fisica do solo baseada em processos, Manuais, Projetos, Pesquisas de Física do Solo

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Física do Solo

baseada em processos

Quirijn de Jong van Lier

professor do

Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA)

da

Universidade de São Paulo (USP)

i

Prefácio

Qual é a capacidade de campo de um solo? O que é água residual? Para que

usamos o potencial matricial? O que é a curva de retenção? Como medir a condutividade

hidráulica do solo? E suas propriedades térmicas, como utilizar? Como definir e medir a

água disponível para as plantas? Quando ocorre falta de ar para as raízes?

Esse livro se destina a todos que estão em busca de respostas para essas e outras

questões ligadas à física do solo e que, para isso, desejam se aprofundar nessa área, em

especial estudantes de agronomia, ciência ambiental e áreas conexas em nível de pós-

graduação. O livro junta conhecimento básico e avançado sobre as partes clássicas da

física do solo que tratam da dinâmica da água, de gases e da energia térmica no solo,

bem como das interações no sistema solo-planta-atmosfera do ponto de vista da física

do solo. A abordagem é a baseada em processos, isto é, os fenômenos físicos são

descritos em função de seus princípios fundamentais e processos vinculados. Exercícios

são apresentados ao longo dos capítulos. Ênfase é dada à utilização da modelagem para

o entendimento das inter-relações entre propriedades físicas e comportamento físico.

No último capítulo analisam-se diversos cenários hidrológicos típicos e os perfis de

potencial e de teor de água associados em escala de perfil de solo.

A leitura desse livro, com mais de 100 exercícios, 170 figuras e mais de 500

equações fornece subsídios para formular respostas às perguntas citadas no primeiro

parágrafo, e muitas outras. O conteúdo é apresentado de forma a definir claramente as

grandezas empregadas na física do solo e, por outro lado, demonstrar que nada na física

do solo (e na natureza) é tão simples para existirem soluções fáceis a perguntas como

as da abertura deste prefácio.

O autor agradece o retorno dos leitores com dúvidas, sugestões ou correções do

conteúdo apresentado, que podem ser enviadas para o e-mail [email protected].

ii

Conteúdo

PREFÁCIO .................................................................................................................. i

CONTEÚDO .............................................................................................................. ii

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

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Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

• 1 INTRODUÇÃO LISTA DE SÍMBOLOS ................................................................................................viii
  • 1.1 Física do solo
  • 1.2 Modelos empíricos versus modelos baseados em processos
  • 1.3 Características, propriedades e processos
  • 1.4 Escalas na física do solo
  • 1.5 Granulometria
  • 1.6 Textura
  • 1.7 O volume elementar representativo
• 2 COMPOSIÇÃO E COMPORTAMENTO DO SOLO: DEFINIÇÕES INICIAIS
  • 2.1 Composição física do solo...................................................................................
    • 2.1.1 Grandezas gravimétricas
    • 2.1.2 Grandezas densimétricas
    • 2.1.3 Grandezas volumétricas
    • 2.1.4 Resumo das definições anteriores
    • 2.1.5 A lâmina de água e armazenagem
  • 2.2 A medição do teor de água no solo
    • 2.2.1 Método da pesagem ou gravimétrico
    • 2.2.2 Tensiometria
    • 2.2.3 Refletometria no domínio do tempo (TDR)
    • 2.2.4 Refletometria no domínio da frequência (FDR)
  • 2.3 Energia potencial da água no solo iii
  • 2.4 Qualidade física do solo e “saúde” do solo
  • 2.5 A compactação e seu efeito sobre as propriedades do solo
• 3 POTENCIAIS DA ÁGUA NO SOLO
  • 3.1 Introdução
  • 3.2 O potencial gravitacional
  • 3.3 O potencial de pressão
  • 3.4 O potencial osmótico
  • 3.5 O potencial matricial e a retenção da água no solo
    • 3.5.1 Tensão superficial..........................................................................
    • 3.5.2 Pressão de Laplace
    • 3.5.3 Ascensão capilar
    • 3.5.4 Equilíbrio hidrostático: o raio de curvatura dos meniscos
    • 3.5.5 O modelo de feixe capilar e a curva de retenção
    • 3.5.6 O potencial matricial, sempre negativo
    • 3.5.7 A curva de retenção da água no solo
    • 3.5.8 Métodos para determinar a curva de retenção
    • 3.5.9 Histerese na curva de retenção.....................................................
  • 3.6 Tensiometria: a medição do potencial matricial da água no solo
    • 3.6.1 O tensiômetro de água..................................................................
    • 3.6.2 O tensiômetro de polímero
    • 3.6.3 O tensiômetro de FDR
    • 3.6.4 O tensiômetro do ponto de orvalho
  • 3.7 Capacidade hídrica e densidade de tamanho de poro
  • 3.8 Perfis de potencial e o equilíbrio estático
  • 3.9 Equações para a descrição da curva de retenção...............................................
    • 3.9.1 A equação de Van Genuchten
    • 3.9.2 A equação de Brooks & Corey
    • 3.9.3 A equação de Groenevelt & Grant
    • 3.9.4 Solo seco ao ar, à estufa e o significado da água residual
    • 3.9.5 Curvas de retenção multimodais
• 4 A EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE iv
  • 4.1 Introdução
  • 4.2 Regime de fluxo paralelo
  • 4.3 Regime de fluxo axissimétrico
  • 4.4 Regime de fluxo esférico
• 5 MOVIMENTO DA ÁGUA NO SOLO
  • 5.1 Introdução
  • 5.2 Fluxo laminar e viscosidade
  • 5.3 A Lei de Poiseuille
  • 5.4 A Lei de Darcy para o movimento da água no solo saturado - 5.4.1 Desenvolvimento - 5.4.2 Formulação da Lei de Darcy - 5.4.3 A condutividade hidráulica saturada...........................................
    • não-saturado 5.5 A Lei de Buckingham-Darcy para o movimento da água no solo
  • 5.6 A condutividade hidráulica do solo não-saturado - 5.6.1 Introdução - 5.6.2 O Modelo de Childs & Collis-George - 5.6.3 O Modelo de Mualem - 5.6.4 O Modelo de Brooks & Corey - Mualem - 5.6.5 O Modelo de Van Genuchten - Mualem - 5.6.6 O Modelo de Groenevelt & Grant - Mualem
  • 5.7 A difusividade hidráulica...................................................................................
  • 5.8 O potencial de fluxo matricial...........................................................................
  • 5.9 Restrições paramétricas - 5.9.1 Equação de Brooks & Corey - 5.9.2 Equação de Van Genuchten
  • 5.10 A Equação de Richards...................................................................................... - 5.10.1 Introdução - 5.10.2 Discretização da equação de Richards
  • 5.11 Métodos de medição da condutividade hidráulica não-saturada - 5.11.1 Modelagem inversa com a Equação de Richards - 5.11.2 O método de drenagem interna (“perfil instantâneo”) - 5.11.3 O método da evaporação - 5.11.4 O método da crosta ou do infiltrômetro de gotejamento
  • 5.1 2 Infiltração da água no solo - 5.12.1 Introdução - 5.12.2 Definições iniciais - sorptividade................................................................................. 5.12.3 Infiltração horizontal, transformação de Boltzmann e
    • 5.12.4 Infiltração vertical
    • 5.12.5 Determinação da capacidade de infiltração
  • 5.13 Capacidade de campo.......................................................................................
    • 5.13.1 Introdução
    • 5.13.2 A capacidade de campo em solos com lençol freático raso
    • 5.13.3 Experimentos para determinar a capacidade de campo
      • de campo 5.13.4 Simulação de experimentos para determinar a capacidade
      • água 5.13.5 A capacidade de campo como limite de disponibilidade de
• 6 A RELAÇÃO SOLO-PLANTA-ATMOSFERA.........................................................
  • 6.1 Evaporação e transpiração
    • 6.1.1 Evapotranspiração potencial, real e relativa...............................
    • 6.1.2 Transpiração: a fase de taxa constante e decrescente
      • desprezível 6.1.3 Evaporação: a fase de taxa constante, decrescente e
    • 6.1.4 Evaporação na presença de um lençol freático
  • 6.2 Modelos empíricos da extração da água do solo por plantas
    • 6.2.1 Introdução
    • 6.2.2 O método da FAO
    • 6.2.3 A função de redução de Feddes
  • 6.3 Modelos da extração radicular baseados em processos
    • 6.3.1 Introdução
    • 6.3.2 Densidade radicular e distância entre raízes
    • 6.3.3 Modelos microscópicos ou de raiz singular
    • 6.3.4 Modelos macroscópicos ou do sistema radicular
  • 6.4 O balanço hídrico
    • 6.4.1 Introdução
    • 6.4.2 Modelos de compartimento (ou “bucket”)
    • 6.4.3 Modelos baseados na Equação de Richards
• 7 MOVIMENTO DE GASES NO SOLO vi
  • 7.1 Introdução
  • 7.2 A composição do ar
  • 7.3 Pressões parciais: a Lei de Dalton
  • 7.4 Umidade do ar do solo
  • 7.5 Permeabilidade e fluxo advectivo de ar no solo...............................................
  • 7.6 Fluxo difusivo de ar no solo – a Lei de Fick
  • 7.7 Equação da continuidade: a lei da conservação de massa
  • 7.8 A equação do transporte de gás
    • 7.8.1 Fluxo em geometria paralela.......................................................
    • 7.8.2 Fluxo em geometria axissimétrica...............................................
    • 7.8.3 Fluxo em geometria esférica
  • 7.9 Difusão de O 2 e CO 2 e a porosidade de aeração mínima..................................
  • 7.10 Difusão de vapor de água no solo
    • 7.10.1 Difusão de vapor de água no solo por gradiente térmico...........
      • potencial matricial 7.10.2 Difusão de vapor de água no solo por gradiente de
• 8 CALOR NO SOLO
  • 8.1 Introdução
  • 8.2 A primeira lei da termodinâmica
  • 8.3 A Lei de Fourier
  • 8.4 A Equação do calor
  • 8.5 Condutividade térmica do solo.........................................................................
  • 8.6 Difusividade térmica do solo
  • 8.7 A equação do calor para variações senoidais de temperatura
  • 8.8 Estimativa da difusividade térmica do solo pela equação do calor..................
• 9 FUNÇÕES DE PEDOTRANSFERÊNCIA
  • 9.1 Introdução
  • 9.2 Algumas PTFs desenvolvidas para regiões brasileiras
    • 9.2.1 A PTF de Tomasella et al. (2000)
    • 9.2.2 A PTF de Barros et al. (2013)
• 10 SIMULAÇÕES DE PERFIS DE POTENCIAL E DE TEOR DE ÁGUA vii
  • 10.1 Introdução
  • 10.2 Cenários de drenagem livre sem evapotranspiração (^1 A)
  • 10.3 Cenários de evaporação com lençol freático (^1 B)
  • 10.4 Cenários de evaporação com drenagem livre (^1 C)
  • 10.5 Cenários de infiltração por inundação com drenagem livre (^1 D)
  • 10.6 Cenários com pastagem e drenagem livre (^1 E)
  • 10.7 Cenários de drenagem sem evapotranspiração com lençol freático (^1 F)
  • 10.8 Cenário “completo” com chuva, ET e drenagem livre (^1 G)...............................
• LITERATURA CITADA
• ÍNDICE REMISSIVO................................................................................................

