1

1

MANEJO E MÉTODOS DE IRRIGAÇÃO

CAPÍTULO 1

RELAÇÃO SOLO – ÁGUA - PLANTA

Textura do solo

Os componentes básicos constituintes da maioria dos solos minerais são: argila, silte e areia e

as dimensões de cada um desses constituintes podem ser verificadas na Tabela 1 e dependendo da

quantidade percentual de cada um desses, o solo pode ter diversas classificações conforme o

triangulo mostrado na Figura 1.

Tabela 1: Demonstrativo dos diversos componentes minerais do solo de acordo com as respectivas

dimensões.

Figura 1: Triangulo para classificação do solo conforme os componentes areia, argila e silte.

2

2

Estrutura do solo, agregados e porosidade

O arranjo e a organização das partículas no solo são chamados de estrutura do solo.

Essa estrutura é fortemente afetada pelo clima, pelas atividades biológicas e pelo manejo. A

estrutura do solo afeta a retenção e a transmissão de fluidos no mesmo, incluindo a infiltração

e a aeração, e também propriedades mecânicas como a friabilidade. Podem-se reconhecer três

categorias de estrutura do solo, a saber:

1) granular simples: quando as partículas são totalmente dispersas umas das outras, por

exemplo, areias de um modo geral;

2) massiva: quando as partículas são fortemente agregadas umas às outras, formando uma

espécie de bloco;

3) agregados ou peds: é uma situação intermediária entre as duas primeiras, normalmente

contendo as porções areia, argila e silte. É a situação ideal para agricultura, pois cada

agregado corresponde a um pequeno torrão, garantindo espaço entre um agregado e outro

para o fluxo de ar e água através do solo.

Os espaços formados entre agregados são denominados de poros do solo e entende-se

como porosidade do solo, ou porosidade total do solo a soma volumétrica de todos os poros

do solo. A porosidade total é dividida em macroporosidade, ou porosidade drenável, e

microporosidade.

A Figura 2 exemplifica um solo estruturado mostrando os agregados e a porosidade.

A porosidade total (ξ) de um solo é dada pela relação entre o volume de poros pelo volume

total do solo. O volume total do solo (Vt) corresponde ao volume de sólidos (Vs) mais o

volume de poros (Vp), consequentemente Vp=Vt-Vs e matematicamente as relações

seguintes são válidas:

ξ= )/(1/)(/ VtVsVtVsVtVtVp −=−= (1)

Volume é uma relação entre massa e densidade e fazendo as respectivas substituições na

equação 1, resulta em:

−

da

Msdr

Ms

1 =

×−

Ms

da

dr

Ms1 simplificando chega-se na equação

seguinte:

( )drda−=1ξ (2)

3

3

Em que:

da = densidade aparente do solo ou massa específica global do solo em g/cm3;

dr = densidade real ou das partículas do solo em g/cm3.

A densidade das partículas ou real de um solo mineral varia de 2,4 a 2,7 g/cm3 e a

densidade aparente depende principalmente da porosidade do solo e de sua constituição

textural. Anteriormente definiu-se a porosidade total do solo como a soma da

macroporosidade (µ) com a microporosidade (m), o que permite representá-las pela equação:

m+= µξ (3)

Num manejo ideal do sistema solo-água-planta a macro porosidade é destinada a

armazenar os gases do sistema, enquanto a micro porosidade é destinada ao armazenamento

da solução do solo, constituída por água e sais.

Água no solo, conteúdo e potencial

O conteúdo de água no solo pode ser expresso em massa (W) e em volume (Ө). Em

massa é dado pela relação: massa de água (Ma)/massa de solo seco (Ms).

MsMaW = (4)

E em volume pela relação: volume de água (Va)/volume total de solo (Vt).

VtVa=θ (5)

Figura 2: Ilustração de um solo estruturado, mostrando os agregados (área hachureada) e os

espaços porosos.

agregado

poro

4

4

Normalmente Ө é dado em cm3 de água/cm3 de solo e W em grama de água/grama de

solo. Na irrigação, normalmente quantifica-se a água aplicada no solo em volume, por essa

razão deve-se dar preferência à expressão do conteúdo de água em volume (cm3 de água/cm3

de solo) e a relação entre Ө e W é dado por:

dW ×=θ (6)

Em que d é a densidade relativa do solo, definida pela relação entre a massa especifica do

solo e a massa específica da água e por ser uma relação de dimensionais iguais, d é um

adimensional. As equações anteriores, (de 1 a 6), muitas vezes vêm multiplicadas por 100,

indicando porcentagem (%).

