Embed Size (px)
Citation preview
RODRIGO DA CRUZ DE ARAUJO
ESTUDO DA ERODIBILIDADE DE SOLOS DA FORMAÇÃO BARREIRAS - RJ
Dissertação de mestrado submetida ao departamento
de engenharia civil da Pontifícia Universidade
Católica do Rio de Janeiro como parte dos requisitos
necessários à obtenção do grau de mestre.
Orientadores: Franklin dos Santos Antunes
Tácio Mauro Pereira de Campos
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
Rio de Janeiro, outubro de 2000
DEDICATÓRIA
Aos meus avós Armando e Ana e às tias Beth e Zezé,
pela maravilhosa convivência, sempre repleta de carinho
e apoio;
Ao meu pai Orlando e à minha irmã Anninha, pelo amor,
apoio e incentivo;
À minha noiva Ussinha, pelo apoio constante,
compreensão e amor;
À minha mãe, meu maior exemplo para sempre.
AGRADECIMENTOS:
Aos professores Franklin dos Santos Antunes e Tácio Mauro Pereira de Campos pelo
apoio, incentivo e transmissão de conhecimentos ao longo da pesquisa.
Ao CNPq, pelo apoio financeiro na forma de bolsa de estudos.
Aos funcionários do laboratório de solos, William, Amauri e especialmente Josué e Seu
José, por toda ajuda recebida durante a realização dos trabalhos.
Ao Ronaldo, funcionário do laboratório de difratometria de raio-x do DCMM, pela
presteza em colaborar sempre que requisitado.
Ao Carlinhos, funcionário da laboratório de solos da UFRJ, e às colegas daquela
universidade, Rosemary e Tatiana, pelo auxílio.
À colega Ana Cristina, pela ajuda prestada em diversos momentos deste trabalho.
Aos amigos da PUC, Ataliba, Antônio, Júnior e Ciro, pelas muitas vezes em que,
quando me encontrava com dúvidas ou dificuldades, se colocaram à disposição para ajudar e
foram fundamentais para a superação de tais problemas.
Aos demais colegas de turma, Rômulo, Janaina, Ana e Samuel, pela saudável
convivência durante todo curso.
Ao grande amigo Raynyer, pela amizade, ajuda e excelente convivência ao longo de boa
parte do trabalho.
Aos demais professores da Pós-graduação da PUC, pelos conhecimentos transmitidos.
A todos os meus familiares, pelo apoio constante.
A todos que de alguma forma contribuiram para que houvesse condições deste trabalho
ser desenvolvido.
RESUMO
O surgimento e evolução de erosões têm sido objeto de diversos estudos, com os
mecanismos envolvidos ainda não sendo totalmente compreendidos.
Esta dissertação apresenta uma revisão bibliográfica abordando uma conceituação
básica do fenômeno, os agentes causadores do processo e os fatores que o condicionam. Além
desta aborda-se também, sucintamente, os principais aspectos da área na qual há ocorrência
dos solos estudados, com uma descrição de sua localização, geologia, geomorfologia, clima,
vegetação, etc. Faz-se ainda uma outra revisão, sobre os principais métodos de avaliação de
erodibilidade descritos na literatura.
A partir de visitas de campo, foram escolhidos três solos a serem estudados, tomando-se
como critério de seleção e avaliação as feições erosivas que os mesmos apresentavam “in
loco”.
Definido como objeto principal do estudo, os solos da Formação Macacu são analisados
por meio de ensaios de caracterização convencional, análises mineralógicas, análises
químicas, caracterização MCT, determinação de curva característica, ensaios de resistência à
tração, ensaios de desagregação e ensaios de penetração de cone (modificado).
As observações de campo, associadas aos resultados dos trabalhos de laboratório,
permitem o reconhecimento e avaliação dos solos mais susceptíveis à erosão, podendo-se
assim buscar a identificação e definição de correlações entre as características próprias dos
solos e suas erodibilidades.
