Desenvolvimento de pedotransferência física-empírica para Modelagem da retenção de água no solo
Abstract
A retenção de água no solo decorre da atuação de forças atrativas que se manifesta por meio dos fenômenos de
adsorção e capilaridade. O potencial matricial (ψ) expressa a energia com que a água está retida no solo, que
varia com a umidade volumétrica (Uv) e é descrita pela curva de retenção de água no solo (CRAS). A obtenção
experimental da CRAS é difícil e onerosa, o que motiva o uso de funções de pedotransferência (FPT), que
estimam a CRAS (ou parte dela) a partir de propriedades do solo ligadas à retenção de água. As FPTs
disponíveis são limitadas quanto à aplicação para solos diferentes dos quais foram calibradas ou por não
conseguirem representar o efeito de mudanças estruturais (variação na densidade do solo (Ds)) sobre a retenção
de água. Portanto, o objetivo deste estudo é propor e avaliar um modelo matemático para estimar a umidade
volumétrica, baseado na área superficial específica (ASE) e na integração do efeito da Ds a partir de um
parâmetro físico-empírico (fa). Experimentalmente, CRAS foram obtidas a partir de solos com diferente
granulometria, para os quais variações de Ds foram simuladas por meio da confecção de amostras em cilindros
metálicos. A ASE foi estimada por meio da curva granulométrica. A dependência de fa em relação às variáveis
ψ, ASE e Ds, foi descrita pelo modelo sigmoidal de Van Genuchten (1980), enquanto o efeito da ASE e Ds foi
incorporado aos parâmetros desse modelo sigmoidal por meio de análise gráfica e de sensibilidade. As
estimativas do modelo proposto foram comparadas com estimativas de FPTs da literatura para o mesmo conjunto
de dados. Inicialmente, verificou-se que, mesmo utilizando amostras confeccionadas em laboratório, a obtenção
experimental da CRAS demonstrou-se, por vezes, inconsistente, o que mascarou a capacidade preditiva do
modelo. Contudo, é possível afirmar que a FPT proposta foi capaz de descrever o efeito da ASE e da Ds de
forma fisicamente coerente com os fenômenos de adsorção e capilaridade, cumprindo com a proposta deste
estudo. Além disso, a consistência física-empírica entre ASE e Ds e os parâmetros de ajuste do modelo
sigmoidal de Van Genuchten (1980) permitiram melhor desempenho preditivo comparado às FPTs da literatura.
De forma mais ampla, os resultados reforçam a ideia de que modelos que explorem mecanisticamente a relação
entre variáveis preditas e preditoras são mais eficientes na estimativa da magnitude dos processos naturais
ligados ao solo.