Como funciona a interação entre solo fino e água? Quais as camadas de água que podem estar presentes nesse sistema?
Passo 1
O enunciado pergunta como é que a água interage com partículas de solo fino (argilas e limos) e quais as “camadas” de água que se formam em torno dessas partículas. Para responder, vamos precisar entender dois conceitos principais da física de solos:
- a dupla camada elétrica na superfície das partículas coloidais, que regula a adesão e a mobilidade da água ligada;
- a distinção entre diferentes tipos de água no solo, desde a água mais fortemente ligada à superfície até aquela que drena livremente por gravidade.
Passo 2
As partículas de solo fino (especialmente argilas) têm superfícies carregadas (normalmente negativas) que atraem íons de carga oposta na solução. Isso gera:
– Uma camada de íons fixos próxima à superfície (camada de Stern).
– Uma camada difusa de íons dispersos (camada de Gouy–Chapman).
Juntas, elas formam a dupla camada elétrica, que retém moléculas de água fortemente aderidas à superfície e controla a espessura efetiva de água “próxima” à partícula.
– Uma camada de íons fixos próxima à superfície (camada de Stern).
– Uma camada difusa de íons dispersos (camada de Gouy–Chapman).
Juntas, elas formam a dupla camada elétrica, que retém moléculas de água fortemente aderidas à superfície e controla a espessura efetiva de água “próxima” à partícula.
Passo 3
Em termos de “camadas de água” podemos distinguir:
- Água estrutural ou fortemente ligada: moléculas de água que fazem parte da estrutura cristalina da argila; não se movimentam.
- Água de adsorção (ou água ligada): finíssima película—espessura de algumas moléculas—retida exclusivamente por forças eletrostáticas e de van der Waals na dupla camada.
- Água difusa: associada à parte externa da dupla camada elétrica; é menos retida e tem mobilidade limitada, mas ainda não é água “livre”.
- Água capilar: ocupando poros finos por tensão superficial (tensão capilar); pode se mover sob gradiente de pressão negativa, mas não drena completamente por gravidade.
- Água livre (ou gravitacional): preenche os poros maiores e drena sob ação da gravidade, correspondendo à água disponível para percolação e recarga de aquíferos.
Passo 4
Cada “camada” difere em:
– Energia de retenção (mais alta na água estrutural/adsorvida, zero na água livre).
– Mobilidade (praticamente nula na água estrutural; alta na água livre).
– Importância em fenômenos de engenharia: resistência ao cisalhamento, compressibilidade e condutividade hidráulica do solo variam conforme a proporção de cada tipo de água.
– Energia de retenção (mais alta na água estrutural/adsorvida, zero na água livre).
– Mobilidade (praticamente nula na água estrutural; alta na água livre).
– Importância em fenômenos de engenharia: resistência ao cisalhamento, compressibilidade e condutividade hidráulica do solo variam conforme a proporção de cada tipo de água.
Resposta
As camadas de água presentes num sistema solo fino–água são:
- Água estrutural (cristalina)
- Água de adsorção (ligada na dupla camada)
- Água difusa (externa à camada de Stern)
- Água capilar (retida por tensão capilar)
- Água livre ou gravitacional