ABSTRACT
The process of erosion has been the objective of many studies, being the
mechanics involved not completelly understood.
This work presents a literature review on the basics concepts involved on the
process, the causes and the conditionants aspects of the phenomena. Futhermore, it mentions
the main characteristics of the studied area, with a description of its localization, geology,
geomorphology, climate, etc. It also presents the main methods used on erodibility analysis.
Three soils from Macacu formation were choosen to be studied, based on
erosive characteristics observed on site. These materials were submitted to conventional
characterization tests, mineralogical analysis, chemical analysis, MCT characterization,
determination of characteristics curves, tensile strength tests, desagregation tests and cone
tests (modified).
The main objective is to correlate experimental data obtained on this work to
field observations, in order to recognize soils that are more susceptible to erosion. It should
permit an identification and definition of correlations between the characteristics of the soil
and its erodibility.
ÍNDICE
1 – INTRODUÇÃO 1
1.1 – Justificativas 1
1.2 – Objetivos 3
1.3 - Escopo do Trabalho 4
2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5
2.1- Conceitos Gerais 5
2.2- Agentes Erosivos 9
2.2.1- Erosão Eólica 12
2.2.2- Erosão Fluvial 13
2.2.3- Erosão Interna 18
2.2.4- Erosão Pluvial 19
2.3- Previsão de Perda de Solos 29
2.3.1- Fator Chuva (R) 30
2.3.2- Fator Erodibilidade (K) 31
2.3.3- Fatores Comprimento e Declividade (L,S) 32
2.3.4- Fator de Uso e Manejo do Solo (C) 32
2.3.5- Fator relativo a Prática de Controle (P) 32
3- ASPECTOS GERAIS DA ÁREA ESTUDADA 33
3.1- Localização 33
3.2- Aspectos Geológicos / Geomorfológicos 33
3.3- Clima 34
3.4- Solos 34
3.5- A Formação Macacu 38
4- MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE 43
4.1- Avaliações Indiretas: Propostas de Correlações Entre Erodibilidade e
Propriedades dos Solos 43
4.2- Sucção Associada à Erodibilidade 46
4.3- Ensaio de Desagregação 48
4.4- Ensaio de Interbitzen 49
4.5- Ensaio de Pinhole ou Furo de Agulha 53
4.6- Ensaio de Penetração de Cone 57
5- ESTUDOS EXECUTADOS E METODOLOGIAS ADOTADAS 59
5.1- Trabalhos de Campo 59
5.2- Ensaios Realizados 64
5.2.1- Ensaios de Caracterização 65
5.2.2- Análise Mineralógica 66
5.2.3- Análises Químicas 68
5.2.4- Ensaios de Caracterização MCT 69
5.2.5- Ensaios de Sucção 76
5.2.6- Ensaios de Resistência à Tração 81
5.2.7- Ensaio de Desagregação 83
5.2.8- Ensaio de Penetração de Cone 84
6- APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS 86
6.1- Análises Mineralógicas 86
6.1.1- Fração Fina 86
6.1.2- Fração Grossa 92
6.2- Análises Químicas 92
6.3- Índices Físicos 94
6.4- Análises Granulométricas 96
6.5- Limites de Alterberg 101
6.6- Curva Característica 102
6.7- Ensaios de Tração (método brasileiro) 106
6.8- Caracterização MCT 113
6.9- Ensaio de Desagregação 118
6.10- Ensaio de Penetração de Cone 120
7- POTENCIAL DE EROSÃO DOS SOLOS 122
7.1- Aspectos Mineralógicos 123
7.2- Análises Químicas 124
7.3- Índices Físicos 125
7.4- Granulometria 126
7.5- Limites de Atterberg 129
7.6- Classificação MCT 131
7.7- Resistência à Tração x Sucção 133
8- CONCLUSÕES 135
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 141
LISTA DE FOTOS:
Foto 1.1: Exemplo da erosão na cidade de Cametá 2
Foto 2.1: Exemplo de propriedade destruída por erosão (apud Marçal 1998) 7
Foto 2.2: Exemplo de erosão fluvial 14
