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Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais
A determinação da quantidade de ar armazenado no solo requer a determinação de duas
das variáveis a seguir: V a
, M a
, e ρ a
. A massa específica e o volume de ar armazenados no solo
são dados pelas seguintes equações:
(6)
em que:
ρ a
= densidade do ar, [M/L 3 ];
W a
= peso molecular do ar, 28.966 [M/mol];
п a
= pressão total da fase ar, u a
+u atm
, [F/M 2 ];
u a
= pressão de ar, [F/M 2 ];
u atm
= pressão atmosférica, [F/M 2 ];
a
β 1
w
= 1 – β 1
(1 – H c
);
a
β 2
w
= – β 2
(1 – H c
);
H c
= coeficiente de solubilidade volumétrica de Henry, V ad
/V w
;
= volume de ar dissolvido na água.
V ad
A Equação (7) mostra como as características de mudança de volume da fase ar podem
ser diretamente obtidas a partir das características de variação de volume da fase água e da
medida de variação de volume do esqueleto sólido.
(7)
2.3 Leis de fluxo
As leis de fluxo estabelecem relações entre medidas de taxa de fluxo e gradientes de
potenciais no espaço. Os potenciais podem ser estabelecidos com base na análise da energia
armazenada na fase (Bear, 1972). Conforme apresenta Gitirana Jr.et al. (2006), a água e o ar
do solo apresentam fases com características tanto miscíveis quanto imiscíveis. A fase ar pode
fluir na forma de ar livre, na forma de ar dissolvido através da água, ou na forma de ar dissolvido
carreado pela água em movimento. A fase água pode fluir na forma de água líquida, na
forma de vapor de água em difusão através dos poros preenchidos de ar, ou na forma de vapor
de água carreado pela fase ar em movimento. As sessões a seguir apresentarão uma descrição
concisa das leis de fluxo.
A taxa de fluxo de água líquida em solos não saturados pode ser descrita utilizando uma
generalização da lei de Darcy, em que o potencial é o gradiente de carga hidráulica e a condutividade
hidráulica varia com a sucção matricial, (u a
– u w
). A lei de Darcy generalizada pode
ser escrita da seguinte forma:
(8)