AGUA NO SOLOAGUA NO SOLO

Toda água

Oceanos

Água Docedo todo

Água Doce

Superfície

Umidade do solo Subterrânea

Aquíferos

Superfíciedo todo

Geleiras

Lagos

Lagos salinos

Atmosfera

Rios e córregos

RESERVAS DE ÁGUA DO PLANETA RESERVAS DE ÁGUA DO PLANETA

De toda água doce superficial do mundo apenas 51,8% (0,333% do total) está

disponível, dos quais 70% são usados na irrigação.

Portanto, racionalizar o uso da água na agricultura, por meio da correta determinação da ET da cultura é

imprescindível.

Fonte: Christofidis (2006)

INDICADORES DE INDICADORES DE DISPONIBILIDADE PER-CAPITA DISPONIBILIDADE PER-CAPITA ANUAL DE ÁGUA RENOVÁVELANUAL DE ÁGUA RENOVÁVEL

UTILIZAÇÃO DE ÁGUA NOS SETORES: UTILIZAÇÃO DE ÁGUA NOS SETORES: DOMÉSTICO, INDUSTRIAL E PRODUÇÃO DOMÉSTICO, INDUSTRIAL E PRODUÇÃO

DE ALIMENTOS (LITROS/HAB/DIA)DE ALIMENTOS (LITROS/HAB/DIA)

Fonte: Christofidis (2006)

PercolaçãoPercolação

PrecipitaçãoPrecipitaçãoTranspir.Transpir.

Tr + E=Tr + E=

ET.ET.

CICLO HIDROLÓGICOCICLO HIDROLÓGICO

POLARIDADE DA MÓLECULA DE ÁGUA

105o + (Lado positivo)-(Lado negativo)

A assimetria da molécula de água confere a bipolaridade

TENSÃO SUPERFICIAL

1. Observa-se na interface líquido-ar;2. Atua na superfície do líquido/membrana elástica;3. Importante no fenômeno da capilaridade.

Ar

Água

Interface

Capilaridade e Água no Solo

1. Atração da água/superfícies sólidas (adesão/adsorção) e;

2. Tensão superficial da água (atração/ coesáo mol. água).

Mecanismo da Capilaridade

= ângulo de contato característico;h = ascensão ou depressão capilar, cm;r = raio do capilar ou do poro, cm

rh 15,0

Condições padrão:

ASCENSÃO CAPILARIMPORTÂNCIA:

Movimento de água no solo!

Fluxo ascendente

Fluxo descendente

Conceito de energia da água

Potencial total de água no solo

Energia da Água no Solo

Movimento de substâncias:

1. Estado de maior energia para outro de menor energia.

2. Movimento de água: f(níveis de energia em diferentes pontos do solo);

3. Forças que atuam no movimento de água no solo:

a) Forças de adsorção: moléculas de água/matriz → potencial mátrico

b) Forças de atração entre moléculas de água/íons → potencial osmótico

c) Força gravitacional → potencial gravitacional

Potencial da água no solo

Forças ascendentes = Forças descendentes

T * 2πr * cos α = d * h * πr2 * gOnde:

T = tensão superficial;2.π.r = circunferência do tubo capilar; cos α = componente ascendente da força capilard = densidade da águah.π.r2 = volume da água acima da superfície g = aceleração da gravidade

p.52/Apostila

Potencial total da água no solo ()

t = g + os + m + ...

Capilaridade

Capilaridade

Potencial gravitacional (g )

g = g h

Onde,

g = aceleração da gravidade h = altura da ascensão da água no solo acima do nível de referência.

