Qual a diferença entre sub-pressão e força de percolação?

Passo 1

Beleza, o exercício tá pedindo só pra gente diferenciar dois conceitos: sub-pressão e força de percolação. Isso cai mais em hidráulica de solos ou mecânica dos fluidos em meios porosos. Pra resolver, a gente vai precisar lembrar o que é pressão de poro (especialmente em solos insaturados) e como a água se movimenta num solo sob gradiente hidráulico (lei de Darcy).

Passo 2

Definindo sub-pressão (também chamada de sucção ou pressão negativa de poro):
  1. Em solos insaturados, a água nos poros fica “puxada” pelas forças capilares, então a pressão da água está abaixo da pressão atmosférica.
  2. A gente chama de sub-pressão ou sucção matricial a diferença entre a pressão do ar nos espaços vazios ( ) e a pressão da água nos poros ( ):
  3. Se for atmosférica e menor que atmosférica, , ou seja, a água está “sugada” pro interior do solo. Isso afeta a tensão efetiva e, portanto, a resistência do solo.

Passo 3

Definindo força de percolação:
  1. Quando a água flui num meio poroso (como um solo) por diferença de carga hidráulica, surge uma força que “empurra” a água ao longo do gradiente.
  2. Pela lei de Darcy, a vazão específica é , mas se quisermos a força resultante sobre uma área , podemos pensar em:

    onde
    • = peso específico da água,
    • = gradiente hidráulico ( ),
    • = área de fluxo.
  3. Essa força de percolação é a “batida” da água empurrando as partículas do solo, podendo arrastar finos ou causar erosão interna.

Passo 4

Comparando rapidamente:
  • A sub-pressão é uma PRESSÃO negativa em si, associada à sucção da água nos poros, e é medida em unidades de pressão (kPa, por ex.).
  • A força de percolação é uma FORÇA resultante do movimento da água sob gradiente hidráulico, e depende de peso específico, gradiente e área (N, por ex.).
  • A sub-pressão explica estabilidade em solos insaturados; a força de percolação está ligada ao transporte de água e possíveis problemas como erosão interna.

Resposta

Sub-pressão é a pressão negativa (sucção) da água em solos insaturados ( ), enquanto força de percolação é a força que empurra a água através do solo devido ao gradiente hidráulico ( ).

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