Avaliação da infiltrabilidade de um perfil de solo tropical

Abstract

Segundo dados do INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE, o grande processo de urbanização no Brasil ocorreu da segunda metade do século XX em diante. Na década de 70 a população urbana ultrapassou a rural e em 2000 esta já era de 138 milhões enquanto aquela se limitava a 31,8 milhões. Este incremento populacional gerou a impermeabilização crescente das bacias hidrográficas e a ocupação inadequada das regiões ribeirinhas dos cursos d’água, tornando-se a expansão urbana responsável por vários problemas socioambientais tais como, erosões e inundações. Apesar dos avanços tecnológicos ainda assim não se conseguiu superar os problemas ambientais oriundos do processo de urbanização acelerada. No passado adotava-se como medidas de correção a construção de grandes obras hidráulicas com fim de remover rapidamente a água que se acumularia em locais importantes. Atualmente faz-se a opção por medidas mais racionais, que se utilizam do planejamento da ocupação e uso do solo impondo restrições à ocupação de áreas que podem ser naturalmente inundadas e buscando manter a água dentro da bacia por meio da adoção de técnicas apropriadas ao uso e infiltração das águas pluviais. Na região Centro-Oeste estão sendo estudados dois tipos de dispositivos de infiltração: os poços de infiltração e as trincheiras de infiltração. Tanto em um caso como em outro, além da avaliação da capacidade de infiltração do solo, faz-se necessário analisar os seus reflexos no comportamento hidráulico e mecânico do maciço e as eventuais consequências geotécnicas capazes de comprometer a funcionalidade e a segurança das edificações vizinhas. A capacidade de infiltração do solo varia em função de diferentes fatores tais como cobertura vegetal e tipo e estado do solo. Estes elementos definidores do estado do solo são aspectos internos como a porosidade, a distribuição dos poros e a umidade e externo como o clima. A sucção/capilaridade atuante no solo está diretamente associada a estes aspectos. Nesta dissertação se buscou analisar a influência da umidade inicial e, portanto, da sucção na infiltrabilidade do solo. Dada a grande interação solo-atmosfera, a umidade inicial está diretamente associada às condições climáticas, daí a grande relevância do estudo para o entendimento da infiltrabilidade. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Based on records from INSTITUTO BRASILERO DE GEOGRAFIA E ESTATISTICA – IBGE, the great urban development process in Brazil occurred in the second half of the twentieth century. In the seventies the urban population surpassed the rural; growing from 31.8 million to 130 million by the year 2000. This growth facilitated the undersealing process of the hydrographical basins and the inadequate human occupation of the regions adjacent to the water paths. The latter became the principal factor on problems related to contamination, flooding in urban areas and the significant increase in the frequency of these occurring. Despite engineering and technological developments it has not been possible to overcome the environmental problems originated by the accelerated growth of urban areas. For example in the past, in order to promptly evacuate the water accumulated in important urban areas, massive hydraulic projects were built. However these days more rational solutions are implemented such as restrictions on occupation of certain zones that could be in risk of flooding and the introduction of new measurements to help normalising the hydrological processes that were disrupted during the urban developments. These solutions work together with the existing structures to facilitate the evacuation of additional water volumes that were not initially foreseen. Two types of devices for infiltration are being studied in the centre-west region: infiltration wells and infiltration trenches. As well as the analysis of the infiltration properties of the soil, it is also required to analyse the consequences of the infiltration on the hydraulic and mechanic soil behaviour. Additionally, subsequent changes in the geotechnical characteristics of the soil are studied and analysed to understand how they interact with functionality and safety of neighbouring structures. The infiltration characteristics vary in function of different factors such as vegetal coverage, type and state of the soil. Internal aspects like porosity and its distribution, humidity and climate factors are important elements when determining the state of the soil. Moreover, the suction and capillarity of the soil are directly associated with these aspects. In this thesis the influence of the initial humidity, and also the suction, on the infiltration characteristics of the soil was studied. Due to the soil-atmosphere interaction, the initial humidity of the soil is directly related to the climate conditions, therefore the importance of this research project that aim to better understand the infiltration process on the soil. _______________________________________________________________________________ RESUMEN

Según datos del INSTITUTO BRASILERO DE GEOGRAFIA E ESTATISTICA-IBGE, el grande proceso de urbanización en Brasil ocurrió a partir de la segunda mitad del siglo XX. En la década de los años 70 la población urbana ultrapaso a la populación rural , ya en el año 2000 esta alcanzo los 130 millones mientras que en la época de los 70 era de 31,8 millones. Este incremento generó el aumento de la impermeabilización de cuencas hidrográficas y la ocupación inadecuada de las regiones adyacentes a los cursos de agua, convirtiéndose en el principal factor del agravamiento de los problemas relacionados con el aumento de la contaminación, las inundaciones en las ciudades e aumento en la frecuencia de estas inundaciones. A pesar de los avances tecnológicos no se consiguió superas los problemas ambientales generados por el proceso de urbanización acelerada. En el pasado se preocupaban por las medidas correctivas e fueron construidas grandes obras hidráulicas para eliminar rápidamente el agua acumulada en sitios importantes. En la actualidad se opta por medidas más racionales como las restricciones para la ocupación de algunas áreas que pueden ser naturalmente inundadas y la introducción de nuevas medidas de compensación las cuales procuran favorecer los procesos hidrológicos que fueron modificados durante la urbanización, estas medidas actúan juntos con las estructuras convencionales existentes para facilitar el transporte del volumen de agua adicional del que se tenía previsto. En la región centro-oeste están siendo estudiados dos tipos e dispositivos de infiltración: Pozos de infiltración y trincheras de infiltración. Tanto en un caso como en otro además de la evaluación de la capacidad de infiltración del suelo, se necesita analizar las consecuencias en el comportamiento hidráulico y mecánico del suelo y las posteriores consecuencias geotécnicas que pueden comprometer la funcionalidad y la seguridad de las edificaciones vecinas. La capacidad de infiltración de un suelo varía en función de diferentes factores tales como cobertura vegetal, tipo y estado del suelo. Son elementos importantes para definir el estado del suelo aspectos internos como la porosidad, la distribución de poros e la humedad e aspectos externos como el clima. La succión y la capilaridad actuante del suelo están directamente asociadas a estos aspectos. En esta tesis se busco analizar la influencia de la humedad inicial y por tanto la succión en la capacidad de infiltración de un suelo, dada la grande interacción suelo atmosfera, la humedad inicial esta directamente asociada a las condiciones climáticas y de allí la grande importancia de este estudio para el mejor entendimiento de la infiltración de un suelo.