Foto 2.3: Exemplo de erosão superficial (apud Marçal 1998) 24
Foto 2.4: Exemplo de voçoroca em solo residual migmatítico na rodovia Rio-Teresópolis
27
Foto 3.1: Exemplo de perfil representativo da Formação Macacu 39
Foto 3.2: Exemplo de perfil representativo da Formação Macacu 39
Foto 5.1: Perfil representativo da Formação Macacu selecionado para o trabalho 61
Foto 5.2: Detalhe da camada argilosa verde 62
Foto 5.3: Detalhe da camada laterítica com presença de concreções ferruginosas 62
Foto 5.4 : Detalhe de uma exposição do solo branco bastante erodido 63
Foto 5.5 : Aspecto de um perfil da Formação Macacu com presença de feições erosivas 63
Foto 5.6: Detalhe de uma feição erosiva em perfil da Formação Macacu 64
Foto 5.7: Ensaio de classificação MCT em execução 71
Foto 5.8: Equipamento utilizado nos ensaios de tração 83
Foto 5.9: Exemplo de ensaio de tração em andamento 83
Foto 5.10: Equipamento utilizado no ensaio de cone 85
Foto 5.11: Exemplo de ensaio de cone sendo executado 85
Foto 6.1 : Aspecto do ensaio de desagregação decorridos 50 minutos 119
Foto 6.2 : Aspecto do ensaio de desagregação ao final de 24 horas 119
LISTA DE FIGURAS:
Figura 2.1: Esquema representativo do transporte dos diferentes tipos de cargas detríticas
(apud Suguio e Bigarela, 1990) 16
Figura 2.2: Representação esquemática de erosão laminar e por escoamento concentrado,
formando sulcos na superfície (apud DAAE 1990) 24
Figura 3.1: Mapa de localização da região da Bacia da Guanabara 35
Figura 3.2: Mapa geológico da região da Bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000) 36
Figura 3.3: Mapa geomorfológico da região da Bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000)
37
Figura 4.1 : Ábaco de erodibilidade baseado no GEA (apud Vertamatti e Araujo 1998) 47
Figura 4.2: Resultado dos ensaios de Interbitzen, com faixas classificatórias (apud Fonseca e
Ferreira, 1981) 51
Figura 4.3: Perspectiva da versão modificada do aparelho de Interbitzen (apud Fácio 1991)
52
Figura 4.4: Representação esquemática do ensaio de pinhole (modificado de Sherard 1976a)
54
Figura 4.5: Ábaco classificatório da dispersividade dos solos (modificado de Sherard, 1976b)
56
Figura 5.1: Exemplo de curvas a.n em função do número de golpes 72
Figura 5.2: Exemplo de curva de compactação correspondente a 12 golpes, para determinação
de d’ 73
Figura 5.3: Representação esquemática do ensaio de perda por imersão 74
Figura 5.4: Ábaco classificatório dos solos pela metodologia MCT 76
Figura 5.5: Representação esquemática da preparação das amostras para o ensaio de
determinação de sucção pelo método do papel filtro 80
Figura 6.1: Difratograma solo verde sem tratamento (frações silte e argila) 87
Figura 6.2: Difratograma solo verde aquecido a 350o (fração silte) 88
Figura 6.3: Difratograma solo verde glicolado (fração argila) 89
Figura 6.4: Difratograma solo branco sem tratamento (fração argila) 90
Figura 6.5: Difratograma solo roxo sem tratamento (fração argila) 91
Figura 6.6: Curva granulométrica dos solos verde, branco e roxo com defloculante 97
Figura 6.7: Curva granulométrica dos solos verde, branco e roxo sem defloculante 98
Figura 6.8: Curvas granulométricas do solo verde com e sem defloculante 99
Figura 6.9: Curvas granulométricas do solo branco com e sem defloculante 99
Figura 6.10: Curvas granulométricas do solo roxo com e sem defloculante 100
Figura 6.11: Curva característica do solo verde 103
Figura 6.12: Curva característica do solo branco 104
Figura 6.13: Curva característica do solo roxo 105
