Modelagem Numérica e Otimização de Parâmetros Hídricos do Solo: Uma Abordagem com Diferenças Finitas e Algoritmos Genéticos para Análise Inversa

O trabalho apresenta uma metodologia combinada para estudar a dinâmica da água no solo, utilizando o Método das Diferenças Finitas (MDF) para resolver numericamente a equação de Richards e Algoritmos Genéticos (AG) para estimar parâmetros hídricos do solo por meio de análise inversa. Esses parâmetros são essenciais para descrever as curvas de retenção de água e de condutividade hidráulica, fundamentais para modelar corretamente o comportamento da infiltração em meios porosos não saturados.

A equação de Richards é apresentada em sua forma mista, levando em conta o potencial matricial como variável primária. As funções de retenção e condutividade são modeladas conforme a proposta de Haverkamp, que envolve transições suaves com base em parâmetros ajustáveis.

A primeira parte da pesquisa foca na implementação da forma explícita da equação de Richards usando MDF, com base no modelo de Haverkamp e parâmetros definidos a partir de um exemplo da literatura. A simulação mostra a evolução da infiltração da água em uma coluna de solo de 40 cm ao longo do tempo, confirmando a validade qualitativa do modelo implementado.

Como etapa futura (em desenvolvimento), propõe-se o acoplamento do MDF com o AG, com o objetivo de estimar os parâmetros hídricos a partir de perfis observados de umidade no solo, ampliando o potencial da metodologia na prática agrícola e ambiental.