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Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais
e do fluido, como viscosidade, porosidade e granulometria, com parâmetros macroscópicos
como a capacidade de infiltração.
Os métodos em mesoescala vêm ganhando espaço em aplicações de Geotecnia pela facilidade
de se adaptar a arranjos complexos de partículas como no meio poroso. Embora esse
tipo de análise seja mais custoso computacionalmente, razão pela qual não aplicável ainda
para simular modelos práticos, é possível simular pequenos domínios onde se pode realizar
o estudo mais detalhado do processo de transporte de fluidos. Simulações em mesoescala
podem ser aplicadas ao fenômeno de infiltração no solo, no intuito de avaliar não só a velocidade
e a capacidade de infiltração, como também o potencial de erosão de acordo com a velocidade
do fluxo. Características físicas, como a granulometria, textura do material e teor de
umidade inicial, exercem grande importância nesse tipo de análise. A realização de análises
numéricas considerando diferentes tipos de material pode mostrar aqueles que apresentam
melhores condições de infiltração e os de maior potencial de erosão. O melhor entendimento
dos processos de infiltração e erosão, obtido com o auxílio de análises em mesoescala, pode
contribuir na elaboração de obras de infiltração em aspectos como seleção de materiais, dimensionamento
e técnicas de construção, assim como na elaboração de medidas que melhorem
a drenabilidade de solos e aterros existentes. A abordagem aqui apresentada não desce ao
nível de detalhe em que se separam aspectos estruturais como os de micro e macroporosidade
que marcam muitos solos tropicais.
2 Infiltração em mesoescala
O meio poroso desempenha um papel fundamental na infiltração, uma vez que as suas
características conjuntamente com as propriedades do fluido percolante são determinantes
no processo de infiltração. As propriedades mais importantes do meio poroso relativas à infiltração
em mesoescala são: o índice de vazios, a distribuição dos poros, a granulometria, a
geometria dos grãos e dos canalículos e o conteúdo inicial de água e/ou contaminante. Muitas
dessas propriedades dependem não apenas do processo de formação do solo, mas também do
modo de uso do solo, que pode mudar drasticamente o processo de infiltração superficial em
áreas tanto rurais como urbanas.
O índice de vazios geralmente é tratado como diretamente associado com a permeabilidade
intrínseca, pois os vazios fornecem espaço para a passagem do fluido. Além disso, esse
índice está relacionado com a capacidade de armazenamento do solo. Entretanto, seria necessário,
no caso dos solos tropicais profundamente intemperizados, levar em conta a distribuição
de poros, pois geralmente os agregados possuem microporos que, embora armazenem
água, praticamente não se prestam ao fluxo de água no processo de infiltração. Este capítulo,
no entanto, não desce a este nível de detalhe, considerando apenas os poros entre grãos. Por
sua vez, a granulometria das partículas fornece informação acerca da superfície específica
sem que traduza, no entanto, a natureza mineralógica do solo. Solos finos apresentam superfície
específica elevada onde o fluido pode ser retido por adsorção. Além disso, a granulometria
conjuntamente com o grau de acomodação das partículas fornecem diversos arranjos ao meio
poroso, de modo a apresentar caminhos preferenciais ou canalículos tortuosos para a passagem
de gases e líquidos. Em geral, menores índices de vazios fornecem maior tortuosidade