2.2 Conteúdo de água no solo

O conteúdo de água no solo pode ser expresso em base de massa, também chamado umidade em peso (u), e definida como a razão entre a massa de água contida no solo em um determinado instante e a massa do solo seco.

\[\begin{equation} u = \frac{m_a}{m_s} \tag{2.5} \end{equation}\]

em que:

• m_a - massa de água

O conteúdo de água no solo também pode ser expresso em base de volume, também chamado umidade em volume (\(\theta\)) e definido como a razão entre o volume de água contido no solo em um determinado instante e o volume do solo.

\[\begin{equation} \theta = \frac{V_a}{V_s} \tag{2.6} \end{equation}\]

em que:

• V_a - volume de água

Para umidade em base massa, podem ser utilizadas as unidades g/g, kg/kg, etc., em que se considera gramas de água por grama de solo seco. Para umidade em base volume, podem ser utilizadas as unidades cm³/cm³, m³/m³, etc., em que se considera centímetro cúbico de água por centímetro cúbico de solo.

A vantagem de se trabalhar com umidade em volume é que seu valor corresponde à lâmina de água retida por camada de solo. Por exemplo, se a umidade do solo em volume é de 0,20 cm³/cm³ ou 20%, significa que em cada camada de solo de espessura X existe 0,20.X de água, ou seja, em cada centímetro de solo existe 2 mm de água.

É possível relacionar a umidade em peso com a umidade em volume, desde que se conheça a densidade do solo.

\[\begin{equation} \theta = u \cdot D_s \tag{2.7} \end{equation}\]

A razão de saturação de um solo (S) é definida como a relação entre o volume da água e o volume total de poros. Quando o volume de poros está totalmente cheio de água, diz-se que o solo está saturado, e a razão de saturação é de 100%.

\[\begin{equation} S = \frac{V_a}{V_{poro}} \tag{2.8} \end{equation}\]

Exemplo 2.1 Retirou-se uma amostra de solo com um anel volumétrico de 10 cm de altura e 10 cm de diâmetro. A massa de solo úmido foi 980 g e de solo seco 810 g. Sendo a densidade das partículas igual a 2,65, calcular:

• a densidade do solo
• a umidade do solo em base de massa seca
• a umidade do solo em base de volume
• a porosidade total do solo
• a razão de saturação

\(D_s = \frac{810}{\pi \cdot 10^2/4 \cdot 10} = 1,03 g/cm^3\)

\(u = \frac{980-810}{810} = 0,2099 g/g\)

\(\theta = 0,2099 \cdot 1,03 = 0,2165 cm^3/cm^3\)

\(\alpha = 1-\frac{1,03}{2,65} = 0,6113\)

\(S = \frac{0,2165}{0,6113} = 0,3541\)