Considere-se a situação abaixo, definida por uma seção transversal de canal, de forma trapezoidal - quase sempre a utilizada nos projetos de condução de líquidos para fins de irrigação - e seus elementos caracterís ticos principais.
Superfície do líquido Superfície do solo
· · ·· · · · ·----... l B h b Infiltração '···:'I··· Meio poroso
FIGURA 01 - Condições básicas de fluxo a partir de uma seção de canal, encrustado em meio poroso, sem revestimento.
O líquido no TC pode ser a vinhaça ín natura ou a água comum, depen dendo do tratamento considerado; pode, também, permanecer por duas horas ou por seis horas, conforme esteja atuando corno redutor ou corno infiltran te;
A altura do líquido no TC, h(h = 500 mm), foi assumida teoricamente constante durante todo o tempo de ambos os processos ocorridos: redução e infiltração.
o
solo, sendo um meio poroso, possibilita a passagem, por seus po ros, de elemento fluido - no caso, um líquido. Tanto a água comum quanto a vinhaça ín natura possuem constituintes, minerais e orgânicos, que tanto reagem com a matriz do solo quanto modificam a geometria do espaço poroso.A quantidade de matéria orgânica, sólidos suspensos e elementos mi nerais diversos, na vinhaça, é muito grande. Após um certo tempo, t, e sob a ação da carga hidráulica, h, o fluxo de líquido da superfície infil trada do TC para o interior do solo, evidentemente conduzindo todos aqueles materiais minerais e orgânicos, promoveria, progressivamente, a obstrução dos poros do solo, por ações mecânicas de transporte e acumula
ção. Formar-se-ia, assim, urna camada colmatada solo+elementos
infiltrados -, adjacente e ao longo de todo o perímetro do TC, a partir da superfície deste e aprofundando-se no meio poroso. As principais caracte rísticas e propriedades dessa camada colmatada, diferentes, em magnitude, daquelas do meio poroso original, seriam: (1) sua constituição, (2) sua estrutura, (3) maior massa específica, e (4) menor condutividade hidráuli ca, em solo saturado.
Com a aplicação da vinhaça ín natura, certamente, haverá dispersão de argilas, podendo provocar, também, redução do fluxo de líquidos no solo. Este efeito não foi aqui considerado por acreditarmos que a acumula ção e consequente obstrução dos poros do solo, pelos materiais componentes da vinhaça, contribuir muito mais para o fenômeno de redução do fluxo de líquidos neste meio poroso.
A espessura dessa camada ao longo do perímetro molhado, a quantidade de elementos infiltrados, seu potencial para redução de Ko, a magnitude desse Ko, dependeriam, principalmente, dos seguintes fatores: (1) caracte rísticas do líquido infiltrado, (2) características do solo, (3) magnitude
de h, (4) tempo de oportunidade para a redução e, ou, para a infiltração e (5) geometria da seção transversal da superfície infiltrante.
Os elementos inerentes a estes fatores interagem, de forma conver gente, no sentido de modificar a infiltração,I, a taxa de infiltração,VI e a perda de líquido por infiltração, PI. Nesse caso particular, as modifi cações em I, VI e PI, seriam determinadas pelas condições limites inerentes ao experimento. Certamente, deve haver algum(ns) fator(es) que não está (ão) sendo controlado (s), dentro desta concepção científica. O grau de importância deste (s) último (s), cremos, poderá ser qualificado após a obtenção dos resultados.
3.1.2. Condições limites.
Líquido Sup�rfície do solo
camada adensada
Solo
FIGURA 02 - Principais atributos da seção transversal do TC. (h=0, 490m; b=0,490m; a=52°; B=l,27m).
As condições limites constituem-se nos contornos da indagação cien tífica que se está pondo à prova com o experimento. É um conjunto de fatores que, direta ou indiretamente, intervem no comportamento dos fenô menos que estão sendo considerados para a obtenção dos dados, os quais
virão a valorar, qualitativa e, ou, quantitativamente, as variáveis expe rimentais.
Para esta pesquisa, as condições limites foram as seguintes:
1) A vinhaça ín natura, o redutor, por hipótese, de infiltração constitui-se numa mistura complexa de vários elementos minerais e orgâni cos, cujas características e, consequentemente, comportamentos, são bastante diferentes daqueles da água comum. Consideramos, para os fins desta pesquisa, corno principais características e propriedades da vinhaça, problernatizadoras do processo de infiltração, as seguintes: (1) o seu teor em Potássio, (2) o seu teor em matéria orgânica, (3) a sua temperatura,
(4) a sua viscosidade dinâmica e (5) seu teor em sólidos suspensos.
2) o grau de sedimentação dos sólidos suspensos na vinhaça é muito alto. A parte mais baixa da superfície infiltrada, o fundo do TC, em pouco tempo, deve está coberta com sedimentos;
3) O líquido permaneceu estático - não houve fluxo e a inclinação do fundo era nula - sobre a superfície infiltrada, durante todo o tempo de oportunidade para a redução e, ou, para a infiltração;
4) A forma geométrica da superfície infiltrada foi a de um trapézio isósceles, simulando, evidentemente, a forma da seção de canal mais uti lizada nos projetos de condução de efluentes líquidos. Isto estabelece duas sub-superfícies de infiltração, no que respeita à inclinação: ( 1) duas sub-superfícies inclinadas, definidas pelas paredes do TC e (2) uma horizontal, que se constitui no fundo do TC;
5) Solo anisotrópico; ocorria uma camada sedimentada abrangendo cer ca de ½ do perímetro molhado do TC, corno descri to pela Figura 2, í tem 3.1.2.;
6) Foi mantida uma lâmina média de líquido de 490mm, sobre o fundo e as paredes do TC, durante todo o tempo de oportunidade para a redução e, ou, para a infiltração;
7. O tempo de oportunidade para a redução foi de duas horas; o de oportunidade para a infiltração, de seis horas.
8) A superfície infiltrada foi submetida ao fluxo imediatamente após preparada, isto é, a infiltração se verificou em trechos de canais (TC' s) recém abertos, novos;
9) O início do processo de redução da infiltração ocorreu, sempre, numa superfície com umidade de 15,52 a 17,74%(bps); para efeito de medida da infiltração nesta pesquisa, contudo, o início deste processo de infil tração, estava na dependência de, no tratamento de interesse, ter havido, anteriormente, redução ou não.
3.1.3. Hipóteses(H) e variáveis(V).
Hl) Ao longo do tempo de oportunidade para a redução e, ou, para a infiltração, ocorre um preenchimento dos poros do solo com materiais mine rais e orgânicos, constituintes inerentes dos líquidos;
H2) Em função dessa obstrução dos poros do solo, ocorre um aumento de sua massa específica, redução de sua macroporosidade, aumento da micro porosidade e da porosidade total e redução da condutividade hidráulica;
H3) Há redução da taxa de infiltração e das perdas por infiltração ao longo do tempo;
H4) A vinhaça ín natura se constitui num redutor de infiltração de líquidos em canais de terra.
Vl) Porosidades;
V2) Massa específica do solo;
V3) Condutividade hidráulica do solo saturado; V4) Taxa de infiltração;
V5) Perdas por infiltração.