3.6 Manejo com base na tensão da água no solo
Consiste em determinar a tensão de água no solo através de tensiômetros. O tensiômetro é composto de uma cápsula porosa conectada a um vacuômetro por um tubo, geralmente de plástico. Quando colocado no solo, a água da cápsula tende a entrar em equilíbrio com a tensão da água no solo. Qualquer mudança no conteúdo de agua no solo e, consequentemente, de seu estado de energia será transmitido à água no interior do tensiômetros, sendo indicada pelo vacuômetro. Este vacuômetro pode ser um manômetro do tipo Bourdon ou de mercúrio, ou então um tensiômetro de punção equipado com um tensímetro digital ou analógico.
Figura 3.2: Esquema de um tensiometro (a) de Bourdon e (b) mercúrio.
Figura 3.3: (a) Tensiômetro de punção e (b) tensímetro digital
A cápsula do tensiômetros funciona como uma membrana semipermeável que permite a livre passagem de água e ions mas não de ar e partículas sólidas. Teoricamente, o tensiômetro poderia medir tensões de até 1 atm (100 kPa). Na prática, porém, o seu intervalo de medição vai de \(\psi_m\) = 0 atm (saturação) até \(\psi_m\) = 0,75 atm, atingindo somente uma parte da água útil do solo. Para solos arenosos, cobre ≈70% da água útil e, em solos argilosos, ≈40%. Acima desses valores, o ar penetra no instrumento através dos poros da cápsula, a água começa a passar do estado liquido para o estado de vapor e as medições perdem precisão. Esse intervalo, apesar de limitado, representa uma importante faixa de potencial e umidade do solo em práticas de agricultura irrigada.
Para instalar um tensiômetro, abre-se um furo na linha de plantio com um trado e coloca-se o aparelho na profundidade efetiva do sistema radicular. Preenchido com água, o aparelho é fechado hermeticamente. Com o fluxo de água da capsula porosa para o solo seco, estabelece-se um vácuo no interior do tubo. Além da pequena faixa de valores potenciais, o tensiômetro necessita de reposições frequentes de água e de um número grande de amostragem devido a grande variabilidade espacial nas características físicas do solo. A medida do potencial mátrico é feita com base na lei da hidrostática:
\[\begin{equation} \psi_m = \frac{P_v}{\gamma} + h \tag{3.5} \end{equation}\]
- \(\psi_m\) – potencial mátrico
- A unidade de \(\psi_m\) depende da unidade de medida do vacuômetro.
- Pv – pressão no vacuômetro (valor sempre negativo)
- h – distância da cápsula ao vacuômetro
O valor de \(\psi_m\) para um tensiômetro de coluna de mercúrio é dado por:
\[\begin{equation} \psi_m = -12,6 \cdot h + h_1 + h_2 \tag{3.6} \end{equation}\]
- h – altura de elevação da coluna de mercúrio
- h~~1 – altura do reservatório de mercúrio em relação àsuperfície do solo
- h2 – profundidade do tensiômetro, medida da superfície até o centro da cápsula
No caso do tensiômetro de punção, a medida do potencial mátrico é feita diretamente, conectando o tensímetro ao tensiômetro. A agulha na base do tensímetro penetra no cap de borracha localizada sobre o tensiômetro e, após o equilíbrio, indica diretamente o valor de \(\psi_m\).