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Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais
atmosférica, sendo essa última diretamente relacionada aos efeitos térmicos da radiação solar
e aos processos de aquecimento da massa de ar. Como consequência das condições atmosféricas,
têm-se numerosas formas de troca de energia, como por evaporação (calor latente
retirado do solo) e precipitação (aumento do estado energético da água do solo), ou mesmo
trocas direta de energia calorífica, por irradiação solar, condução e convecção de calor do ar
atmosférico em contato com a superfície do terreno.
Para o entendimento da influência dessas formas de energia atuando como condicionantes
externas do estado do maciço (umidade, porosidade, estrutura), é necessário avaliar
o elo entre uma partícula de argila e a solução eletrolítica (moléculas de água, cátions e
ânions) que a hidrata (Figura 2). Para analisar esse elo, foram preparadas as Figuras 2, 3 e
4, não havendo, no entanto, preocupação com a escala nem com a real variação de energia.
Trata-se apenas de esboços dos fenômenos. Cabe lembrar que, nas partículas de minerais
de argila, comumente predominam cargas negativas na face e positivas nos bordos. Geralmente,
para neutralizar essas energias de superfície (cargas de superfície), a partícula é
hidratada por uma solução eletrolítica de água, sendo a espessura da camada de hidratação
função da energia externa (temperatura, pressão), da mineralogia da partícula (caulinita,
ilita, clorita, montmorilonita, etc.) e dos cátions trocáveis presentes no solo, por exemplo,
sódio e cálcio.
É apresentada, na Figura 2a, a variação da hidratação de uma partícula de argila com
a temperatura e, na Figura 2b, essa variação com a pressão atuante no solo. Observa-se respectivamente,
nessas figuras, que a umidade da partícula diminui com aumento da temperatura
e da pressão externas. Aumentando-se a energia térmica externa, ocorre desidratação
da partícula como forma de restabelecer o equilíbrio de energia na interação solo-atmosfera.
O mesmo ocorre com relação à pressão, que é também uma forma de energia. O fenômeno
em relação à temperatura deixa claro que procedimentos como o de secagem do solo ao ar
vão conduzi-lo a umidades higroscópicas que variarão, dentre outros, com a temperatura
ambiente. Por sua vez, o fenômeno em relação à pressão permite que se faça um paralelo com
o que ocorre na determinação da curva característica pela técnica da translação de eixos.
Em ambos os casos, assim com nos demais que serão ilustrados nas Figuras 3 e 4, embora
a discussão se dê aqui em nível de partícula, o entendimento pode ser ampliado para o solo
como um todo. Para que o sistema entre internamente em equilíbrio, uma partícula supre sua
deficiência energética em partículas vizinhas que, por sua vez, também se apresentam com
potenciais deficientes de energia. Essa compensação de energia entre partículas, para que se
restabeleça o equilíbrio do sistema solo-solução eletrolítica de água, estabelece entre elas uma
ligação que variará na proporção da deficiência de energia. Quando o solo é umedecido, ou
seja, quando se disponibiliza água, como no processo de infiltração, as partículas passam a
depender menos umas das outras, enfraquecendo, assim, o elo entre elas. Esse fenômeno de
natureza químico-mineralógica se soma ao oriundo da energia capilar, fenômeno de natureza
físico-química, que não será aqui tratado, pois o objetivo dessas análises se volta tão somente
para mostrar a importância de se considerar a energia na análise de fenômenos como os de
infiltração, subsidência e ruptura de encosta, não se fazendo necessário considerar os dois
fenômenos para que se estabeleça esse entendimento. Cabe apenas lembrar que a capilaridade,
embora sofra uma forte influência do aspecto físico (porosidade), depende também da
energia de superfície dos minerais.