Figura 6.14: Resistência à tração x umidade (solo verde) 107
Figura 6.15: Resistência à tração x Saturação (solo verde) 108
Figura 6.16: Resistência à tração x umidade (solo branco) 109
Figura 6.17: Resistência à tração x saturação (solo branco) 109
Figura 6.18: Resistência à tração x umidade (solo roxo) 110
Figura 6.19: Resistência à tração x saturação (solo roxo) 111
Figura 6.20: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo verde 113
Figura 6.21: Curvas Mini-MCV do solo verde 114
Figura 6.22: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo branco 114
Figuro 6.23: Curvas Mini-MCV do solo branco 115
Figura 6.24: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo roxo 115
Figura 6.25: Curvas Mini-MCV do solo roxo 116
Figura 6.26: Classificação dos solos segundo a metodologia MCT 117
Figura 6.27: Resultados Psat x Pnat comparados com dados de Burgos et al. (1999) 121
Figura 7.1: Gráfico triangular representativo das frações dos solos 129
Figura 7.2: Resistência à tração x Sucção 134
LISTA DE TABELAS:
Tabela 2.1: Agentes e tipos de erosão (modificado de Gray e Leiser ,1989) 10
Tabela 4.1: Resumo do critério de avaliação dos resultados dos ensaios (modificado Sherard
1976a) 55
Tabela 5.1: Quadro característico de solos dos grupos MCT, quanto à erodibilidade hídrica e
propriedades de interesse à sua previsão (condições típicas do Estado de São Paulo)
(modificado de Nogami e Vilibor, 1995) 75
Tabela 6.1: Resultado dos ensaios de pH e ataque sulfúrico 92
Tabela 6.2: Resultado do ensaio de complexo sortivo 93
Tabela 6.3: Resumo geral dos índices físicos determinados para os três solos 95
Tabela 6.4: Resultados da granulometria com o uso de defloculante 97
Tabela 6.5: Resultados da granulometria sem o uso de defloculante 98
Tabela 6.6: Resultados dos limites de consistência dos solos 101
Tabela 6.7: Resultados de umidade e sucção dos três solos, incluindo “pontos teóricos” de
S=100% 106
Tabela 6.8: Resultados de umidade, saturação e resistência à tração dos três solos 112
Tabela 6.9: Resultados do ensaio MCT 116
Tabela 6.10 : Valores médios de P nat e P sat obtidos para os solos em estudo 120
Tabela 7.1: Valores de pH obtidos na literatura, relacionados com as condições de campo
124
Tabela 7.2: Valores de porosidade obtidos na literatura, relacionados às condições de erosão
observadas em campo 125
Tabela 7.3: Valores de % menor que 5ìm com e sem defloculante e do parâmetro
porcentagem de dispersão 126
Tabela 7.4: Valores de % que passa #40 e parâmetro “a” para os solos em estudo 127
Tabela 7.5: Valores de IP e Wp encontrados na literatura, relacionados com suas
erodibilidades 130
Tabela 7.6 : Resultados encontrados por Lima (1999) envolvendo resultados do ensaio de
Interbitzen e a classificação MCT 131
Tabela 7.7: Resultados encontrados por Burgos et al. (1999) envolvendo condições de erosão
em campo e a classificação MCT 132
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS:
a: coeficiente definido pela equação 4.1
A: horizonte pedológico A
ABNT: associação brasileira de normas técnicas
Al: alumínio
Al3+: cátion de alumínio
B: horizonte pedológico B
BR: rodovia federal
C: fator relativo ao uso e manejo do solo
C: horizonte pedológico C
Ca2+: cátion de cálcio
Cc: coeficiente de curvatura
CH: argila de alta plasticidade
CL: argila de baixa plasticidade
cm: centímetro
cm2: centímetro quadrado
cm3: centímetro cúbico
CNPS: centro nacional de pesquisa de solos
CPRM: Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
