Calculadora de condutividade hidráulica

Aplique a lei de Darcy para estimar a facilidade com que a água atravessa solos, sedimentos ou rochas.

Condutividade pela lei de Darcy
Informe vazão, área, diferença de carga e comprimento do percurso em unidades SI.

Sobre a condutividade hidráulica

A condutividade hidráulica mede a facilidade com que um fluido se move por poros ou fraturas conectados sob um gradiente hidráulico. Tem dimensão de velocidade e costuma ser expressa em metros por segundo, centímetros por segundo ou metros por dia. Valores altos estão associados a materiais como cascalho limpo ou rocha muito fraturada, enquanto argilas e rochas intactas de baixa porosidade geralmente têm valores muito menores. É um parâmetro central em análises de águas subterrâneas, drenagem, percolação, filtração e geotecnia. Esta calculadora rearranja a lei de Darcy para um ensaio unidimensional em regime permanente. A vazão é o produto da condutividade hidráulica, da área transversal e do gradiente hidráulico. O gradiente é a diferença de carga dividida pelo comprimento do percurso. Isolando a condutividade, obtém-se vazão vezes comprimento, divididos por área vezes diferença de carga. Entradas em metros cúbicos por segundo, metros quadrados e metros produzem condutividade em metros por segundo. A ferramenta também converte o resultado para centímetros por segundo e metros por dia. A condutividade hidráulica não é uma propriedade exclusiva do sólido. Depende da permeabilidade intrínseca do meio poroso e da densidade e viscosidade dinâmica do fluido. Por isso, a temperatura da água afeta o valor medido, e resultados de laboratório podem ser normalizados para uma temperatura de referência. Distribuição granulométrica, conexão dos poros, compactação, saturação, estrutura do solo, fraturas, estratificação e direção do fluxo podem causar grandes diferenças. Formações naturais são frequentemente heterogêneas e anisotrópicas, de modo que um único ensaio pode não representar todo o local. A lei de Darcy pressupõe fluxo laminar em um meio saturado representativo, gradiente bem definido e condições razoavelmente estáveis. Gradientes muito altos em meios grosseiros podem introduzir efeitos inerciais não darcianos. Solos não saturados exigem condutividade dependente da umidade, e sistemas fraturados podem precisar de modelos de fraturas discretas ou de contínuo equivalente. Confirme que a vazão medida atravessa a área informada e que a perda de carga corresponde ao comprimento indicado da amostra. Use o resultado para conferir cálculos de ensaios de carga constante ou de campo, comparar amostras e fazer estimativas preliminares de vazão. Um projeto confiável exige amostragem adequada, aparelhos calibrados, controle de temperatura, medições repetidas, análise de incerteza e método de ensaio apropriado à faixa esperada de condutividade. Modelos de águas subterrâneas na escala do local também exigem condições de contorno, propriedades de armazenamento, estratigrafia, recarga e parâmetros distribuídos espacialmente. A condutividade pode abranger muitas ordens de grandeza: informe algarismos significativos compatíveis com as medições, sem sugerir uma precisão irreal.

Exemplos de condutividade hidráulica

Valores do ensaio de DarcyCondutividadeInterpretação
Q 0.001 m³/s, A 0.5 m², carga 1 m, comprimento 2 m0.004 m/s ou 345.6 m/dayMeio altamente permeável
Q 0.0002 m³/s, A 1.2 m², carga 2 m, comprimento 5 m0.000417 m/s ou 36 m/dayAmostra moderadamente permeável
Q 0.00001 m³/s, A 0.2 m², carga 0.5 m, comprimento 1 m0.0001 m/s ou 8.64 m/dayEnsaio com menor vazão

Como calcular a condutividade hidráulica

  1. Informe a vazão volumétrica em regime permanente através do meio ensaiado, em metros cúbicos por segundo.
  2. Informe a área transversal perpendicular ao fluxo e a diferença de carga hidráulica medida.
  3. Informe o comprimento do percurso ou da amostra ao longo do qual a diferença de carga foi medida.
  4. Selecione Calcular condutividade e veja o resultado em três unidades comuns.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre condutividade e permeabilidade?

A permeabilidade intrínseca descreve a estrutura dos poros independentemente do fluido. A condutividade hidráulica também depende da densidade e da viscosidade do fluido, variando com o fluido e a temperatura.

O que é a diferença de carga hidráulica?

É a diferença de carga hidráulica total entre dois pontos de medição. Em problemas de águas subterrâneas, a carga total inclui as contribuições de elevação e pressão.

A condutividade hidráulica pode variar com a direção?

Sim, depósitos estratificados e rochas fraturadas costumam ser anisotrópicos. A condutividade horizontal pode ser muito diferente da vertical na mesma formação.

A lei de Darcy sempre se aplica?

Ela se aplica bem a muitos fluxos laminares em meios porosos saturados. Fluxos muito rápidos, condições não saturadas ou fraturas discretas podem exigir relações mais especializadas.

Por que a temperatura importa?

A viscosidade da água diminui com o aumento da temperatura, facilitando o fluxo pela mesma estrutura de poros. Por isso, normas de ensaio podem corrigir a condutividade medida para uma temperatura de referência.