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A infiltração e os fenômenos da inundação, erosão e esqueletização do maciço 547
A água possui também um elevado calor específico e, com isso, requer um elevado fornecimento
de energia para que se altere sua temperatura. A título de exemplo, enquanto a
água tem calor específico igual 1 cal/g.ºC, o alumínio apresenta calor específico igual a 0,22
cal/g.ºC e o ferro calor específico igual a 0,11 cal/g.ºC – convém lembrar que esses dois elementos
químicos estão presentes em grandes quantidades nos solos tropicais. Percebe-se, então,
que, ao precipitar-se sobre o solo a uma temperatura distinta da dele, a água da chuva não
só promoverá variações térmicas significativas no solo, como também passará por alterações
térmicas no processo de fluxo. Com isso, há que se considerar que não só ocorrerão variações
de poros no solo devido às mudanças térmicas sofridas pelos minerais, como também a própria
água terá sua viscosidade e densidade alteradas durante o fluxo e, por consequência, nele
intervirá. Esses são aspectos que precisam ser melhor estudados e que são complementares ao
efeito da chuva em si sobre as propriedades e o comportamento dos maciços terrosos.
Ainda sobre as propriedades da água, cabe lembrar a sua elevada tensão superficial, o
que lhe propicia a formação do efeito membrana. Da interação água-atmosfera-mineral dá-se
origem às tensões capilares que atuam nos solos não saturados, ampliando a sua resistência
e estabilidade estrutural. No solo, a água atua ainda suprindo a demanda de energia das partículas
de argila (forças de adsorção), o que as une fortemente na disputa pelas moléculas
de água e torna o solo mais estável e resistente frente aos esforços a ele impostos. Com isso,
torna-se indispensável que se leve em conta, no processo de infiltração, o potencial de energia
existente no solo quando da chegada da frente de umedecimento ou secagem, pois essa frente
atuará gerando gradiente de energia externa (coluna d’água) e interna (sucção/capilaridade).
Assim, quando se tem a equação de permeabilidade:
Q = k.A.h/L (1)
e se submete um determinado solo não saturado ao fluxo, considerando que o fluido não
muda, a permeabilidade do solo não é alterada; o que se altera é a energia geradora do fluxo,
pois à coluna gravimétrica de água deve ser adicionada a energia capilar e/ou de sucção presente
no solo. Portanto, não há como se considerar isoladamente o efeito do volume de água
precipitado pelas chuvas de sua distribuição e estado de hidratação inicial do solo, sem se
referir aqui a outros elementos importantes, como a composição e acidez da água.
Assim, as águas pluviais apresentam composições químicas e propriedades como pH,
condutividade elétrica e temperatura que variam ao longo do ano, de uma região para outra
e com as próprias condições de precipitação, de uso e ocupação do solo. De modo geral, a
influência dessas propriedades no processo de infiltração ainda não se encontra bem estudada
no domínio da engenharia.
Para exemplificar, cita-se o trabalho de Maier et al. (1992), que caracterizaram as propriedades
químicas da água da chuva na região do Córrego Salto Grande, Bacia do Rio Jacaré
Pepira, localizado na parte central do Estado de São Paulo. No estudo, foram determinados:
pH, condutividade elétrica, alcalinidade, temperatura e teores de cálcio, magnésio, ferro, sílica
e óxido de carbono (este pode dar origem a chuvas ácidas). As Figuras 2 e 3, construídas
a partir dos dados apresentados por esses autores, ilustram, respectivamente, as variações de
temperatura e do pH da água da chuva em função da data da coleta realizada 1m acima do nível
do terreno. As variações de pH refletem a alteração da composição química da água da chuva,
e a variação da temperatura está associada as condições climáticas regionais. Luiz (2012)