foi realizado colocando-se água ao mesmo tempo nos dois cilindros e utilizando uma régua graduada para se fazer a leitura da lâmina d’água no cilindro interno. O cilindro externo evita que a água do anel interno infiltre lateralmente, o que alteraria o resultado do teste. A altura da lâmina d’água colocada nos dois cilindros foi de 10 cm, realizando assim medidas de tempo à medida que a água infiltrava. Ao se infiltrar 2 cm de água, ou seja, a marcação atingir 8 cm na régua, recolocava-se água até a cota de 10 cm e repetiam-se as medições, encerrando o experimento quando a taxa de infiltração (TI) tornou-se aproximadamente constante.

Para se determinar a infiltração acumulada no solo foram utilizadas duas equações empíricas: a equação potencial e a equação potencial modificada.

• Equação potencial (Kostiakov-1932)

Descreve bem a infiltração em períodos curtos, comuns na precipitação de lâminas d’água médias e pequenas. A equação é dada por:

[pic 1]

Onde:  I = lâmina infiltrada;

T = tempo;

k, n = parâmetros que dependem da natureza do solo.

Para se determinar os parâmetros n e k pode-se utilizar o método gráfico (uso de papel log-log) ou o método analítico (regressão linear). Como o método da regressão linear só pode ser usado em equações lineares, a equação de infiltração (que é da forma exponencial) deve ser primeiramente transformada em uma equação linear. Para isso, aplica-se as operações logarítmicas correspondentes à equação de infiltração, de modo que:

Y = A + B.X

Onde:  Y = log (I)

A = log (k)

B = n

X = log (T)

Os valores de A e B são determinados pelas seguintes fórmulas, sendo N o número de dados de I obtidos no experimento:

[pic 2]

Como: A = log k → k = antlog A → k = [pic 3]

B = n → n = B

• Equação potencial modificada (Kostiakov-Lewis)

Com o objetivo de solucionar o problema da taxa de infiltração tender a zero para um longo período de tempo, a seguinte equação foi proposta:

I = K.+ (VIB.T)[pic 4]

Onde: VIB = velocidade de infiltração básica

        A velocidade de infiltração básica é dada pela seguinte fórmula:

[pic 5]

Os parâmetros da equação de infiltração (k e n) são novamente estimados pelo método da regressão linear, como visto abaixo:

Y = A + B.X

Onde:  Y = log (I – VIB.T)

A = log (K)

B = n

X = log (T)

Do mesmo modo que na equação de Kostiakov, temos que:  

• k = [pic 6]
• n = B

Referências

JOSÉ, J. V. et al. Determinação da Velocidade de Infiltração Básica de Água em Dois Solos Do Noroeste do Estado do Paraná. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, Maringá, v. 6, n. 1, 2013. Disponível em: