Estudo das variações na difusividade do solo aos gases durante processos de drenagem

• Autor(a) principal: Pereira, Antônio Augusto Alves
• Data de Publicação: 1995
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-20231122-093444/
• topic: DIFUSIDADE; DRENAGEM; FÍSICA DO SOLO; GASES

Estudou-se neste trabalho, a relação entre as variações na difusividade do solo aos gases e as características do processo de drenagem dos meios porosos. O processo de drenagem foi analisado a partir da curva de retenção de água do solo e de dois mecanismos de dessaturação dos poros, denominados discreto e contínuo, relacionados com fenômenos capilares e de adsorção, respectivamente. As variações na difusividade foram estudadas a partir do coeficiente de difusão relativo Ds/DO, que é a razão entre os coeficientes de difusão de um gás no solo (Ds) e no ar (DO), e dos parâmetros que definem Ds/DO, que são a fração do volume de poros do meio ocupada pelo ar, εar, e o coeficiente de transmitância do meio poroso, τ (Ds/DO = εar.τ). Os objetivos da pesquisa foram: (a) propor um método, baseado no estudo do processo de drenagem do solo, para prever um intervalo de valores de potencial mátrico |ψm|, denominado |Δψmτ|, no qual deve ocorrer um incremento acentuado no coeficiente τ e em Ds/DO, devido à predominância do mecanismo de dessaturação discreto, e (b) verificar experimentalmente se o coeficiente τ apresenta incremento acentuado nos limites propostos para o intervalo |Δψmτ|. Com base no estudo do processo de drenagem de meios porosos constituídos por material granular de um Cambissolo, fêz-se a predição de que no intervalo de valores de |ψm|, 0 a 20 kPa (0 a 22,4% de εar), a variação de τ durante o processo de drenagem, seria bastante acentuada. A variação do coeficiente Ds/DO foi determinada por meio da difusão de metano (CH4) em meios porosos acondicionados em uma célula de difusão de duas câmaras, no intervalo |Δψmτ| e em um segundo intervalo, no qual os valores de εar variaram de 22,4% até a condição de solo seco ao ar (εar = 48, 6%). Este segundo intervalo, está associado a um incremento no potencial mátrico de |ψm| = 20 kPa para |ψm| 1500 kPa. Os resultados mostraram que a variação de τ no intervalo |Δψmτ, no qual |ψm| variou apenas 20 kPa, correspondeu, em média, a 62,14% da variação total verificada, o que atestou a adequação do método empregado para prever o intervalo de valores de |ψm| e εar, no qual o coeficiente τ apresenta variação acentuada. Observou-se ainda, que as relações Ds/DO = Ds/DO (εar) e Ds/DO = Ds/DO (τ), mostraram-se diferentes, o que permitiu concluir que o uso de εar como variável independente única nos modelos matemáticos para a previsão de Ds/DO, não é adequado, e que esses modelos deveriam ser propostos na forma de funções de duas variáveis (Ds/D0 = Ds/D0 (εar, τ).