viii

Lista de símbolos

A lista a seguir contém as principais grandezas, símbolos e unidades usados neste

livro. Para algumas grandezas, a coluna “valor” informa o valor estabelecido ou um

intervalo de valores mais provável. Observe que, inevitavelmente, alguns símbolos são

usados para mais do que uma grandeza. O leitor deve fazer a desambiguação pelo

contexto, unidade ou descrição das grandezas, sem que isso deva causar prejuízos à

interpretação ou entendimento do texto.

Grandeza Símbolo Unidade (SI) Valor

aceleração gravitacional g m s-^2 9,81 m s-^2 acúmulo de biomassa Y kg m-^2 acúmulo potencial de biomassa Yp kg m-^2 acúmulo real de biomassa Ya kg m-^2 acúmulo relativo de biomassa Yr - água disponível AD m^3 m-^3 água facilmente disponível AFD m^3 m-^3 amplitude térmica A °C área radicular Ar m^2 área superficial da planta Ap m^2 armazenagem de água Lh m ascensão (capilar) A m calor Q J calor específico c J K-^1 m-^3 , J K-^1 kg-^1 , J K-^1 mol-^1 calor específico do solo csolo J K-^1 m-^3 1 - 4 MJ K-^1 m-^3 calor específico isobárico cp J kg-^1 K-^1 1005 J kg-^1 K-^1 (ar) caminho livre médio (^)  m capacidade calórica C J K-^1 capacidade de infiltração i m s-^1 capacidade hídrica C m-^1 componente capilar da retenção  cap m^3 m-^3 componente de adsorção da retenção  ads m^3 m-^3 comprimento do tubo capilar Lc m comprimento radicular Lr m concentração de vapor  mol m-^3 concentração da componente gasosa G [ G ] mol m-^3 concentração gasosa cg mol m-^3 condutância no percurso raiz-folha Ll d-^1

