MEDIDAS DO POTENCIAL DA
ÁGUA DO SOLO
Métodos Instrumentais de Análise Física
do Ambiente
Monica Martins da Silva
Pós-graduanda em Física do Ambiente Agrícola
Piracicaba, junho de 2005
POTENCIAL HÍDRICO DO SOLO
- representa a diferença da energia do sistema
entre o estado da água no solo e um estado padrão.
- define o estado de energia no ponto considerado.
- a tendência espontânea da água no solo é assumir
estados de menor potencial.
- conhecendo os potenciais da água em diferentes
pontos do solo, pode-se determinar sua tendência de
movimento (REICHARDT & TIMM, 2004).
O potencial total da água no solo é uma medida de
seu estado de energia, que pode ser expresso como a soma
de vários componentes:
ϕt= ϕmatricial + ϕosmótico + ϕpressão + ϕgravitacional
POTENCIAL MÁTRICO (ϕm)
Diz respeito às interações entre a matriz do solo e
a solução no solo, incluindo forças associadas com a
adsorção e a capilaridade, responsáveis pela retenção da
solução no solo (LIBARDI, 2004).
MEDIDAS DO POTENCIAL DE ÁGUA DO SOLO
Há uma série de instrumentos empregados na
determinação do potencial da água no solo. Instrumentos já
consagrados pelo uso para medir estes potenciais são:
tensiômetro
funil de Haines (ou funil de placa porosa)
placa de Richards
Tensiômetro
O tensiômetro mede a tensão de água ou potencial
matricial do solo, que pode ser convertido para umidade do
solo. Sendo utilizado para determinar a umidade atual e o
armazenamento de água no solo.
Para construir um tensiômetro de mercúrio são
necessários:
- uma mangueira espaguete (aproximadamente um
diâmetro interno de 1,25 mm e externo de 3,0 mm)
- uma rolha
- um tubo de PVC (diâmetro interno de 30 mm)
- uma cápsula porosa de cerâmica
- uma cubeta com mercúrio
- uma estaca de madeira
- cola Araldite.
O tensiômetro deve ser instalado na área e na
profundidade de abrangência do sistema radicular da
cultura (na linha de plantio ou próximo ao caule da planta).
É importante que o solo esteja o mais úmido
possível, quando da sua instalação, a fim de que haja bom
contato necessário entre a cápsula porosa e o solo. Após
instalar o tensiômetro no solo, deve-se preencher todo o
tubo de PVC com água destilada e retirar todo o ar do
sistema pela extremidade aberta fluxando com o auxílio
de uma piceta.
O princípio de funcionamento baseia-se na altura da
coluna de mercúrio medida no espaguete.
Se o solo está seco o tubo perde água para o solo
através da cápsula porosa, fazendo com que a coluna de
mercúrio se eleve.
Se o solo estiver muito úmido, entra água no tubo
pela cápsula, promovendo a redução da altura da coluna de
mercúrio.
O potencial mátrico é determinado pela seguinte
equação:
ϕm= -12,6H + h1 + h2
H = leitura da coluna de mercúrio, em cmHg, que é
transformado em altura de água pelo fator 13,6 - 1 =
12,6, que é a ρ Hg e da água, respectivamente;
ϕm = tensão da água no solo, em cm de água;
h1= altura do nível de mercúrio na cuba, em relação à
superfície do solo, em cm;
h2= profundidade de instalação do tensiômetro, em cm.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A medida do potencial mátrico por tensiômetro é, em
geral, limitada para valores menores que 1 atm, num intervalo
de 0 a 0,85 atm (85 kPa), porém no campo cobre o principal
intervalo de umidade do solo de importância em práticas
agrícolas (REICHARDT & TIMM, 2004; LIBARDI, 2004).
REFERÊNCIAS
KLAUS, R.; TIMM, L.C. A água em equilíbrio. In: KLAUS, R.;
TIMM, L.C. Solo, planta e atmosfera: conceitos,
processos e aplicações. Barueri, SP: Manole, 2004.
cap.6, p. 87-132.
LIBARDI, P.L. Medida dos potenciais da água no solo. In:
LIBARDI, P.L. Dinâmica da água no solo. Piracicaba, SP:
O Autor, 2004. cap.6, p. 121-145.
LIBARDI, P.L. Métodos de medida da condutividade
hidráulica dos solos. In: LIBARDI, P.L. Dinâmica da água
no solo. Piracicaba, SP: O Autor, 2004. cap.9, p. 225253.
APLICAÇÃO DO TENSIÔMETRO NO PROJETO DE
PESQUISA
Balanço hídrico
O balanço hídrico nada mais é do que a
contabilização das entradas e saídas de água no sistema
solo-planta.
A equação do balanço hídrico pode ser escrita
como:
P  I  D  AC  ET  R  hz
Drenagem interna (D) / ascensão capilar (AC)
Calculada por  q z dt  D (ou AC), sendo qz a densidade de
tj
ti
fluxo de água no solo (mm dia-1) que pode ser positiva,
resultando na ascensão capilar (AC) e negativa, resultando na
drenagem interna (D).
Este componente
na
profundidade
e
tempo
considerados será estimado pela equação de DarcyBuchingham, isto é:
 
q  K m t / Z

q = densidade de fluxo da água no solo (mm s-1);
K (m) = condutividade hidráulica K (mm s-1) obtida em função do potencial
mátrico m (kPa) pelo método do perfil instantâneo* (LIBARDI, 2004);
t = diferença de potencial total (m) obtida a partir da diferença de
leitura dos tensiômetros instalados às profundidades 0,70 e 0,90 m;
Z = 0,20 m é o comprimento da camada do solo (m), entre as
profundidades 0,90 e 0,70 m.
Variação de armazenagem (hz)


 
Z
0
O
tj
ti
componente

 / t dz dt  hz

variação
de
armazenagem
será
determinado a partir de perfis de conteúdo de água em
tempos especificados, obtidos por meio das leituras dos
tensiômetros nas diversas profundidades e respectivas
curvas de retenção.