%20(2)_edited.jpg)
Poropressão: O Que É, Como Medir e Como Calcular
Poropressão, ou pressão neutra, é a pressão da água que ocupa os poros do solo ou do resíduo. É positiva abaixo do nível freático, nula nele e negativa acima (sucção). Em condição hidrostática, calcula-se por u = γw·hw; mede-se com piezômetros. Com a tensão total mantida, poropressão maior significa tensão efetiva e resistência menores.
Precisa acompanhar a poropressão de um aterro ou barragem sem ir ao campo toda semana? Fale com a equipe HIDROPAAS no WhatsApp.
O que é poropressão?
Poropressão é a pressão da água nos poros do material. A dissertação da UFOP (Cerqueira, 2017) a trata como pressão neutra: positiva abaixo do nível freático, nula no nível freático e negativa acima dele, onde aparece como sucção.
"Poropressão", "poro pressão" e "pressão neutra" são nomes do mesmo conceito. Na notação da mecânica dos solos, ela é a letra u.
O nível freático é a superfície onde a pressão da água nos poros é igual à atmosférica, como definem Freeze e Cherry. Ele é a referência para o sinal da poropressão. A diferença entre nível freático e nível piezométrico está no guia de mapa potenciométrico da PAAS.
Como calcular a poropressão?
Em condição hidrostática, a poropressão é o peso da coluna de água acima do ponto: u = γw·hw, conforme as notas de aula de Mecânica dos Solos da UFS. O γw é o peso específico da água, cerca de 9,81 kN/m³, e hw é a altura de água acima do ponto, em metros.
Exemplo ilustrativo: um ponto está a 12 m de profundidade e o nível d'água está a 4 m da superfície. A coluna de água acima do ponto é 12 − 4 = 8 m. Logo, u = 9,81 × 8 = 78,48 kPa, cerca de 78,5 kPa.
Em outras unidades, 78,48 kPa ≈ 8,0 m de coluna d'água (mca) ≈ 0,78 bar. As conversões seguem o guia do NIST:
De | Para | Multiplique por |
mca | kPa | 9,80665 |
kPa | mca | 0,10197 (≈ 0,102) |
bar | kPa | 100 |
bar | mca | 10,197 (≈ 10,2) |
Com um piezômetro, a conta parte da cota. Exemplo ilustrativo: se a cota piezométrica é 102,30 m e a célula está na cota 95,00 m, a coluna é 102,30 − 95,00 = 7,30 m e u = 9,81 × 7,30 ≈ 71,6 kPa. O procedimento de campo está em leitura de piezômetro.
Por que a poropressão alta reduz a estabilidade?
Porque ela diminui a tensão efetiva, que governa a resistência do solo. Pelo princípio de Terzaghi, σ' = σ − u: a tensão efetiva (σ') é a tensão total (σ) menos a poropressão (u). Compressão, distorção e resistência ao cisalhamento dependem das variações de σ', segundo as notas de aula da UFS.
Exemplo ilustrativo: no ponto do exemplo anterior, suponha tensão total vertical de 220 kPa. Com u = 78,5 kPa, σ' = 220 − 78,5 = 141,5 kPa. Se o nível d'água sobe 2 m, hw passa a 10 m e u = 9,81 × 10 = 98,1 kPa.
Mantida a tensão total (uma simplificação), σ' cai para 220 − 98,1 = 121,9 kPa. A tensão efetiva perdeu 19,6 kPa sem nenhuma carga nova sobre o terreno. Quanto isso muda o fator de segurança depende do material e da geometria, e só a análise de estabilidade do projetista responde.
O que é excesso de poropressão e como ele se dissipa?
Excesso de poropressão é a parcela acima da que existiria só pelo nível d'água. Ele aparece quando uma carga chega mais rápido do que a água consegue sair dos poros, como num alteamento ou numa deposição rápida. Com o tempo, a água drena e o excesso se dissipa.
Para acompanhar a dissipação, o instrumento precisa responder rápido. A UFOP (2017) aponta que instrumento de leitura manual ou de tubo largo não é adequado para medir dissipação de poropressão.
