Análise das características fractais do movimento vertical da água no solo, em condições de campo

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Santos, Edivânia dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ÁGUA DO SOLO; FRACTAIS; INFILTRAÇÃO; MODELOS MATEMÁTICOS
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11143/tde-20191220-140805/

A Geometria Fractal ou Teoria dos Fractais é uma ciência que está inteiramente relacionada com a Teoria do Caos Determinístico. Fractal é um termo inventado por Benoit Mandelbrot (1983), para descrever formas irregulares na natureza. Os fractais têm como características a dimensão fracionária, autosimilaridade em escala, complexidade infinita e processo de realimentação iterativo. Na Ciência do Solo, muitos estudos têm sido realizados sob a ótica dos fractais, para propriedades físicas ( textura, estrutura, porosidade, agregação), movimento da água no solo, curvas de retenção, entre outros. Na pesquisa, o objetivo final, na maioria das vezes, é determinar um modelo matemático que venha a representar o fenômeno estudado. Tem-se observado que as leis naturais são predominantemente não-lineares e podem ser regidas por uma equação do &quot;tipo potência&quot;. O movimento Browniano, um processo de difusão, é um fenômeno fractal bastante conhecido e estudado que representa o caminhamento de uma partícula dentro de um gás, dependente da temperatura. À semelhança do Movimento Browniano, os processos de difusão, como por exemplo, o movimento da água no solo, podem ser estudados sob a ótica da Teoria do Caos e Fractais. O objetivo do presente trabalho foi estudar o movimento da água no solo durante um processo de infiltração, em condições de campo, sob a ótica da Teoria do Caos e Fractais. Com os dados obtidos por Bacchi (1988) foi estudado o movimento vertical da água no solo, utilizando a equação de ajuste <span style='font-family:"Century Schoolbook","serif"'>x = &#955; x tn . A infiltração vertical da água no solo foi medida através da técnica da tensiometria, sendo que os ajustes dos dados de umidade em função do tempo, foram feitos por um modelo matemático bipotência proposto por Guerrini &amp; Swartzendruber (1998). O valor do expoente n da equação <span style='font-family: "Century Schoolbook","serif"'>x = &#955; x tn diminuiu com o aumento da umidade. Comparando-se os movimentos horizontais da água no solo (molhamento) descritos na literatura e o movimento vertical (secamento), observa-se que pode haver um ponto final comum (atrator) para os valores do expoente n com a umidade normalizada próxima de 0,5 a 0,6, e também, pode-se concluir que o fenômeno fractal de infiltração da água no solo não está totalmente compreendido. Serão necessárias outras pesquisas mais específicas para um maior entendimento desse fenômeno, até onde e quando o mesmo pode ser caracterizado como fractal, quais as relações das dimensões fractais da dinâmica com as dimensões fractais da estrutura do meio, etc.