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

x

Grandeza Símbolo Unidade (SI) Valor

fração molar f mol mol-^1 gradiente de potencial gravitacional ∇ z m m-^1 1 (vertical) gradiente de potencial matricial ∇ h m m-^1 gradiente de potencial total ∇ H m m-^1 índice de vazios e m^3 m-^3 infiltração acumulada I m irrigação (lâmina) I m lâmina de água L m macroporosidade (^)  ma  m^3 m-^3 0,01 – 0, massa da água ma kg massa do ar mar kg massa dos sólidos ms kg massa molar da água Ma kg mol-^1 0,018 kg mol-^1 massa molar do ar Mar kg mol-^1 0,0288 kg mol-^1 massa total m kg meia-distância entre raízes rm m microporosidade  mi  m^3 m-^3 número de moles n mol número de Reynolds NR - parâmetro composto da extração radicular  d^ m-^1 parâmetro de Boltzmann (^)  m s-0, pressão de entrada de ar (Brooks & Corey) hb m 0,01 – 0,2 m parâmetro de Brooks & Corey  - 0,1 - 1 parâmetro de Groenevelt & Grant k 1 m^3 m-^3 parâmetro de Groenevelt & Grant k 0 m parâmetro de Groenevelt & Grant k m parâmetro de Groenevelt & Grant p - parâmetro de Kostiakov (exponencial) a - 0 - 1 parâmetro de Kostiakov c m s-a parâmetro de Mualem l - - 6 - + parâmetro de Van Genuchten (^)  m-^1 0 ,1 – 10 parâmetro de Van Genuchten n - 1,1 – 2, parâmetro de Van Genuchten m - 0,1 – 0, parâmetro ponderador de extração radicular  m-^2 período senoidal (^)  s, d permeabilidade k m^2 porosidade de aeração (^)  m^3 m-^3 porosidade de aeração mínima  min  m^3 m-^3 0,02 – 0, porosidade total  m^3 m-^3 0,35 – 0, potencial de fluxo matricial M m^2 s-^1 potencial de fluxo matricial limitante Ml m^2 s-^1 potencial de fluxo matricial na superfície da raiz M 0 m^2 s-^1 potencial de fluxo matricial no xilema Mx m^2 s-^1 potencial gravitacional z m (ou Pa) potencial limite 1 de Feddes h 1 m (ou Pa) 0 – - 0,1 m potencial limite 2 de Feddes h 2 m (ou Pa) 0 – - 0,2 m

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

xi

Grandeza Símbolo Unidade (SI) Valor

potencial limite 3 de Feddes h 3 m (ou Pa) - 1 – - 10 m potencial limite 4 de Feddes h 4 m (ou Pa) - 50 – - 200 m potencial matricial limite exercido na superfície da raiz hw m (ou Pa) potencial matricial h m (ou Pa) potencial matricial crítico ou limitante hl m (ou Pa) potencial matricial na capacidade de campo hcc m (ou Pa) potencial matricial na folha hf m (ou Pa) potencial matricial na raiz hraiz m (ou Pa) potencial matricial na superfície da raiz h 0 m (ou Pa) potencial matricial no ponto de murcha permanente hpmp m (ou Pa) potencial matricial no xilema hx m (ou Pa) potencial osmótico (^) h  m (ou Pa) potencial total H m (ou Pa) precipitação pluvial P m pressão P Pa pressão atmosférica Patm Pa pressão atmosférica padrão ao nível do mar P 0 Pa 101 325 Pa pressão de Laplace (ou capilar) Pc Pa pressão de vapor ea Pa pressão de vapor saturado es Pa 0,6 – 6 kPa (0- 36 °C) profundidade da frente de molhamento zf m profundidade de amortecimento d m profundidade do lençol freático zl m profundidade do sistema radicular ze m raio r m raio de curvatura R m raio do xilema rx m raio radicular r 0 m resistência difusiva RD s m-^1 resistência hidráulica RH s-^1 resistência hidráulica saturada RHs s-^1 resistência térmica RT m^2 K W-^1 saturação efetiva (^)  - 0 – 1 sorptividade S m s-0, taxa da extração da água do solo S d-^1 taxa de consumo ou produção Sc , SG mol m-^3 s-^1 taxa de infiltração i m s-^1 taxa de infiltração final if m s-^1 taxa de infiltração inicial i 0 m s-^1 taxa potencial da extração da água do solo Sp d-^1 taxa real da extração da água do solo Sa d-^1 temperatura t °C temperatura absoluta T K tempo de empoçamento tp s tensão superficial da água (^)  N m-^1 = J m-^2 0,073 N m-^1 ( 20 °C)