Cu: coeficiente de uniformidade
D: diâmetro da amostra no ensaio de resistência à tração
DAEE-SP: Departamento de Águas e Energia Elétrica de São Paulo
E: energia cinética da chuva
E: expansibilidade
E: valores de erosão no ensaio de Interbitzen
e: índice de vazios
e0 : índice de vazios na umidade inicial
EMBRAPA: Empresa Brasileira de Pesquisas Agrárias
fps: pé por segundo
ft: pé
g: grama
GS: densidade dos grãos
GEA: grau de erosão associada
GH: cascalhos de alta plasticidade
GM: cascalhos siltosos
GP: cascalhos pobremente graduado
GW: cascalhos bem graduados
GR.: Greenwich (meridiano)
h: hora
H: espessura da amostra no ensaio de resistência à tração
H+: cátion de hidrogênio
i: intensidade da chuva
in: polegada
iph: polegada por hora
I.P: índice de plasticidade
K: fator relativo à erodibilidade do solo
K+: cátion de potássio
km: kilômetro
km2: kilômetro quadrado
kg: kilograma
kgf: kilograma-força
kPa: kilopascal
L: litro
L: fator relativo ao comprimento da encosta
LL: limite de liquidez
LP: limite de plasticidade
M.eq.: mili-equivalente
MCT: sigla de miniatura-compactado-tropical
Mg2+: cátion de magnésio
MH: siltes de alta plasticidade
ML: siltes de baixa plasticidade
m: metro
min: minuto
mL: mililitro
mm: milímetro
N: normal
Na+: cátion de sódio
no: número
OL: solo orgânico de baixa plasticidade
P: fator relativo à prática de controle de erosão adotada
P: carga máxima de compressão
Pi: perda por imersão
pH: potencial de hidrogenização
Pnat: penetração em amostra natural
Pp: peso do solo seco correspondente à parte saliente inicial
Ps: peso do solo seco desprendido
Psat: penetração em amostra saturada
R: fator relativo à erosividade da chuva
s: segundo
S: índice de sorção
S: fator relativo à declividade do terreno
SC: areia argilosa
SM: areia siltosa
Sr: saturação
SW: areia bem graduada
SP: areia pobremente graduada
tg: tangente
ton: tonelada
USLE: Universal Soil Loss Equation (equação universal de perda de solos)
Ve: velocidade de erosão
W: oeste
wH: umidade higroscópica
wN: umidade natural
%: porcentagem
o : graus
’ : minutos o C: graus Celsius
ãNAT: peso específico natural
ãd: peso específico aparente seco
è: ângulo de incidência dos raios-x
ð: pi (igual a 3,1416)
ót: tensão de tração
ñN: massa específica natural
ñd: massa específica aparente seca
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
A erosão é um fenômeno bastante complexo, uma vez que envolve a ação direta ou
indireta de diversos fatores, tais como as características geológicas e geomorfológicas, os
tipos de solos, clima, vegetação, além da interferência humana que modifica as condições
naturais de cada um deles. O desenvolvimento do processo erosivo é então determinado pela
ação destes fatores, atuando em conjunto ou separadamente, seja como agentes causadores do
processo, ou como fatores condicionantes.
Devido à complexidade do processo, o qual envolve diversos mecanismos e
condicionantes, a erosão tem sido tema de pesquisas em diversas áreas, principalmente
agronomia, geologia, geografia e geotecnia. Entretanto, apesar de todos os estudos já
desenvolvidos, o entendimento do processo ainda não é completo, necessitando de pesquisas
que possam confirmar as considerações existentes e proporcionar novos conhecimentos.
Neste trabalho, procura-se fazer um estudo direcionado principalmente para a
avaliação da erodibilidade de solos, por meio da análise conjunta de observações feitas em
campo e resultados de ensaios de laboratório.
