Condutividade hidráulica pela permeabilidade

Informe a permeabilidade em metros quadrados, a densidade da água em quilogramas por metro cúbico, a viscosidade dinâmica em pascal-segundo e a aceleração da gravidade em metros por segundo ao quadrado. O resultado é apresentado em metros por segundo. Como densidade e viscosidade variam com a temperatura, valores correspondentes às condições reais da água produzem uma estimativa mais significativa do que constantes genéricas.

Entenda o que o cálculo relaciona

Permeabilidade intrínseca e condutividade hidráulica descrevem propriedades relacionadas, porém diferentes. A permeabilidade intrínseca, indicada por k, mostra com que facilidade a estrutura de poros conectados de um material transmite um fluido. Sua unidade SI é o metro quadrado e ela pertence ao meio poroso, não a um líquido específico. A condutividade hidráulica, indicada por K, mostra com que facilidade esse material transmite determinado fluido sob um gradiente hidráulico. Portanto, depende tanto da estrutura dos poros quanto das propriedades do fluido. A calculadora aplica K = kρg/μ, em que ρ é a densidade, g é a aceleração da gravidade e μ é a viscosidade dinâmica. As dimensões SI resultam em metros por segundo. Ao comparar medições laboratoriais de permeabilidade com valores de campo, lembre-se de que dois fluidos no mesmo material podem ter condutividades diferentes devido à densidade ou viscosidade, embora a permeabilidade intrínseca permaneça igual.

Escolha propriedades da água adequadas às condições

Para a água, a viscosidade costuma ser o dado mais sensível às condições. Água mais quente é menos viscosa e, para a mesma permeabilidade intrínseca, densidade e gravidade, gera condutividade hidráulica maior. A densidade também muda com a temperatura, mas sua variação relativa geralmente é menor nas faixas ambientais comuns. Use uma tabela confiável ou valores medidos na temperatura, pressão e composição pertinentes à amostra. Informe a viscosidade dinâmica em pascal-segundo, não a viscosidade cinemática em metros quadrados por segundo; confundir essas propriedades aplica a densidade de maneira incorreta. A viscosidade deve ser maior que zero porque divide a equação, e zero ou valor negativo não tem validade física nesse contexto. Densidade e gravidade também devem ser positivas, enquanto permeabilidade zero pode representar um material idealmente impermeável. Quando a gravidade é omitida, usa-se 9.80665 m/s², mas você pode fornecer um valor local positivo.

Interprete e confira o resultado

O resultado é a condutividade hidráulica em metros por segundo. A relação é proporcional: duplicar permeabilidade intrínseca, densidade ou gravidade duplica a condutividade, enquanto duplicar a viscosidade dinâmica reduz o resultado à metade. Esse comportamento permite conferir rapidamente se o valor muda na direção esperada. Verifique também o expoente da permeabilidade, pois valores de solos e rochas são frequentemente escritos em notação científica e um expoente incorreto altera a resposta em várias ordens de grandeza. O cálculo não classifica o solo, não infere saturação nem considera anisotropia ou fraturas preferenciais. Se a permeabilidade variar conforme a direção, calcule separadamente cada componente. Guarde as propriedades da água com o resultado para que outra pessoa possa reproduzir a conversão. A condutividade em campo pode divergir da estimativa laboratorial por heterogeneidade, saturação incompleta, escala ou incerteza. Trate o resultado como conversão física direta dos dados fornecidos, e não como substituto da caracterização do local.