1 Introdução 1.1 Física do solo

A física do solo é a parte da ciência do solo que trata da modelagem e da medição

de processos físicos no solo. Processos físicos são aqueles que se referem ao movimento

de massa ou energia por meio de mecanismos como a difusão, o fluxo de massa e a

mudança de fase. A física do solo se aplica à previsão de processos em ecossistemas,

sejam esses destinados à exploração agrícola ou não. Assim, a física do solo subsidia o

entendimento e o manejo desses ecossistemas. No contexto da agronomia, áreas

especialmente vinculadas à física do solo são as da engenharia do solo e da água, da

irrigação e drenagem, da hidrologia, da conservação do solo, da poluição do solo e da

agrometeorologia. Na área ambiental, a física do solo se conecta com, por exemplo, a

hidrologia, a meteorologia e a sedimentologia.

A física do solo, por natureza, pode ser exercida de forma bastante quantitativa

e ela certamente se classifica como uma ciência exata. Por outro lado, como o foco da

física do solo é, evidentemente, “o solo”, intimamente ligado à física do solo existe o

tema da inventariação de propriedades e características do solo, incluindo a textura,

estrutura, coloração, consistência etc., sua descrição, organização e, às vezes, sua

classificação. Este livro trata da parte quantitativa da física do solo, e não aborda os

temas mais qualitativos referentes à inventariação. Tampouco mistura temas mais

ligados ao manejo e à conservação do solo, que, embora se vinculem com a física do

solo, utilizam uma outra metodologia teórica e experimental.

A modelagem é atividade indissociável da física e da física do solo. Modelo não

é sinônimo de software. Um modelo pode ser simplesmente mental, pode ser

quantitativo, possuir estrutura de um algoritmo ou, eventualmente, apresentar-se na

forma de um software. Todos que fizeram alguma disciplina de ciência do solo têm um

modelo mental sobre a matriz do solo, seu espaço poroso, seu comportamento em

relação a fatores externos, por exemplo a infiltração de água ou a erosão. A atividade

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

de transformar o modelo mental num modelo quantitativo ou numa sequência de

equações, um algoritmo, exige uma maior análise, um maior aprofundamento nos

princípios (físicos) que regem os processos envolvidos, bem como uma clara definição

de todos os seus componentes. O modelo que resulta possui parâmetros que devem ser

calibrados por meio de experimentos. Na ciência, na física e na física do solo necessita-

se de experimentos e de modelos. O exercício da medição ou experimentação sem

vínculo claro com a modelagem ou com a comprovação de hipóteses científicas não

pode ser considerado como atividade científica. Bem como o inverso, o

desenvolvimento de modelos sem aferição com experimentos reais.

Os modelos, equações e leis que regem o movimento da água, do calor e dos

gases no solo e sua interação com as plantas e com a atmosfera serão tratados

detalhadamente neste livro.

1.2 Modelos empíricos versus modelos baseados em processos

Na física, portanto também na física do solo, modelos podem ser classificados

como empíricos ou baseados em processos. Uma equação empírica (ou um modelo

empírico) descreve alguma correlação entre grandezas baseada em observações, sem

explicitar o mecanismo subjacente. Modelos empíricos se caracterizam por parâmetros

empíricos sem significado físico, isto é, os parâmetros podem ser utilizados e

determinados somente no contexto do próprio modelo e não há como determiná-los

independentemente.

Em contraste com os modelos empíricos existem os baseados em processos

(“process-based”) que, como diz o próprio nome, descrevem correlações entre

grandezas considerando os mecanismos dos processos envolvidos. Os parâmetros

utilizados nesses modelos possuem um significado físico independente do modelo, e

podem ser determinados por experimentação específica, não atrelada ao processo

específico de estudo.