1.1-JUSTIFICATIVAS:
Ao longo do litoral brasileiro, a ocorrência de uma determinada unidade sedimentar
se faz notável pela sua extensão, sendo encontrada desde o Pará até o Rio de Janeiro,
delineando-se ainda depósitos correlacionáveis na região sul. Esta unidade é conhecida como
“Barreiras” e corresponde a depósitos sedimentares continentais pertencentes ao terciário. Os
2
sedimentos apresentam-se, em geral, com seqüências afossilíferas, pouco consolidados, desde
conglomerados à arenitos e argilitos, de cores e granulometrias variadas.
Na região Norte, além da característica ocorrência litorânea, é também marcante a
presença dessa seqüência ou de similares ao longo das drenagens, onde verificam-se há
algum tempo sérios problemas de erosão nos solos daquele Grupo, principalmente por
processo fluvial. A situação é agravada pelo desenvolvimento de cidades às margens dos rios,
o que é uma tendência natural das civilizações.
Um dos casos típicos e mais importantes deste fenômeno é registrado na sede do
município de Cametá, situado na micro-região do Baixo Tocantins, na porção oeste do Pará.
Naquela cidade, ocorre o fenômeno conhecido como “terras caídas”, com o desmoronamento
de falésias pondo em risco o patrimônio histórico da cidade, construído durante a época áurea
do ciclo da borracha (foto 1.1)
Foto 1.1: Exemplo da erosão na cidade de Cametá
3
No Rio de Janeiro, também ocorrem sedimentos do Grupo Barreiras em diversos
munícipios, afetados por processos erosivos.
1.2-OBJETIVOS :
Tem-se como objetivo deste trabalho alcançar um melhor entendimento dos
diferentes processos erosivos, com base em uma abordagem envolvendo os fatores
condicionantes que interferem nos mesmos e os agentes causadores diretos.
O foco principal desta abordagem é então estudar especificamente as características
geotécnicas dos solos da Formação Macacu, descrita e considerada como representante do
Grupo Barreiras por Meis e Amador (1972 e 1977), buscando caracterizar o potencial de
erosão dos mesmos e identificar as características relevantes dentro do processo erosivo, na
tentativa de estabelecer relações entre ambos.
A partir dos resultados obtidos, espera-se que os mesmos proporcionem uma
contribuição para o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação da erodibilidade dos
solos, em função das propriedades ou características intrínsecas a eles; procurando-se abordar
ainda a adequabilidade dos métodos tradicionais de avaliação da erodibilidade.
Um segundo objetivo é o de promover um conhecimento básico acerca do
desenvolvimento dos processos erosivos, por intermédio de uma abordagem dos seus agentes
desencadeadores e fatores condicionantes.
Resumidamente, a metodologia proposta para se buscar atingir tais objetivos
consiste das seguintes contribuições :
4
• Revisão bibliográfica com conceitos de erosão, fatores que influenciam no processo e
agentes atuantes;
• Descrição de aspectos do meio físico local da região de Itaboraí e da Formação Macacu;
• Caracterização das propriedades físicas, químicas e mineralógicas dos materiais em
estudo;
• Execução de ensaios de tração (método brasileiro) e de sucção (papel filtro) em amostras
com diferentes teores de umidade.
1.3-ESCOPO DO TRABALHO :
Objetivando o melhor entendimento do seu conteúdo, esta dissertação é apresentada
de forma compartimentada, onde um capítulo introdutório apresenta as justificativas e
objetivos do trabalho (capítulo 1); o capítulo seguinte, (capítulo 2), sintetiza a revisão
bibliográfica abordando conceitos, fatores envolvidos no processo e agentes causadores; o
capítulo 3 trata dos aspectos gerais da região de Itaboraí, local de onde foram retiradas as
amostras representativas da Formação Macacu, alvo da investigação; a seguir (capítulo 4) se
apresenta uma descrição dos diversos ensaios propostos na literatura para avaliação da
erodibilidade; o capítulo seguinte (capítulo 5) realiza uma descrição das metodologias
adotadas para os ensaios executados neste trabalho; a seguir são apresentados e analisados os
resultados dos ensaios realizados (capítulo 6); segue-se com uma avaliação do potencial de
erosão dos solos (capítulo 7) e por fim faz-se a conclusão da dissertação e sugestões para
futuras pesquisas (capítulo 8).
