Geometria fractal em física do solo

Abstract

RESUMO:A geometria fractal tem sido aplicada nos mais diversos ramos da ciencia, mostrando grande potencial na descrição de estruturas altamente complexas. A sua aplicação em ciência do solo tem despertado grande interesse e vem se intensificando nos últimos anos. Apesar da sua divulgação através da literatura científica internacional, de conhecido acesso por parte dos pesquisadores brasileiros, o assunto parece não ter merecido ainda a nossa atenção, a contar pela ausência do tema em nossas revistas especializadas. Tratamos aqui da conceituação básica dessa nova abordagem e de algumas aplicações em física do solo. Descritores: fractal, geometria fractal, estrutura do solo, composição granulométrica, curva de retenção. FRACTAL GEOMETRY IN SOIL PHYSICSABSTRACT: Fractal geometry has been applied on different branches of science, showing high potential in describing complex structures. Its applications in soil science have received large attention and have been intensified in the last few years. Inspite of the large number of internationally published papers, the subject seems not having received the same attention by Brazilian soil scientists, as verified by the absence of the subject in our scientific journals. This paper presents the basic concepts of this new tool and some of its applications in soil physics. Key Words: fractal, fractal geometry, soil structure, particle size distribution, retention curves. INTRODUÇÃOUma das dificuldades nos estudos dos processos que ocorrem no espaço poroso do solo, tais como a retenção e movimento da água, está em se estabelecer modelos geométricos capazes de simular razoavelmente bem a estrutura do solo, que permita a caracterização de algumas relações fundamentais entre partículas e espaço poroso que governam tais processos. Dessa forma, os inúmeros modelos e equações desenvolvidos para esses processos não apresentam um desenvolvimento analítico baseado em características fundamentais do sistema, sendo portanto empíricos e, como tais, oferecem variados graus de sucesso quanto à sua aplicabilidade geral. Um dos poucos trabalhos que se baseiam em modelos simulados de estrutura do solo e apresentam um desenvolvimento analítico para condutividade hidráulica do solo é o de MUALEM (1976), complementado por GENUCHTEN (1978,1980) através do desenvolvimento de uma nova equação para curva de retenção da água em solos. A geometria de estruturas complexas, altamente irregulares, como dos solos, tem sido objeto de recentes estudos, contando-se para isso com o auxílio da matemática fractal. A sua aplicação em ciência do solo é recente e mostra-se bastante promissora na medida em que permite identificar o significado físico de certos parâmetros de ajuste estatístico de modelos empíricos. Tal abordagem parece indicar um bom caminho para uma melhor caracterização da estrutura do solo e sua aplicação no desenvolvimento analítico de futuros modelos para os mencionados processos.Apesar da crescente divulgação dessa nova ferramenta de trabalho através da literatura científica internacional,...