Estimativa de Parâmetros Hidrodinâmicos dos Solos de Pernambuco Por Dois Métodos Distintos Arya e Heitman/Beerkan

Resumo

O processo de infiltração da água no solo depende da sua textura, ou seja, do percentual de areia, silte e argila que compõem a fração mineralógica do solo, uma vez que solos com texturas mais finas restringem a infiltração da água, entretanto, retêm com maior facilidade, enquanto nos solos mais grosseiros observa-se processo inverso, em que há menor retenção e a água sendo conduzida para as camadas mais profundas com maior facilidade (KLAR, 1984). Sendo assim, o conhecimento do processo de infiltração e do balanço da água no solo é importante para conservação e o manejo dos solos, evitando situações indesejadas como alagamentos e erosões provocadas pela saturação das camadas superficiais e pelo encrostamento superficial (OLIVEIRA; SOARES; HOLANDA, 2018). Para a realização da caracterização hidrodinâmica do solo há diversos métodos como o da Evaporação, o do Infiltrômetro de Disco, o Método Inverso, Funções de Pedotransferência, o Beerkan, o Beerkan Estimation of Soil Transfer (BEST) entre outros (SILTECHO et al., 2015). Entretanto, alguns destes métodos têm apresentado bons resultados apenas para solos que foram utilizados em sua concepção, ou seja, podem ser considerados endêmicos. Deste modo, objetiva-se propor um método adequado para a obtenção dos parâmetros hidrodinâmicos dos solos do Nordeste brasileiro, em paralelo ao método BEST, uma vez que este foi criado para solos oriundos da França. Para isso, foram coletados solos de oitos cidades do estado de Pernambuco (Recife, Gravatá, Caruaru, Belo Jardim, Arcoverde, Custódia, Serra Talhada e Santa Cruz da Baixa Verde), contemplando as três regiões climáticas do Estado (Zona da Mata, Agreste e Sertão). Em laboratório, estes solos foram secos ao ar livre, peneirados, destorroados e, a partir daí, foram retiradas três amostras da cada um para a realização dos ensaios de granulometria segundo a NBR 6457 e a NBR 7181 (ABNT, 2016a; ABNT 2016b). Para a realização da caracterização hidrodinâmica foram realizados ensaios de infiltração da água no solo em colunas de acrílico transparente de 140 mm de diâmetro e 330 mm de altura. Estes ensaios geraram como resultados os pares ordenados entre o tempo e a infiltração cumulativa, os quais foram utilizados como dados de entrada tanto no BEST quanto no novo método proposto. Ambos os métodos são similares, pois possuem duas etapas lógicas: uma em que são obtidos parâmetros de forma da curva de retenção de água no solo (n, m e h), os quais são adimensionais, e a outra em que os parâmetros de normalização são estimados (umidade volumétrica saturada, qs, [cm3.cm-3] e condutividade hidráulica saturada, Ks, [mm.s-1]). Contudo, o método proposto, intitulado de Junction Between Arya & Heitman (2015) and Haverkamp et al. (1994) (JAHH), utiliza na primeira etapa lógica o modelo proposto por Arya e Heitman (2015) enquanto que o BEST utilizado o modelo proposto por Haverkamp e Parlange (1986). Para o comparativo dos resultados obtidos com o BEST e com o JAHH foram realizadas simulações dos ensaios de infiltração da água no solo com o Hydrus-1D, utilizando-se como condições de contorno superior e inferior as condições atmosféricas e a drenagem livre, respectivamente. Como resultados dos ensaios de granulometria, os solos de Recife, Gravatá, Caruaru e Arcoverde foram classificados como Franco-arenosos, os solos de Belo Jardim, Serra Talhada e Santa Cruz da Baixa Verde como Franco-argilo-arenosos e o de Custódia como Areia franca. Além disso, observou-se que o solo de Custódia é aquele que contém o maior quantitativo de areia (83,53%), o de Santa Cruz da Baixa Verde o maior percentual de argila (35, 85%) e o de Belo Jardim foi o que apresentou os maiores teores de silte (19,19%). Com os ensaios laboratoriais de infiltração constatou-se que o solo mais arenoso foi o que apresentou a menor taxa de infiltração, ou seja, aquele em que o tempo decorrido do ensaio foi o maior, enquanto que solos com maiores terrores de materiais finos (silte e argila) foram os que apresentaram as maiores taxas de infiltração. Observou-se ainda que, para os oito solos estudados, os valores de Ks, estimados com ambos os métodos possuem a mesma ordem de grandeza. Entretanto, os valores de n, m e h estimados com o BEST são praticamente os mesmos para os oito solos estudados, diferentemente do que foi observado com o JAHH. Esta incoerência nos valores destes parâmetros não era esperada, pois como os solos possuem composições texturais distintas, os valores destes três parâmetros deveriam sofrer variações. Di Prima et al. (2018) também notaram algumas inconsistências nos valores gerados pelo BEST ao caracterizarem os solos da Itália. Também foram obtidos os valores dos raios característicos dos poros e a escala de comprimento capilar, as quais, para o solo de Custódia, também apresentaram divergências nos valores estimados com o BEST. Neste caso, por ser um solo com o maior teor de areia e a menor taxa de infiltração, esperava-se que o valor do raio característico dos poros fosse o maior e que a escala de comprimento capilar fosse a menor dentre os oito solos, mas o obtido foi o oposto. Porém, o JAHH apresentou resultados dentro do esperado, tanto para o solo de Custódia, quanto para os outros sete solos analisados. Além disso, as simulações realizadas no Hydrus-1D ainda mostraram que os valores estimados pelo JAHH se assemelham mais com o que foi mensurado em laboratório do que os estimados pelo BEST. Sendo assim, conclui-se que os resultados obtidos com o JAHH se apresentaram mais coerentes que os do BEST para os solos de Pernambuco, e por isso o uso deste último método deve ser utilizado com cautela.
Palavras-chave: Caracterização hidrodinâmica; BEST; Ensaios de infiltração; Colunas de solo.
 
Referências
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DI PRIMA, S.; LASSABATÈRE, L.; ANGULO-JARAMILLHO, R.; PIRASTRU, M.; CERDÀ, A.; KEESSTRA, S. Laboratory testing of Beerkan infiltration experiments for assessing the role of soil sealing on water infiltration. Catena, Amsterdam, v. 167, p. 373-384, 2018.
 
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KLAR, A. E. A água no sistema solo-planta-atmosfera. 2.ed. São Paulo: Editora Nobel, 1984.
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OLIVEIRA, D. B. C.; SOARES, W. A.; HOLANDA, M. A. C. R. Análise de Desempenho de Modelos de Infiltração Unidimensional de Água no Solo. Revista Águas Subterrâneas, v. 32, p. 35-42, 2018.
 
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