SOLO SATURADO: drenagem livre da água devido g

Potencial de pressão (p ) e matricial (m )

0

Neg

ativ

oPo

sitiv

o

(+)

(-)

Nív

el d

e re

fere

ncia

(-)

m

> agua em estado padráo

= nível de referencia = 0

= solos salinos

= agua atraída pelos sólidos

g

os

p. 56/Apostila

p

m

(+)

(-)

NR

LF

p

MP a solutos e água MP somente

a águaMP somente

a água

Solutos Moléculas de água

Solo úmido Água pura Solo úmido Água puraSolução do solo

HgPotencial osmótico

Potencial mátrico

Potencial de água no solo

Potencial de água no solo

Potencial osmótico (os )

Unidades dos níveis de Energia1. Altura de uma coluna de água, cm (cmca) = h = m em

poro capilar (h=0.15/r), cm2. Patm. nível do mar = 760 mm Hg = 1020 cm de água3. 1 bar pressão atmosférica padrão

4. Energia/unidade de massa → joules kg-1

5. Energia/unidade de volume → Newton m-2

6. 1 Pascal (Pa) = 1 Newton m-2

Unidades equivalentes do água no solo

No Sistema Internacional (SI) a unidade kPa é equivalente a 0,01 bar.

x

Umidade e potencial de água no solo

→ Curva de retenção de água no solo (CRAS)

→ Fatores: textura, estrutura, antrópicos

→ Histerese

Curva de retenção de água no solo (CRAS)

p. 60/Apostila

Medida do conteúdo de água no solo

31mVsVaoVolumétric kg

msmacoGravimétri 1

1. Método Gravimétrico

2. Blocos de Resistência Elétrica

3. Moderação de Nêutrons

4. Reflectometria de microondas (TDR)

1. Método Gravimétrico, g g-1 ou kg kg-1

1 kg água – 1 kg solo seco

Exemplo:

100 g de solo úmido Estufa105oC 80 g de solo seco

mu – ms = ma, então 100-80 = 20 g de água

Então, 20 kg água – 80 kg solo seco

X kg água – 1 kg solo seco

X = 20/80 = 0,25 kg (água) kg-1 (solo seco)

kg kg-1

2. Blocos de Resistência Elétrica

-Gesso poroso, nylon, ou fibra de vidro incrustados com eletrodos;

-Absorção de água em SU proporcional ao conteúdo de água presente no solo;

-Resistência ao fluxo de elétrons diminui proporcionalte;

- Irrigação/datalogger

- Estimativa rápida/baixo custo;

3. Moderação de NêutronsTubo de acessoSonda

Duas fontes de neutrons:

a) Rápidos → Rh, Be, Am;b) Lentos → Átomos menores (H+) com os

quais os rápidos colidiram, mudando de direção e perdendo energia.

4. Reflectometria de microondas (TDR)Pulso eletromagnético de energia enviado por barras paralelas de metal instaladas no solo;Constante dielétrica do solo → Conversão em

Medida dos Potenciais da Água no Solo

Tensiômetros

TensiômetrosMedida dos Potenciais da Água no Solo

Calcular o potencial total dos Calcular o potencial total dos tensiômetros A e Btensiômetros A e B

··                  Tensiômetro (A):Tensiômetro (A):

mm (A) = (-12,6 * 20) + 10 + 30 (A) = (-12,6 * 20) + 10 + 30  

mm (A) = - 212 cm H (A) = - 212 cm H22O = - 212 O = - 212 1033 = - 0,2052 1033 = - 0,2052 atmatm

ou (–) 0,2052 * 101,325 = - 20,795 kPa.ou (–) 0,2052 * 101,325 = - 20,795 kPa.··                  Tensiômetro (B):Tensiômetro (B):

mm (B) = (-12,6 * 30) + 30 + 30 (B) = (-12,6 * 30) + 30 + 30  

mm (B) = - 318 cm H (B) = - 318 cm H22O = - 318 O = - 318 1033 = - 0,3078 1033 = - 0,3078 atmatm

ou (–) 0,3078 * 101,325 = - 31,192 kPa.ou (–) 0,3078 * 101,325 = - 31,192 kPa.

Medida dos Potenciais da Água no SoloCâmaras de pressão

MODELOS PARA OBTENÇÃO DA MODELOS PARA OBTENÇÃO DA CURVA CARACTERÍSTICA DE CURVA CARACTERÍSTICA DE

UMIDADE DO SOLOUMIDADE DO SOLO

Modelo de Brooks & Corey Modelo de Brooks & Corey (1964)(1964)

rsr

mnrs

r*1

Modelo de van Genucthen Modelo de van Genucthen (1980)(1980)

rr 15atm 15atm

, , nn, mm: parâmetros gerados no programa SWRC.

DISPONIBILIDADDISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO E DE ÁGUA NO

SOLOSOLO

Água se encontra disponível no solo entre os limites de umidade definidos pelo ponto ponto de murcha permanente (PM) e de murcha permanente (PM) e capacidade de campo (CC), capacidade de campo (CC), intervalo conhecido como água disponível.

ÁGUA DISPONÍVELÁGUA DISPONÍVEL

Vs

Va

Va = = cm3 cm-3

3

2

1

sat

cc

pmp

AD = cc – pmp

Ponto de Murcha Permanente Ponto de Murcha Permanente (PMP): Tensão da umidade do solo: (PMP): Tensão da umidade do solo: 16 atm [Boletim 24 (FAO)].16 atm [Boletim 24 (FAO)].

ÁGUA DISPONÍVELÁGUA DISPONÍVEL

Capacidade de Campo (CC): Capacidade de Campo (CC): Tensão da umidade do solo: 0,2 a 0,3 atm [Boletim 24 (FAO)].

O SOLO COMO RESERVATÓRIO DE O SOLO COMO RESERVATÓRIO DE ÁGUAÁGUA

Cálculo da água armazenada no perfil do Cálculo da água armazenada no perfil do solo:solo:

n

1iiLA

Onde:Onde:

AALL = água armazenada = água armazenada (cm);(cm);

ii = umidade do solo (cm = umidade do solo (cm33 cmcm-3-3).).

Z*An

1iiL

Onde:Onde:

AALL = água armazenada = água armazenada (mm).(mm).

.cm316,2399,0358,0300,0263,0

222,0201,0186,0154,0132,0101,0An

1iiL

.ArmazenadaÁgua

demm16,2310*316,2Z*An

1iiL

Profundidade(Z cm)

Densidade do Solo

(b – g cm-3)

Umidade Gravimétrica (u

– g g-1 - %)

Umidade Volumétrica

( - cm3 cm-3 - %)

0 – 15 1,25 12,3

15 – 30 1,30 13,2

30 – 45 1,15 15,2

45 – 60 1,10 18,6

60 – 75 1,10 16,3

75 – 90 1,10 16,3

90 – 105 1,05 13,7

105 - 120 1,00 13,7

Exemplo 2

%u*b

%.375,153,12*25,1)150(

%.46,2060,18*10,1)6045(

%.70,1370,13*00,1)120105(

Profundidade

(Z cm)

Densidade do Solo

(b – g cm-

3)

Umidade(u – g g-1 -

%)

Umidade Gravimétrica( - cm3 cm-3 -

%)

0 – 15 1,25 12,3 15,37515,37515 – 30 1,30 13,2 17,16030 – 45 1,15 15,2 17,94045 – 60 1,10 18,6 17,48017,48060 – 75 1,10 16,3 20,46075 – 90 1,10 16,3 17,93090 – 105 1,05 13,7 14,385105 - 120 1,00 13,7 13,70013,700

QUAL A LAMINA ARMAZENADA NA CAMADA

0-45 cm?

1. Média da Ds das camadas entre 0-45cm:

Ds média = (1,25+1,30+1,15)/3 = 1,23 g cm-3

2. Média das U das camadas entre 0-45cm:

U média = (12,3+13,2+15,2)/3 = 13,57 %

3. Média das das camadas entre 0-45cm:

= Ds x U p/(0-45 cm) = 1,23.13,57 = 16,7% = 0,167 cm3 cm-3

Z*XA )450(água

4. Cálculo da lâmina de água (AL) armazenada:

AL = 0,167 x (45-0) = 7,515 cm = 75,15 mm

Fonte: Santos (2004)

PERFIL DIÁRIO DE UMIDADEPERFIL DIÁRIO DE UMIDADE

GRATO PELA ATENÇÃO

Felipe Corrêafelipecvsantos@hotmail.com