Este documento discute as formas como a água se apresenta no solo e rochas, incluindo zonas da água, aqüíferos e permeabilidade. Explica que a água pode ocorrer como água livre, capilar, higroscópica ou adsorvida, e discute processos como infiltração, advecção e dispersão na movimentação de poluentes em solos e aqüíferos.

1. PEDOLOGIA
Prof. Carolina Corrêa

2. Objetivos
Conhecer as formas em que a água se
apresenta no solo;
Identificar as zonas da água nos solos;
O que são aqüíferos e como se
apresentam;
Compreender permeabilidade.

3. Todos os solos são materiais
permeáveis, ou seja, a água está livre para
fluir através dos poros interligados
existentes entre as partículas sólidas.
Nem toda rocha é permeável e mesmo
as não permeáveis podem conter
quantidades significativas de água.
Água nos Solos e Rochas

4. Conforme a origem, as águas
subterrâneas podem ser classificadas como:
de infiltração;
 fóssil;
 juvenil;
de condensação.

5. A água de infiltração é gerada pela infiltração
das águas meteóricas, ou seja, águas da chuva
(praticamente toda água subterrânea tem esta
origem).
Infiltração

6. Fóssil
A água fóssil é proveniente de tempos
geológicos passados, quando se deu a
deposição dos sedimentos que aprisionam
esta água.

9. A água juvenil é a água de origem
magmática; provem do interior da Terra e
resultante da fase final da consolidação de
magmas, é ascendente, rica em sais e
termal.

10. A água de condensação é aquela que
condensa nos poros a partir do vapor de
água.

11. Zonas da Água
Zona vadosa ou zona de aeração é a
região entre o lençol freático e a superfície
do terreno. Está preenchida por ar
atmosférico e contém pouca água, na forma
de umidade. Esta camada do solo é
importante na purificação das águas que se
infiltram, atuando como filtro, como zona de
oxidação de matéria orgânica e de retenção
de uma gama variada de metais pesados.

13. Nesta zona a água ocorre na forma de
películas aderidas aos grãos do solo.
Solos muito
finos tendem a ter
mais umidade do
que os mais
grosseiros, pois há
mais superfícies de
grãos onde a água
pode ficar retida por
adesão.

14. Na zona de aeração podemos
distinguir três regiões:
Zona de umidade do solo: é a parte
mais superficial, onde a perda de água de
adesão para a atmosfera é intensa. Em
alguns casos é muito grande a quantidade
de sais que se precipitam na superfície do
solo após a evaporação desta água, dando
origem a solos salinizados ou a crostas
ferruginosas.

15. Franja de capilaridade: é a região
mais próxima ao nível d’água do lençol
freático, onde a umidade é maior devido à
presença da zona saturada logo abaixo.
Zona intermediária: região
compreendida entre as duas anteriores e
com umidade menor do que na franja
capilar e maior do que na zona superficial
do solo.

16. Zona de Saturação
É a região abaixo do lençol freático
(nível freático) onde os poros ou fraturas da
rocha estão totalmente preenchidos por
água.
Em aqüíferos freáticos o nível da água
varia segundo a quantidade de chuva. Em
épocas com mais chuva o nível freático
sobe e em épocas em que chove pouco o
nível freático desce.

18. O que é um AQUÍFERO ?

19. Para armazenar água é preciso que a
rocha seja porosa e permeável capaz de
reter e ceder água. Uma formação
geológica para ser considerado um aqüífero
deve conter espaços abertos ou poros
repletos de água e permitir que a água
tenha mobilidade através deles.

21. Como se dá o seu abastecimento?

22. Aquífero Confinado
Aquífero Confinado
Aquífero Livre
Aquífero Suspenso
Nível da água
Camadas
Impermeáveis
Tipos de Aquíferos

23. Aquíferos porosos: rochas
sedimentares consolidadas, solos
arenosos e sedimentos inconsolidados;
Aquíferos Fraturados ou Fissurados:
associados a rochas ígneas e
metamórficas;
Aquíferos Cársticos: são formados em
rochas carbonáticas.
Quanto a Rocha Armazenadora

24. A água no solo pode se apresentar de
diferentes maneiras:
 Água Livre ou gravitacional;
 Capilar;
 Higroscópica/Adsorvida.
Água no Solo

25. Água Livre ou gravitacional
É aquela que não consegue mais ser
retida pelos grãos sólidos e circula nos solos.
Pode estar em equilíbrio hidrostático ou fluir
sob a ação da gravidade ou de outros
gradientes de energia.

26. Água Capilar
É a água que se encontra presa as
partículas do solo por meio de forças
capilares. Esta se eleva pelos interstícios
capilares formados pelas partículas sólidas,
devido a ação das tensões superficiais nos
contatos ar-água-sólidos, oriundas a partir
da superfície livre da água.