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

EXERCÍCIO 1. 1

Para cada equação desse livro citada a seguir, determine se ela é uma equação empírica ou baseada em processos. a. Eq. [ 1. 2 ] área de uma esfera b. Eq. [ 3. 11 ] tensão superficial em função da temperatura c. Eq. [ 3. 29 ] equação da capilaridade d. Eq. [ 3. 43 ] equação de Van Genuchten e. Eq. [ 5. 13 ] Lei de Poiseuille f. Eq. [ 5. 55 ] equação de Brooks & Corey – Mualem g. Eq. [ 6. 13 ] fator de disponibilidade de água (FAO) h. Eq. [ 7. 2 ] pressão atmosférica versus altitude i. Eq. [ 7. 10 ] equação de Magnus-Tetens j. Eq. [ 8. 8 ] lei de Fourier k. Eq. [ 9. 1 ] função de pedotransferência de Tomasella DICA: verifique a natureza dos parâmetros das equações. Eles têm significado físico independente da equação? Lembre-se que podem existir equações de natureza mista (semi-empíricas). 1.3 Características, propriedades e processos

A física do solo como tratada neste livro se distingue de muitas outras áreas da

ciência do solo e das ciências agronômicas por uma abordagem bastante analítica e

menos descritiva. Nesse contexto, é importante fazer uma distinção entre as

características e as propriedades do solo. Características se referem à composição de

sua matriz sólida e do conteúdo dos poros. Em relação à matriz sólida, têm-se o tamanho

(as frações granulométricas), o formato dos sólidos, a natureza (minerais, componentes

orgânicos) e o arranjo (ou estruturação) de seus componentes. Quanto ao conteúdo dos

poros pode se fazer a separação entre líquido (água) e gás (ar), ou, em maior detalhe, a

composição da solução do solo e da fase gasosa.

O conjunto de características determina as propriedades físicas do solo, como

por exemplo as condutividades, as difusividades, a sua hidrofilia, a capacidade de

infiltração, a erodibilidade e a penetrabilidade. As propriedades, juntamente com as

condições de contorno , determinam a ocorrência de processos e a intensidade desses.

Por exemplo, um solo cujas características lhe proporcionam uma alta macroporosidade

deve, consequentemente, apresentar uma alta condutividade hidráulica saturada e

capacidade de infiltração. Contudo, o processo de infiltração somente se realizará

quando ocorre chuva ou irrigação, ou enquanto houver uma lâmina de água sobre sua

superfície. Nesse caso, a condição de contorno necessária ao processo da infiltração é a

existência dessa lâmina ou o fornecimento de água por chuva ou irrigação.

Física do solo baseada em processos Quirijn de Jong van Lier

Dessa forma, para um correto raciocínio e definição de problemas e soluções em

física do solo, é muito importante distinguir características, propriedades e processos, e

conhecer sua interdependência.

EXERCÍCIO 1. 2

Para cada item da lista a seguir, determine se é uma característica, uma propriedade ou um processo. No caso de uma propriedade, mencione um processo relacionado. No caso de um processo, qual é uma propriedade relacionada? No caso de uma característica, cite uma propriedade afetada por ela. a. Erosão b. Condutividade térmica c. Porosidade d. Infiltração e. Densidade f. Teor de água (“umidade”) do solo g. Aeração h. Penetrabilidade i. Teor de argila j. Fluxo de água k. Distribuição radicular l. Temperatura m. Difusividade hidráulica 1.4 Escalas na física do solo

A física do solo, tal como a ciência do solo, pode ser exercida numa vasta gama

de escalas:

• A escala micrométrica e milimétrica (micromorfológica), envolvendo

instrumentos como o microscópio ótico ou eletrônico e o tomógrafo de

raios-X ou raios-;

• A escala centimétrica, de agregado
• A escala decimétrica, de camada ou horizonte do solo
• A escala métrica, de perfil de solo ou pedon
• A escala hectométrica, de parcela ou lavoura
• A escala quilométrica, de bacia hidrográfica.

Neste livro, as escalas mais tratadas são a centimétrica, a decimétrica e a

métrica. O perfil de solo, unidade elementar muito importante no estudo de processos

físicos no solo, está esquematizado na Figura 1. 1. Tendo uma área superficial A , uma

profundidade z e uma profundidade do sistema radicular zr , seu volume é igual ao

produto de A e z.