Análise numérica de métodos empíricos do estudo da condutividade hidráulica

Abstract

No contexto das Ciências Agronômicas e Ambientais, a condutividade hidráulica K(µ) como função da umidade (µ) e granulometria, tem especial importância para os estudos e solução de problemas práticos relacionados com a irrigação, drenagem, lixiviação de nutrientes e poluentes, estabilidade de taludes, problemas relacionados a compactação de solo em forma geral. Serão realizados estudos que estipulam a condutividade hidráulica K(µ) a partir da distribuição granulométrica e teores de umidade para determinados tipos de solo, tendo o diâmetro das partículas como parâmetro principal para obtenção do mesmo. Uma das vantagens nesta metodologia é a redução de custos laboratoriais e o tempo reduzido se comparado a testes para obtenção destes índices físicos. O estado da arte na validação empírica tem produzido modelos numéricos para descrição de simulação dos índices físicos. Utilizando de metodologias experimentais, faremos uso de tais modelos para a validação e posterior análise de resultados para solos obtidos na UFCat. A primeira parte do trabalho será destinada ao estudo de modelos estatísticos, que relacionam o comportamento do coeficiente hidráulico com a granulometria do solo. Para esta parte do trabalho, será utilizado como referência principal o artigo (SALARASHAYERI; SIOSEMARDE, 2012). Os modelos que serão usados nesta dissertação foram obtidos em (SALARASHAYERI; SIOSEMARDE, 2012), onde os autores, por meio de 25 amostras de solo arenoso extraíram características da condutividade hidráulica. No presente caso, ensaios de laboratório mostraram que a característica do solo analisado se aproxima de um comportamento argiloso veja (GONÇALVES-FILHO et al., 2017b), (GONÇALVES-FILHO et al., 2017a). Para contornar este problema usaremos os gráficos gerados a partir de análises experimentais feitas por meio de sensores de umidade, para calibrar modelos estatísticos. Na segunda parte do trabalho, será feito um estudo, através de modelos que relacionam o coe ciente hidráulico com a umidade do solo. Para esta parte será usado a referência (GENUCHTEN, 1980). Em (GENUCHTEN, 1980), modelos analíticos que descrevem a relação entre coeficiente hidráulico, umidade e nível piezométrico foram obtidos. Os modelos teóricos serão validados através de comparação entre as curvas teóricas e os dados experimentais adquiridos por meio de sensores. Como parte complementar do trabalho, serão feitas simulações numéricas para analisar o comportamento do coeficiente hidráulico, com os diferentes modelos abordados.