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Das maneiras de obtenção da taxa de infiltração de água no solo conhecidas, optou-se por obtê-la com ensaios realizados in situ. Desta forma, trabalhou-se com o infiltrômetro de duplo anel e, em alguns casos, com o tubo de Guelph. Optou-se por tais tipos de ensaio por serem ambos, dos mais utilizados atualmente na medida de infiltração e por apresentarem vantagens como a de possibilitar o fluxo de água através de volumes grandes de materiais geológicos, representando melhor a geometria porosa, além da simplicidade e facilidade de execução.

3.5.1. Ensaio com Infiltrômetro de Duplo Anel (IAD) (ASTM-D 3385)

Para realização do ensaio são utilizados dois anéis metálicos com 60 e 30 centímetros de diâmetro, cravados no solo de forma concêntrica, um tambor graduado para alimentação de água, mangueiras e cronômetro.

O tambor graduado é ligado por mangueira ao anel menor (interno) que define a área de infiltração, considerada vertical (Figura 7B). A alimentação de água no anel maior

(externo) tem a função de saturar a área circundante ao anel menor para garantir que a infiltração aconteça na vertical.

A Figura 7 apresenta os equipamentos utilizados no ensaio (Figura 7A) e o processo de infiltração da água no solo (Figura 7B), demonstrando o comportamento ideal de infiltração. Como pode ser observado na Figura 7B o propósito do anel exterior foi promover um fluxo dimensional gravitacional do anel interno.

A Figura 8 mostra um ensaio com infiltrômetro de Duplo Anel em andamento, com os anéis cravados no solo e o tambor com marcador de nível d‟água. Enquanto a Figura 9 mostra uma vista superior dos anéis concêntricos. Vale observar o nível d‟água do anel externo mais baixo que do anel interno e a bóia neste anel que tem a função de manter o nível d‟água constante. É importante manter o anel externo com água durante todo o ensaio.

Figura 7: Infiltrômetro de Anel Duplo (IAD): A – Equipamento do Ensaio; B – Processo de Infiltração do Solo; Comportamento Ideal da Infiltração da Água pelo Anel Interno (B1) e Externo (B2)

Figura 8: Ensaio com Infiltrômetro de Duplo Anel (D.A.).

3.5.1.1. Procedimento do ensaio

Os anéis são cravados aproximadamente 5cm no solo e cheios d‟água com uma lâmina conhecida e mantida a nível constante. A lâmina do anel externo deve ficar abaixo da lâmina do anel interno.

Iniciando-se o ensaio, leituras de volume infiltrado devem ser feitas nos primeiros minutos com pequenos intervalos de tempo, pois a tendência da infiltração é de iniciar com uma grande vazão, que diminui gradativamente até atingir valores aproximadamente constantes. Nas próximas leituras, portanto, os intervalos de tempo podem ser maiores. A vazão é calculada com o volume infiltrado em função do tempo.

O tempo de execução do ensaio depende das condições próprias do terreno, ou seja, do tipo de material onde será realizado o ensaio, suas características físicas e químicas, e sua espessura. Na prática, o término do ensaio é definido quando as leituras apresentam um comportamento constante do volume infiltrado.

O resultado do ensaio é uma curva de infiltração, da qual se obtém a taxa de infiltração como o valor constante de vazão.

3.6. Erodibilidade

A erodibilidade do solo foi medida por meio de ensaios de laboratório e por meio da coleta de sedimento gerado com a chuva simulada.

3.6.1. Ensaios de Erodibilidade em laboratório

A erodibilidade foi definida em laboratório a partir do ensaio de absorção d‟água (Figura 10) e do ensaio de Perda de Massa por Imersão (Figura 11) (Nogami e Villibor, 1979).

O resultado da quantidade de massa perdida em função da capacidade de absorção do solo (E52) define o índice de erodibilidade do solo. Segundo Nogami e Villibor, (1979) se o E52 for maior que 1, o solo tem baixa erodibilidade e se for menor que 1, o solo tem alta erodibilidade. Pejon (1992) adaptou esse índice, criando o índice E40. Na análise dos resultados foram considerados ambos os índices.

Figura 10: Ensaio de absorção de água. Figura 11: Quantificação da perda de massa do solo.

3.6.2. Coleta e Armazenamento de Escoamento Superficial e Sedimento Gerado

O ensaio com simulador de chuva foi realizado para fornecer dados de entrada em modelos de erosão, tais como: início de empoçamento, início do escoamento superficial (runoff) taxa de infiltração do solo, escoamento superficial e quantidade de sedimento gerado.

O início de empoçamento (poding) foi medido visualmente a partir do início do ensaio até começar a sobrar água empoçada na superfície.

O escoamento superficial e sedimento gerado eram coletados com um recipiente plástico, colocado na boca da área demarcada (Figura 12). O recipiente era colocado na posição por um período pequeno de tempo, variando entre 20 segundos e 2 minutos, de acordo com a vazão no momento da coleta, a fim de garantir medidas mais confiáveis. Assim, para vazões maiores a medida foi feita em tempo menor, enquanto para vazões menores a medida foi feita em tempo maior.

A amostra coletada era armazenada em potes plásticos (Figura 13) e levada ao laboratório para se medir o volume de escoamento superficial e a massa de sedimento gerada. Cada pote tem capacidade de aproximadamente 3 litros.

O volume de líquido mais sedimento de cada pote foi medido com auxílio de uma proveta. Em seguida esses volumes ficaram em descanso por uma semana para que a massa de solo sedimentasse. Assim, o excesso de água foi retirado com uma bomba de vácuo e o restante colocado em tigelas para serem levadas à estufa. As amostras foram pesadas depois de permanecerem por no mínimo 48 horas na estufa.

Figura 12: Recipiente de coleta do escoamento superficial e do sedimento gerado.

Figura 13: Pote de armazenamento do escoamento superficial e sedimento gerado.