27. Esta película de água sobre o grão
sólido, tem espessura variada e pode migrar
de um grão para outro, saindo de um com
espessura maior para um com espessura
menor. Esta água capilar pode ser retirada
pelas raízes das plantas, mas não
movimentada pela gravidade.

28. Alturas capilares máximas atingíveis
– pedregulhos → poucos centímetros;
– areias → um a dois metros;
– siltes → três a quatro metros;
– argilas → dezenas de metros.

29. Água de Constituição
É a água presente na própria
composição química das partículas sólidas.
Vapor
O vapor existe nos poros que contem
ar, ele pode passar para fase líquida e vice-
versa conforme varie a temperatura.

30. Água higroscópica/adsorvida
É a quantidade máxima de água, em
percentagem, que o solo é capaz de
absorver da atmosfera, em forma de vapor,
e manter em equilíbrio com o ambiente.
Não se movem, nem por capilaridade e
nem por gravidade; só se movimentam sob
a forma de vapor d'água.

31. A água higroscópica forma uma
camada muito fina e que fica tão aderida ao
grão que para sua retirada é necessário o
aquecimento acima de 100 graus
centígrados.
O solo que possui apenas água
higroscópica é um solo aparentemente
seco.

32. Água Adsorvida (adesiva) adere às
partículas dos solos finos devido a ação de
forças elétricas desbalanceadas na
superfície dos argilo-minerais. Está
submetida a grande pressões,
comportando-se como sólido na vizinhança
da partícula de solo.

33. A quantidade total adsorvida varia
entre 5 a 30% do peso do sólido
adsorvente, podendo chegar
excepcionalmente a 50%.
Uma vez que os compostos adsorvidos
concentram-se sobre a superfície livre do
sólido, quanto maior for esta superfície por
unidade de peso sólido, tanto mais favorável
será a adsorção.

34. São inúmeros os fenômenos que
controlam o transporte de contaminantes
em meios porosos, onde o contaminante
considerado é a massa de alguma
substância dissolvida, movendo-se no meio
fluido, ou com este (água) nos vazios do
meio poroso (solo) seja ele saturado ou não
(Nobre, 1987).
Transporte de poluentes

35. É o mecanismo de transporte
ocasionado pelo fluxo de água, uma vez
que com o deslocamento da água os
contaminantes (solutos) presentes na
mesma se movem na direção das linhas de
fluxo com uma velocidade que, em princípio,
é igual à velocidade média da água e sem
alterar sua concentração na solução.
Advecção

36. Dispersão por difusão molecular
O soluto dissolvido em água desloca-
se de uma área de maior concentração para
uma área de menor concentração, visando
equalizar a concentração em toda a massa
de fluido. Este fenômeno ocorre
independente da velocidade do fluido.
Dispersão

37. Em um meio poroso, especialmente de
granulometria fina, a difusão é
consideravelmente menor do que em uma
solução livre. Isso se deve a tortuosidade
das trajetórias de fluxo, pequeno volume de
fluido para o fluxo e a retenção de íons e
moléculas nas superfícies das partículas
(Mitchell, 1991).

38. É o processo segundo o qual o soluto
adere a superfície dos sólidos devido as
forças de atração aí existentes.
É um dos processos mais importantes
no controle de qualidade das águas.
Adsorção

39. É a propriedade
que o solo apresenta
de permitir o
escoamento da água
através de seus vazios
de um ponto de mais
alta energia para um
ponto de mais baixa
energia.
Permeabilidade

40. A Lei de Darcy é expressa por:
Q = K . h . A
L
 Q – vazão;
 A - área da amostra;
 k - o coeficiente de permeabilidade;
 h – diferença entre o nível de entrada e
de saída;
 L – comprimento da amostra.

41. Fatores que influenciam a
permeabilidade
Os principais fatores que influenciam
no coeficiente de permeabilidade (K) são:
granulometria, índice de vazios, composição
mineralógica, estrutura, fluído e
temperatura.

42. S O L O K (mm/s) K (cm/s)
Pedregulho grosso 10 a 103 1 a 102
Pedregulho fino - areia
grossa a média
10-2 a 10 10-1 a 1
Areia fina - silte fofo 10-4 a 10-2 10-3 a 10-1
Silte denso - silte argiloso 10-5 a 10-4 10-4 a 10-3
Argila siltosa – argila 10-8 a 10-5 10-7 a 10-4
Valores típicos de coeficiente de permeabilidade

43.  BOSCOV, M.E.G. (2008). Geotecnia Ambiental. Cia.
Dos Textos.
 DAEE-IPT. (1990). Controle de Erosão. 2a ed.
 GUERRA, A. J. T. & CUNHA, S. B. da (org.).
Geomorfologia: exercícios, técnicas e aplicações.
Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1996, 334p.
 PINTO C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos.
Editora Oficina de textos, 2005.
 VARGAS, M. Introdução a Mecânica dos Solos.
Editora McGraw-Hill do Brasil, 1977.
Bibliografia