O motivo é o tempo de resposta. Pelo método de Hvorslev, citado pela UFOP, o tempo básico é T = A/(F·k), em que A é a área do tubo, F o fator de forma da célula e k a permeabilidade. Em T, a leitura chega a 63% da equalização; 90% leva cerca de 2,3·T, e 99% leva o dobro do tempo de 90%.
No exemplo ilustrativo do gráfico, uma carga eleva a poropressão de 60 para 100 kPa, um excesso de 40 kPa que se dissipa ao longo das semanas. Um sensor no ponto acompanha a curva. O tubo aberto em argila sobe devagar, não registra o pico e fica atrasado.
Como medir a poropressão no campo?
Mede-se com piezômetros. O tipo define se a leitura sai direto em pressão ou precisa ser convertida a partir da carga.
Instrumento | O que lê | Como vira poropressão |
Tubo aberto (Casagrande) | Profundidade da água no tubo | u = γw × (cota piezométrica − cota da célula) |
Corda vibrante | Frequência de uma corda, convertida pela folha de calibração | Pressão no ponto, com correções de temperatura e barométrica |
Resistivo (strain gauge) | Variação de resistência elétrica | Pressão no ponto; se não ventilado, com correção barométrica |
Pneumático | Pressão de gás que abre ou fecha um diafragma | Pressão no ponto, lida com equipamento de gás |
O tubo aberto mede carga, não poropressão direta, lembra a UFOP. O funcionamento dos tipos está no Manual do Empreendedor da ANA (vol. VII) e no manual do USGS. A comparação está em corda vibrante x Casagrande.
E a poropressão negativa?
Acima do nível freático, a poropressão é negativa e medir a sucção exige cuidado. Segundo Mikkelsen (2003), citado pela UFOP, um piezômetro de corda vibrante na zona não saturada lê uma combinação da pressão da água e do ar. O mesmo autor indica que o método "totalmente grauteado" pode medir sucção, desde que previsto no projeto de instalação.
O que é o parâmetro Ru?
O parâmetro Ru relaciona a poropressão com a tensão vertical do material acima do ponto: ru = u/σv = u/(γ·h). É uma forma adimensional de expressar a poropressão, usada, por exemplo, no estudo da UnB (Carmo, 2021) sobre o Aterro Sanitário de Brasília.
Na fórmula, γ é o peso específico do material (no aterro, do resíduo) e h é a altura de material acima do ponto medido. A poropressão u vem da coluna de líquido acima do ponto.
Exemplo ilustrativo: um ponto tem 20 m de resíduo acima e 8 m de coluna de líquido. Adotando γ = 9,6 kN/m³, valor usado pela UnB para o aterro de Brasília:
u = 9,81 × 8 = 78,48 kPa
σv = 9,6 × 20 = 192 kPa
ru = 78,48 / 192 ≈ 0,41
No Aterro de Brasília, o estudo montou uma carta de risco em que ru abaixo de 0,6 indicava condição estável. Essas faixas valem só para aquele aterro e aqueles parâmetros. Em outra estrutura, quem define os limites é o projetista. Veja níveis de controle de piezômetros e piezômetros em aterro sanitário.
Onde a poropressão é monitorada?
Principalmente em barragens, aterros sanitários e obras com rebaixamento de lençol. Em barragens de terra e enrocamento, o manual da ANA recomenda, como mínimo, leitura semanal na construção e quinzenal na operação. É recomendação de manual, não obrigação legal. Veja piezômetros em barragem.
Em barragens de mineração, a Resolução ANM 95/2022, vigente até 1º/08/2027, define níveis de controle por instrumento e exige monitoramento automatizado para DPA alto. A partir de 02/08/2027, a Resolução ANM 220/2025 pede níveis de controle para os instrumentos em operação e muda o critério da automação para DPA2 ≥ 4.
Cuidados ao medir e interpretar a poropressão
A conta é simples; os erros aparecem na referência e na interpretação.
Confundir carga com poropressão: o tubo aberto dá a cota piezométrica. Para chegar a u, subtraia a cota da célula e multiplique por γw.
Cota errada da boca ou da célula: um erro de referência vira erro direto na poropressão.