É comum expressar a água no solo pelas designações total de água no solo (TA) ou

lâmina de água no solo (LA) expressa em mm, conforme a relação:

HTALA ×== θ (7)

Em que H é a profundidade do solo considerada ou no caso de irrigação a profundidade

efetiva do sistema radicular da cultura em questão, prevalecendo a menor dimensão. Quando

se tratar de solos estratificados, isto é, aqueles constituídos por diversas camadas, o total de

água ou a lâmina de água armazenada é dado em forma de somatório:

i

ni

i

i HLATA ×===

=

∑1

θ (8)

Em que i é um contador e n a enésima espessura de camada de solo a considerar.

Detalhes de como determinar o conteúdo de umidade no solo, podem ser encontrados

no livro Manual de Irrigação de autoria do Prof. Salassier Bernardo e colaboradores incluindo

os métodos padrão de estufa, Boyocos e tensiômetros.

Potencial da água no solo

O potencial total (Ht) de água no solo corresponde à soma dos potenciais de gravidade

ou de posição (Hg), de pressão (Hp) e osmótico (Hπ).

Ht= Hg + Hp + Hπ (9)

O potencial de gravidade de uma determinada massa de água é mensurado de acordo

com a posição dessa massa em relação a um plano de referência que na maioria das vezes é a

5

5

superfície do solo e o potencial osmótico é função do conteúdo de sais da solução do solo.

Numa agricultura produtiva o teor de sais no solo deve ser numa proporção tal que não

prejudique o desenvolvimento dos cultivos, isto é numa proporção, que resulte num pequeno

valor de potencial osmótico, por essa razão esse potencial pode ser desprezado. O potencial

de pressão pode ser positivo, quando o solo estiver saturado e com uma camada de água

acima do ponto considerado. No caso de solo não saturado, com ocorrência na maioria dos

cultivos, o potencial de pressão é negativo e denominado potencial matricial (ψm). Por essa

razão a equação (9) é mais usada nos casos de haver uma lâmina de água acima de um ponto

considerado, por exemplo, num tabuleiro de arroz costuma-se deixar uma lâmina de água

acima da superfície do solo, a espessura dessa lâmina, quando o plano de referencia for a

superfície do solo, corresponde ao valor do potencial de gravidade. No caso de solo não

saturado, a expressão mais comum é:

πψ HmHgH ++= (10)

O potencial matricial é devido aos fenômenos de capilaridade e adsorção da água no

solo. No caso de solo saturado, mas sem uma coluna de água acima do plano de referencia Hp

e ψm são nulos. Desses potenciais o mais importante no manejo da irrigação é o matricial,

pois o mesmo está intimamente ligado com o conteúdo de água no solo, disposto às culturas

em regime de solo não saturado.

Curva característica de umidade

Uma amostra de solo saturada quando submetida a um pequeno vácuo, perde certa

quantidade de água, pelo esvaziamento dos maiores poros do solo. À medida que se aumenta

esse vácuo, poros menores vão se esvaziando. Correlacionando esses vácuos, os quais

correspondem aos potenciais matriciais, com as quantidades de água restantes no solo

(umidades restantes), obtém-se uma curva denominada curva característica de umidade. O

nome característica é porque cada solo apresenta um tipo de curva. A Figura 3 mostra dois

exemplos de curva característica. A (1) representa um solo argiloso e a (2) um solo arenoso.

Como a curva (1) vem acima da (2) permite concluir que para um mesmo potencial matricial,

o conteúdo de água no solo (1) é maior que no solo (2).

6

6

Os métodos mais usados para determinar a curva característica de um solo são por

meio da centrífuga ou por meio da panela de pressão ou membrana de Richards.

Figura 3: Exemplo de curvas características de umidade do solo.

