Explique por qual motivo o gradiente de poropressão não é suficiente para que haja fluxo.
Passo 1
O enunciado pergunta “por que o gradiente de poropressão não é suficiente para que haja fluxo?”. Estamos trabalhando com mecânica de fluidos em meios porosos (Lei de Darcy) e com o conceito de potencial ou cabeça hidráulica. Para resolver, a gente vai precisar lembrar da Lei de Darcy e entender que a força que faz o fluido se mexer não é só o gradiente de pressão, mas sim o gradiente do potencial total do fluido.
Passo 2
Antes de tudo, pense numa partícula de fluido dentro do solo. Sobre ela atuam duas forças principais:
- A força devida ao gradiente de pressão, que é
. - A força devida ao peso do fluido (gravidade), que podemos escrever como
, onde é a cota vertical.
Se você olhar só para, tá faltando considerar o peso da coluna d’água.
Passo 3
Na forma completa da Lei de Darcy para o vetor vazão específico
, a gente escreve:
Perceba que a vazão é proporcional ao gradiente de
que a gente chama de cabeça hidráulica. Num jargão mais solto, o fluido “desce” na direção de menor energia total, e essa energia inclui pressão e elevação.
Passo 4
Agora, se você tiver um gradiente de poropressão
exatamente igual a
(ou seja,
), o termo dentro do parênteses fica zero e a vazão
some. Portanto, só o gradiente de p não garante fluxo: é o gradiente de cabeça hidráulica que manda no movimento.
Resposta
O gradiente de poropressão sozinho não basta porque o fluido também “sente” a gravidade. Quem determina o fluxo é o gradiente do potencial total (cabeça hidráulica)
, e não apenas
.