Esquecer as correções: sensor não ventilado precisa de correção barométrica, e a corda vibrante sente a temperatura.
Tirar conclusão de dissipação com tubo largo: em material pouco permeável, a leitura tende a ficar atrasada.
Copiar limite de Ru de outra obra: faixas publicadas valem para a estrutura estudada.
Supor que a chuva sempre sobe a poropressão: no Aterro de Brasília, o estudo da UnB não encontrou correlação entre chuva e piezometria.
Como o HIDROPAAS ajuda
Já monitoramos os piezômetros de um aterro sanitário: nível do líquido, poropressão em kPa, Ru e cota piezométrica calculados automaticamente. É a mesma conta deste post, feita a cada leitura.
Lê o piezômetro que você tem: sensor de nível hidrostático no tubo do Casagrande, corda vibrante já instalada e transdutores 4-20 mA ou RS485, com a interface adequada.
Calcula: poropressão em kPa ou m.c.a., cota piezométrica e Ru, com correção barométrica.
Avisa: alertas por limite, com valores de atenção e alerta definidos pelo projetista ou responsável técnico.
Organiza: mapa da rede com o gráfico de cada ponto, relatório automático e exportação em Excel ou CSV.
O HIDROPAAS mede, calcula, avisa e gera relatório. A interpretação da estabilidade continua com o responsável técnico. O projeto é personalizado conforme o plano de monitoramento ou a condicionante da licença.
Perguntas frequentes
O que é poropressão?
É a pressão da água nos poros do solo ou do resíduo, também chamada de pressão neutra. É positiva abaixo do nível freático, nula nele e negativa acima, quando vira sucção.
Qual a fórmula da poropressão?
Em condição hidrostática, u = γw·hw, em que γw é o peso específico da água (cerca de 9,81 kN/m³) e hw é a altura de água acima do ponto. Com 8 m de água, u = 9,81 × 8 ≈ 78,5 kPa.
Poropressão e pressão neutra são a mesma coisa?
Sim. Poropressão, poro pressão e pressão neutra são nomes do mesmo conceito: a pressão da água que ocupa os poros. Na tensão efetiva de Terzaghi, ela aparece como u em σ' = σ − u.
Por que a poropressão alta é perigosa?
Porque, mantida a tensão total, poropressão maior reduz a tensão efetiva, e a resistência ao cisalhamento depende dela. Quanto isso afeta o fator de segurança depende do material e da geometria, e quem avalia é o projetista.
O que é excesso de poropressão?
É a parcela de poropressão acima da hidrostática, gerada quando a carga chega mais rápido do que a água consegue drenar. Ela se dissipa com o tempo. Segundo a UFOP, instrumento de leitura manual ou de tubo largo não é adequado para medir essa dissipação.
Como calcular o parâmetro Ru?
Divida a poropressão pela tensão vertical do material acima do ponto: ru = u/(γ·h). Com u = 78,48 kPa, γ = 9,6 kN/m³ e h = 20 m, ru ≈ 0,41 (exemplo ilustrativo). As faixas de alerta de Ru são definidas pelo projetista de cada estrutura.
Guia completo
Tipos de piezômetro, leitura, Ru e automação estão reunidos no guia de monitoramento de piezômetros.
Veja também
Sobre o autor
Chert Bobsin é geólogo formado pela UNISINOS, com registro no CREA-RS nº 204.398. É cofundador e CEO da PAAS Poços Artesianos e Água Subterrânea e criador do HIDROPAAS, o sistema de monitoramento de água e energia da PAAS.
Trabalha com perfuração de poços desde os 15 anos. A PAAS atua desde 1985, com geólogo responsável em cada projeto, e atende empresas, produtores rurais e condomínios em todo o Brasil. Conheça a trajetória · LinkedIn.
Poropressão é conta simples, mas só ajuda se for medida no ponto certo e a tempo. Mande quantos piezômetros você tem, de que tipo e o que o projetista pede calcular (poropressão, cota ou Ru), que montamos o monitoramento: fale com um especialista no WhatsApp (51) 99289-2188.
Comentários