Anteriormente foi dito que no conteúdo de água correspondente à saturação do solo o

potencial matricial é nulo. Um conteúdo de umidade um pouco abaixo da saturação,

equivalente a um potencial matricial em torno de -6 a -10 kPa, corresponde a um ponto

denominado de capacidade de campo (Өcc) ou limite superior de umidade no solo, em que a

drenagem de água, para camadas inferiores é praticamente nula. Nesse ponto, a água do solo

é facilmente absorvida pelas plantas, essa absorção, se torna cada vez mais difícil à medida

que o conteúdo de umidade e o potencial matricial decrescem. Para maioria das plantas a

absorção de água é praticamente impossível, quando o conteúdo de umidade corresponde a

um potencial matricial de -1500 kPa. Esse ponto é denominado de ponto de murcha

permanente (ӨPM) ou limite inferior de umidade.

A identificação da capacidade de campo é facilmente detectada na curva

característica de umidade, pois se situa no ponto onde há uma mudança brusca na declividade

da curva (mudança de concavidade). A Figura 4 ilustra-se o fato. Convenientemente na

Figura 4, substitui-se ψm por σ (tensão de água no solo), pois enquanto ψm é sempre

negativo, com valor máximo igual a zero, a tensão de água no solo (σ) é sempre positiva e a

relação entre eles é ψm = -σ.

(1)

ψm

ϴ

(2)

(1) Curva característica para um solo argiloso

(2) Curva característica para um solo arenoso

7

7

Conhecendo os conteúdos de umidade correspondente à capacidade de campo e ao ponto de

murcha permanente, facilmente determinam-se as relações:

ccθξµ −= (11)

PMccDTA θθ −= (12)

Em que:

DTA = Disponibilidade total de água no solo para as plantas em cm3/cm3. Multiplicando a

DTA, pela profundidade efetiva do sistema radicular (H) em mm, encontra-se a capacidade

total de água no solo (CTA), em mm dado por:

( ) ( ) HHDTACTA PMcc ×−=×= θθ (13)

Para solos estratificados usa-se a expressão 14:

( ) ( )∑∑==

×−=×=n

i

iiPMcc

n

i

ii HHDTACTA11

θθ (14)

Figura 4: Ilustração dos pontos correspondentes à capacidade de campo e ao ponto de murcha

permanente.

Em condições de irrigação nunca se deve deixar o conteúdo de água no solo chegar ao

ponto de murcha, isto é, entre uma irrigação e outra não pode deixar que a planta esgote toda

a água disponível do solo. Equivale a dizer que as irrigações devem ser feitas numa faixa

intermediária de umidade, entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente, por

isso multiplica-se a CTA por um fator (f) menor que 1, denominado fator de disponibilidade e

ξ

ϴcc

ϴPM

σcc σPM

σ

mψσ −=

8

8

ao resultado encontrado denomina-se capacidade real de água no solo (CRA), dado pela

equação:

( ) fHfCTACRA PMcc ××−=×= θθ (15)

f varia de 0,2 a 0,8 e é adotado conforme sugere a Tabela 1.

Tabela 1: Valores de f extraído do livro Manual de Irrigação de autoria do Prof. Salassier

Bernardo e colaboradores.

Grupo de culturas Valores de f

Verduras e legumes 0,2 a 0,6

Frutas e forrageiras 0,3 a 0,7

Grãos e algodão 0,4 a 0,8

Em geral plantas no mercado onde é destacado o peso verde do produto, por

exemplo, melancia, melão, tomate, adota-se menores valores de f. Caso contrário, como por

exemplo, feijão, milho, trigo, adota-se maiores valores de f. O conhecimento da CRA do solo

é muito importante nos estudos de irrigação, por que na maioria das vezes limita a irrigação

real necessária (IRN).

CRAIRN ≤ (16)

( ) CLFLXPefHIRN PMcc −+−××−≤ θθ (17)

Em que:

Pe = precipitação efetiva em mm;

CLF = contribuição do lençol freático em mm;

LX = lâmina necessária à lixiviação de sais em mm.

Em regiões úmidas na época seca do ano e em regiões áridas em qualquer época do

ano a precipitação efetiva pode ser considerada nula. No caso da desnecessidade de promover

lixiviações de sais, e em casos de locais onde o lençol freático estiver a uma grande

profundidade, de forma a não fornecer água ao sistema radicular do cultivo, a lâmina de

lixiviação e a de contribuição do lençol freático são também nulas e a equação (17) fica

reduzida ao formato:

9

9

( ) fHIRN PMcc ××−≤ θθ (18)

A situação proposta pela equação (18) corresponde à situação típica na maioria das

vezes para época seca nas condições brasileiras. O Nordeste é a exceção, pois nesta região, na

maioria dos locais é necessário promover artificialmente a lixiviação do excesso de sal do

perfil do solo, sendo portando LX maior que zero.

Conhecendo a IRN e a eficiência de irrigação (Ei) facilmente se calcula a lâmina

bruta de irrigação a ser aplicada por vez, ou a irrigação total necessária (ITN), dada por:

EiIRNITN = (19)

Exemplo: Calcular a máxima irrigação total necessária possível de ser aplicada por

irrigação (ITN), considerando os seguintes dados:

1) solo: textura média; Өcc= 32% em volume; ӨPM = 17% em volume;

2) cultura: milho, profundidade efetiva das raízes em seu desenvolvimento máximo, H = 60

cm e fator médio de disponibilidade, f (médio) = 0,5;

3) sistema de irrigação: aspersão (pivô central), Ei =0,75;

4) considerar época da seca, numa região típica do Planalto Central; isto é, pode ser

considerado nulo os parâmetros: Pe; CLF e LX.

Solução

( ) fHCRA PMcc ××−= θθ

( ) mmcmCRA 455,45,06017,032,0 ==××−= .

Adotando inicialmente uma IRN = CRA, tem-se IRN = 45 mm

mmEiIRNITN 6075,045 ===

Os valores encontrados anteriormente são os máximos possíveis para IRN e ITN, eles

estão coerentes com o tipo de solo e cultura exemplificados. No caso presente há coerência

também para os casos de irrigação por aspersão convencional e sulco onde é possível aplicar

lâminas grandes com baixa freqüência, no entanto é necessário lembrar que nos casos de

irrigação via pivô-central e localizada nunca é aplicado uma lâmina bruta de magnitude igual

a 60 mm. No caso do pivô central, provavelmente aplicar-se-ia, no máximo uma lâmina bruta

10

10

de 24 mm (em 25% de sua capacidade máxima de giro) o que corresponde a uma lâmina

líquida de 18 mm, considerando uma eficiência de irrigação de 75%, embora o sistema solo-

planta pode receber até 45 mm, mostrando a razão do sinal ≤ nas equações 16, 17 e 18.

Quando se conhece a CRA a IRN e a evapotranspiração real da cultura (ETrc), pode-

se calcular o turno de rega (TR) e o período de irrigação (PI) por:

ETrcCRATR = (20)

TR é o espaço máximo em dias entre uma irrigação e outra e PI é número de dias

usados para irrigar toda área (PI<=TR). Voltando ao exemplo anterior e supondo uma ETrc

de 6 mm/dia tem-se:

TR = 45 mm/6 mm/dia = 7,5 dias

No caso do pivô central, o número máximo de dias, para dar uma volta é três, por isso

três dias poderia ser o turno de rega ajustado (TRajust) para esses sistemas de irrigação. Veja

então, qual seria a irrigação total necessária (ITN) ou a lâmina bruta (LB) de irrigação para

TRajust de 3 dias.

Com TRajust =3 dias a nova IRN seria igual à TRajustxEtrc =3x6=18 mm e a nova ITN seria

igual a ITN=18/0,75=24 mm.

Se por exemplo, por um motivo qualquer a evapotranspiração da cultura cair para um

valor médio de 4,5 mm/dia o turno de rega elevaria para 4 dias (18 mm/4,5 mm/dia = 4 dias)

e o pivô central trabalharia 3 dias, correspondente ao o PI, ficando parado por um dia, já que

o TRajust é de 4 dias.

