Teste de Infiltração Utilizando Anéis Concêntricos

O roteiro da Experiência – Teste de Infiltração Utilizando Anéis Concêntricos do Laboratório de Hidráulica da UFPB tem como objetivo principal determinar a taxa de infiltração da água no solo, avaliando sua variação ao longo do tempo. Buscando compreender características como textura, estrutura e umidade inicial do solo influenciam no processo. O uso de anéis concêntricos minimiza o efeito do fluxo lateral, garantindo maior precisão nos resultados.

1. Objetivo:

O objetivo deste experimento é determinar a capacidade de infiltração do solo por meio das modelagens matemáticas de Kostiakov-Lewis e Horton, utilizando o método do infiltrômetro de anéis concêntricos.

2. Base Teórica:

• Infiltrômetro de Anéis Concêntricos: O infiltrômetro de anéis concêntricos é uma ferramenta utilizada em estudos in situ para avaliar a capacidade de infiltração do solo.
• Velocidade de Infiltração Básica: É a taxa constante de penetração da água no solo, atingida após o equilíbrio entre gravidade e sucção capilar. Representa a capacidade de infiltração estável do solo, variando conforme textura, estrutura e compactação.
• Equação de Kostiakov–Lewis: É um modelo empírico amplamente usado para estimar a infiltração acumulada no solo ao longo do tempo. Ele considera que, inicialmente, a infiltração é alta devido à sucção capilar e vai diminuindo até atingir um valor constante, representado pela velocidade de infiltração básica.
• Método de Horton: Modelo desenvolvido por Robert E. Horton que descreve a variação da taxa de infiltração instantânea com o tempo. Ele parte de uma taxa inicial elevada, que decai de forma exponencial até se estabilizar na velocidade de infiltração básica.

3. Equipamentos:

• Dois Cilindros Metálicos (Diâmetros de 16 e 90 cm).
• Cronômetro.
• Régua Graduada.
• Fita Adesiva.
• Sacolas Plásticas.

4. Procedimento:

• Anéis Concêntricos: Instalar os anéis concêntricos no solo, deixando uma certa altura livre acima da superfície do solo.
• Sacolas Plásticas: Colocar um saco plástico no anel interno (esse delimitado por uma Régua Graduada) e externo, em seguida, por água até cobrir toda a superfície do anel, garantindo que a água comece a infiltrar igualmente em toda a área antes de retirar o saco.
• Velocidade de Infiltração Básica: O teste termina quando a taxa de infiltração permanecer constante, ou seja, quando o nível de água em função do tempo estabilizar. Nesse ponto, diz-se que o solo atingiu a velocidade de infiltração básica (VIB) e considera-se que o solo atingiu a chamada taxa de infiltração estável.

5. Resultados Esperados:

• Determinar utilizando a equação de Kostiakov-Lewis (modificada) a infiltração ao longo do tempo com base nos dados coletados no campo.
• Determinar utilizando o método de Horton a Curva da Capacidade de Infiltração no solo estudado durante a atividade de campo realizada.
• Traçar os gráficos (Infiltração acumulada x Tempo) e (Velocidade de infiltração x Tempo).
• Apresentar qual é aproximadamente a capacidade de infiltração mínima (𝑓𝑐) do solo estudado pelo método de Horton?
• Comparar os valores obtidos pelos dois métodos e julgar qual, na sua opinião, é o melhor.

6. Discussão e Conclusão:

• Discutir quais os possíveis erros no teste e como próximos testes poderiam ser melhorados;
• Discutir como, a mudança no uso do solo interfere na infiltração e, consequentemente, em outros componentes hidrológicos?;
• O que acontecerá se em um solo com baixa capacidade de infiltração a água for aplicada a uma taxa de infiltração elevada?;
• Apresentar conclusões sobre a metodologia aplicada para determinação de variáveis da Infiltração.

TESTE DE INFILTRAÇÃO – Download do Roteiro e Planilha: