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Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais
A Figura 4a mostra que, para uma mesma energia externa, no caso a temperatura, o nível
de hidratação do solo variará segundo a mineralogia. Já a Figura 4b mostra que o nível de
hidratação do solo variará também com a sua química. Cabe destacar que, a menos que outras
variações de energia ocorram no solo, a uma determinada energia externa corresponderá uma
mesma energia de retenção independentemente da química ou mineralogia do solo, pois se trata
de variação de energia interna para compensar a variação de energia externa aplicada ao solo.
Figura 4. a) Variação da umidade higroscópica segundo o mineral; b) variação da umidade higroscópica
segundo os cátions trocáveis.
Após esta breve introdução, é possível situar a energia no contexto dos comportamentos
hidráulico e mecânico.
No comportamento hidráulico, a facilidade de movimentação das moléculas de água
(fluxo) devido à energia gravitacional será tanto maior quanto menor o déficit de energia
em cada partícula, pois, em existindo, o déficit será suprido pelas moléculas de água, cátions
e ânions que se fizerem presentes. Como resultado, a água dos poros perde mobilidade, por
encontrar-se atraída pelas partículas sólidas. Considerando-se, porém, a movimentação das
moléculas de água devido ao déficit de energia interna, esta será tanto maior quanto maior
o déficit, podendo evidentemente ocorrer restrições a tais movimentos, como é o caso do
surgimento de bolhas oclusas ou de uma frente gasosa. Em síntese, considerando-se a questão
do equilíbrio de energia, pode-se entender, por um lado, que a infiltração será tanto maior
quanto maior a porosidade do solo e maior a carga hidráulica gravitacional; por outro lado, a
infiltração será tanto mais importante quanto maior o déficit de energia interna. No primeiro
caso, sendo elevada a porosidade, as moléculas de água à medida que se afastam das partículas
estarão menos sujeitas a suas energias de retenção de água, e quanto mais elevada a energia
gravitacional com maior intensidade ocorrerá o desequilíbrio de energia favorável ao fluxo,
ampliando a taxa de infiltração. Já no segundo caso, sendo elevado o déficit de energia interna,
a partícula buscará supri-lo de modo mais intenso, ampliando a taxa de infiltração.
Quando se avalia o problema do fluxo no contexto da energia, é necessário levar em
conta as características do fluido, tais como a temperatura e a composição química, pois são,
na realidade, componentes de energia.
No campo do comportamento mecânico, essas interações entre partículas, seja de natureza
químico-mineralógica (forças de adsorção), seja de natureza físico-química (forças capilares),
projetam-se como tensões interpartículas, intervindo diretamente em parâmetros
como resistência (coesão e atrito), deformabilidade, colapso e expansão. Portanto, a infiltração
de águas pluviais deve passar por avaliações do comportamento mecânico do solo frente
às variações de umidade a que ele se sujeitará.