Conclui-se que a CRA e o TR dependem da planta, do tipo de solo e do clima,

enquanto a IRN e o PI, dependem além dos fatores supracitados, do equipamento usado na

irrigação e até da vontade do irrigante. Relembra-se ainda que, na aspersão convencional e na

irrigação por superfície, aplicam-se grandes lâminas de água com baixa frequência (elevados

TR e PI), enquanto nos sistemas pivô-central e em irrigação localizada o procedimento é

exatamente o oposto.

11

11

CAPÍTULO 2

INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO SOLO

Infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua

superfície, enquanto o termo taxa de infiltração ou velocidade de infiltração, refere-se ao volume de

água que atravessa uma unidade de área da superfície do solo por unidade de tempo.

Durante o processo de infiltração, estando o solo inicialmente seco, a taxa de infiltração

decresce com o tempo à medida que o solo vai umedecendo até atingir um valor final constante.

Esse valor constante é denominado de taxa de infiltração estável ou velocidade de infiltração básica

(VIB), que é um importante atributo para a elaboração de projetos de irrigação e drenagem.

Vários são os fatores do solo que interferem na magnitude da velocidade de infiltração

básica. Esses fatores estão associados às propriedades físicas do solo, principalmente a estrutura.

Solos que apresentam quantidades significativas de matéria orgânica e boa estruturação são

tipicamente solos com velocidade de infiltração elevada. Esses são alguns dos fatores apontados

como responsáveis pelas variações nos valores da velocidade de infiltração básica dos solos.

A Tabela 1, de acordo com Bernardo pode ser usada para classificação do solo quanto à sua

velocidade de infiltração básica.

Tabela 1: Classificação do solo quanto à taxa de infiltração básica

Velocidade de infiltração básica (VIB)

Solos com VIB Taxa

Muito alta ˃ 30 mm/h

Alta 15 – 30 mm/h

Média 5 – 15 mm/h

Baixa ˂ 5 mm/h

12

12

Teoria da infiltração de água no solo

Teoricamente a equação de Darcy associada à equação da continuidade constitui na

formulação matemática com significado físico mais adequado para descrever o processo de

infiltração de água no solo. A equação de Darcy é representada da seguinte forma:

( ) )1(dz

dKq

ϕθ +×= (1)

Em que:

q = densidade de fluxo, ou velocidade de Darcy LT-1;

( )θK = condutividade hidráulica do solo para um determinado conteúdo de umidade do solo (Ө),

LT-1,

dz

dϕ =gradiente de potencial matricial da água no solo, adimensional;

z = profundidade do solo, L.

Na equação anterior L é dado no SI em mm, cm ou m e T em segundo, minuto ou hora,

sendo o mm/h a unidade mais adequada para quantificar o fluxo de água no solo.

No processo de infiltração, quando água é aplicada ao solo, uma película muito delgada se

satura rapidamente permitindo na equação 1, a substituição de K(Ө) por Ko (condutividade

hidráulica saturada do solo) dessa forma a equação 1 pode ser reapresentada por:

)1(dz

dKoq

ϕ+×= (2)

O uso da equação 2 associada à equação da continuidade resulta em:

+×==

dz

dko

dz

d

dz

dq

dt

d ϕθ1 (3)

A equação 3 é conhecida como equação de Richards.

Se o solo estiver saturado 0=dt

dθ e 0=

dz

dq, na prática as expressões matemáticas

( 0=dt

dθe 0=

dz

dq) significam respectivamente, que o conteúdo de água no solo permanece

13

13

constante e igual à Өsat. e q continua existindo, porem constante e igual à condutividade hidráulica

saturada.

Por ser a infiltração um processo inerente à superfície do solo simbologias mais adequadas

podem ser usadas e a equação 2 pode, sem perder seu significado físico, ser substituída por:

)1()(z

fotf∆

∆+×=

ϕ (4)

Em que:

)(tf = taxa ou velocidade de infiltração instantânea;

fo = velocidade de infiltração básica, ou VIB;

z∆

∆ϕ= gradiente de potencial matricial, adimensional.

A taxa ou velocidade de infiltração instantânea pode também ser representada por curvas

semelhantes a da Figura 1. Observa-se nesta figura que à medida que o tempo cresce a velocidade

de infiltração diminui até tornar-se constante e igual à VIB. Quando a VIB é atingida o gradiente de

potencial matricial é nulo justificando mais uma vês o significado matemático das equações 2, 3 e

4.

Figura 1: Velocidade de infiltração em função do tempo.

O uso da equação de Richards é complicado em virtude do processo matemático envolvido,

bem como dos parâmetros físico-hídricos inerentes ao processo de infiltração e que são necessários

quantificá-los quando se usa esta equação, por isso no caso de irrigação, equações empíricas, de

fácil calibração são mais adequadas e uma das mais simples é a equação potencial ou de Kostiakov

dada por:

( ) atKtI ×= (5)

f(t)

t foo

14

14

Em que:

I(t) = infiltração acumulada, em função do tempo;

K= parâmetro dependente do tipo e da umidade inicial do solo;

t = tempo de infiltração;

a= constante dependente do tipo e da umidade inicial do solo, variando entre 0 e 1.

Outra equação muito usada em irrigação para descrever a infiltração de água no solo é a de

Kostiakov – Lewis, dada por:

tfotKtI a ×+×=)( (6)

A velocidade de infiltração instantânea (VI(t) = f(t)) é a derivada da infiltração acumulada

em relação ao tempo, ou seja:

dt

tdItf

)()( = (7)

Portanto para a equação de Kostiakov tem-se:

1)( −××= atKatf (8)

Na equação 8 se o tempo (t) tende ao infinito a velocidade de infiltração tende a

zero, tornando a equação inadequada para o uso em casos de aplicação de grandes lâminas de

irrigação as quais demandam um longo tempo, no entanto esta deficiência pode ser eliminada com

o uso da equação de Kostiakov-Lewis. Nessa equação se o tempo (t) tende ao infinito a velocidade

de infiltração tende à constante (fo) condizente com o processo de infiltração de água no solo,

sugerindo-se portanto o uso da equação de Kostiakov-Lewis.

( )( ) ( )dt

tftKd

dt

tIdtf

a ×+×== 0)( (9)

fotKatfa +××= −1)( (10)

Outra forma muito utilizada para descrever a infiltração de água no solo, é a infiltração

acumulada em função do tempo, que é a quantidade total de água infiltrada durante o tempo de

infiltração, geralmente é expressa em mm ou cm e refere-se à altura da lâmina de água que infiltrou

na superfície do solo. A infiltração acumulada pode ser representada pela figura 2.

15

15

Figura 2: Infiltração acumulada em função do tempo

Para determinar os coeficientes (k e a) da equação de Kostiakov-Lewis utilizam-se

procedimentos especificados no método de regressão linear conforme a tabela 2. Para aplicar o

método da regressão linear estabelece-se que: ( )atkLntfotILn ×=×− ))(( por outro lado é sabido

que:

LntaLnktkLn a ×+=× )( (11)

Tabela 2: Exemplificação de uma planilha eletrônica usada para os cálculos de k e a da equação de

Kostiakov-Lewis

t (min)

Tacm (min)

cm)

acum (cm)

fa (cm/min)

(t) - foTacm

x=LnTacm y=Ln ( (t)-

foTacm)) x.y x2

6,00 6,00 2,0 2,0 0,333 0,907 1,792 -0,097 -0,175 3,210 7,82 13,82 2,0 4,0 0,256 1,483 2,626 0,394 1,036 6,895 8,87 22,68 2,0 6,0 0,226 1,868 3,122 0,625 1,951 9,744 8,50 31,18 2,0 8,0 0,235 2,320 3,440 0,842 2,895 11,833 9,27 40,45 2,0 10,0 0,216 2,632 3,700 0,968 3,581 13,690 9,45 49,90 2,0 12,0 0,212 2,911 3,910 1,069 4,178 15,288 9,50 59,40 2,0 14,0 0,211 3,181 4,084 1,157 4,726 16,681 10,72 70,12 2,0 16,0 0,187 3,228 4,250 1,172 4,981 18,064 10,98 81,10 2,0 18,0 0,182 SOMA 26,923 6,129 23,173 95,405 10,98 92,08 2,0 20,0 0,182 MÉDIA 3,365 0,766

Observa-se na planilha anterior que fo =VIB = 0,182 cm/min = 109,2 mm/h.

A partir da planilha acima se determina o valor de a por:

( )∑ ∑

∑∑∑

−

×−×

=

n

XX

n

YXYX

a 2

2

)( (12)

I(t)

t

16

16

( )531,0

8

923,26405,95

8

129,6923,26173,23

2=

−

×−

=a

Considerando os valores médios de Y e X (Yméd e Xméd) e a equação da reta

bXaY médméd +×= , tem-se que: b+×= 365,3531,0766,0 , resolvendo tem-se 02,1−=b e

361,002,1 === −eek b , resultando nas equações: tttI ×+×= 182,0361,0)( 531,0 (cm; min)

182,0192,0)(

)( 469,0 +×== −tdt

tdItf (cm/min; min).

Recomenda-se especial atenção aos pares de unidades (cm; min) e (cm/min; min);

significando respectivamente que a infiltração I(t) é dada em cm e o tempo t em min. e f(t) em

cm/min e t em min.

As curvas de infiltração acumulada e velocidade de infiltração instantânea, estão

representadas respectivamente para os dados apresentados na Tabela 2 nas Figuras 3A e 3B .

Figura 3: Apre

A B

Figura 3: Apresentação da infiltração acumulada representando os dados da tabela 2 (3A) e da

velocidade de infiltração instantânea com os dados da mesma tabela (3B).

17

17

Métodos de campo para determinação das características do processo de infiltração

Os testes de infiltração devem ser condizentes com os métodos de irrigação, por isso são vários

os métodos de se determinar a infiltração de água em um solo. É possível classificar os diversos

tipos de testes de infiltração, em três grupos:

1) Quando a infiltração se processa apenas na vertical, o que ocorre nas irrigações por aspersão

e inundação, o método do infiltrômetro de anéis torna-se adequado. Entretanto diversos autores

(Prusk (2007 e Espírito Santo (2011)) constataram que o uso dos infiltrômetros de anéis

superestima os resultados encontrados nos testes de infiltração, por isso seria ideal, quando possível

para identificação dos parâmetros de infiltração necessários ao dimensionamento da irrigação por

aspersão, o uso de simuladores de chuva, apesar das dificuldades inerentes a este método.

Nas Figuras 3 e 4 A estão apresentados detalhes que exemplificam o funcionamento de um

infiltrômetro de anel. A Figura 4 B mostra um simulador de chuva pronto para ser colocado em

funcionamento, observa-se nesta figura recipientes de cor amarela, que são os pluviômetros a serem

usados na coleta da precipitação.

Nível da água dentro dos infiltrômetros

Superfície do solo

Figura 3: Instalação dos infiltrômetros no campo observando que a lâmina infiltrada deve ser

medida no infiltrômetro central.

18

18

Figura 4: Fotografias de um infiltrômetro de anel em funcionamento (A) e fotografias de um

simulador de chuva pronto para ser colocado em funcionamento sobre quatro infiltrômetros

retangulares de 2m2 de área (B).

2) Quando a infiltração ocorre em duas direções, tanto na direção vertical como na horizontal,

como é o caso da irrigação por sulcos, os métodos adequados são “entrada – saída” de água no

sulco e infiltrômetro de sulco. A Figura 5 apresenta um desenho representativo de um corte

transversal de um sulco de irrigação detalhando as direções do fluxo de água (horizontal e

vertical).

Superfície do solo

Figura 5: Linhas de infiltração na horizontal e na vertical, observando-se que o conteúdo de

umidade decresce do centro para extremidade.

Nível de água

19

19

3) Quando a infiltração ocorre em três dimensões, isto é, na direção vertical, na horizontal e na

transversal, (Figura 6) como é o caso da irrigação por gotejamento, pode-se ter uma idéia do

comportamento da infiltração com o uso de um gotejador de intensidade de aplicação de água

elevada. Nesse caso é necessário verificar em qual intensidade de aplicação de água começa o

escoamento, devendo escolher no caso de projeto de irrigação por gotejamento, gotejadores de

intensidade de aplicação no máximo igual à capacidade do solo em absorver água.

Figura 6: Detalhe de um gotejador em funcionamento, também nesse caso o conteúdo umidade

decresce do centro para as extremidades.

y

x

z

Gotejador