5
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1-CONCEITOS BÁSICOS:
Ao se iniciar um estudo, qualquer que seja ele, a primeira preocupação que se deve
ter é a de buscar uma definição clara e objetiva do mesmo. Assim, um estudo sobre erosão
deve se iniciar apresentando alguns conceitos deste fenômeno, segundo diversos autores.
Pastore (1986) e Vilar e Prandi (1993), por exemplo, conceituam o fenômeno de modo
semelhante, descrevendo que erosão no seu sentido mais amplo é o processo geral ou grupo
de processos através do qual os materiais terrosos ou rochosos da crosta terrestre são
desagregados, dissolvidos ou desgastados, e transportados de um ponto a outro por agentes
naturais, tais como rios, mares, vento e chuva. Outra definição semelhante é apresentada por
Marçal (1998), quando afirma que “o termo erosão refere-se ao desgaste da superfície
terrestre sob ação dos agentes erosivos, principalmente a água e o vento, e em zonas
montanhosas a neve e o gelo”.
Guerra (1995) relata que “a erosão dos solos é um processo que ocorre em duas
fases: uma que constitui a remoção (detachment) de partículas, e outra que é o transporte
desse material, efetuado pelos agentes erosivos”. Pode-se citar ainda a definição de Gray e
Leiser (1989), segundo os quais “erosão é a remoção das camadas superficiais de solo por
agentes como vento, água e gelo. A erosão de solos envolve os processos de destacamento e
transporte por estes agentes, sendo iniciada por arranque, impacto, ou forças de tração
atuando sobre o material”.
6
De uma forma geral, pode-se dizer, então, que erosão é a remoção dos detritos, os
quais são depositado em áreas adjacentes. Durante a erosão, pode ocorrer processo de abrasão
É a remoção de partículas individuais ou de grumos de partículas que a diferencia de outros
movimentos de massa, como avalanches e escorregamentos, nos quais massas de solo / rocha
se movimentam como um todo.
Bennett (1965) explica que por vezes a erosão do solo se dá em um ritmo lento, que
permite a formação de novo solo, abaixo da camada superior, em um tempo semelhante ao de
desgaste daquela camada. Neste quadro de transformação a erosão é chamada erosão normal
ou geológica. Explicação semelhante é dada por DAEE-SP (1990), quando relata que “o solo
é uma camada viva, em processo permanente de formação, através da alteração das rochas e
de processos pedogenéticos. Este processo é contrabalançado pelo processo de erosão, que
remove seus constituintes, sobretudo pela ação da água de chuva. Portanto, há um quadro
dinâmico, no qual diversos processos atuam de forma contraditória, formando e erodindo o
solo, refletindo um certo equilíbrio na natureza, no qual a erosão é considerada normal “.
Ocorre que quando este equilíbrio é rompido por uma intensificação da erosão, mais
veloz que a formação dos solos, estes não têm tempo de se regenerar, observando-se então a
perda de diversas de suas camadas ou horizontes. Esta aceleração pode ser desencadeada por
alterações nas condições geológicas ou climáticas, ou pode ser provocada pelo homem. Este
último caso costuma ser mais preocupante, pois, de modo geral, requer menos tempo para
atuar, o que implica na necessidade de combate emergencial.
A erosão, quando desencadeada pela atividade humana, está relacionada,
geralmente, com uso inadequado do solo e traz conseqüências desastrosas para o mesmo,
sendo uma das formas principais de sua degradação. Alguns exemplos de atividades que
aceleram o processo erosivo são: desmatamento, ocupação urbana sem planejamento,
7
principalmente no que diz respeito ao lançamento de fluxo de água concentrado; exploração
de recursos naturais; construção de estradas e barragens (obras altamente agressivas ao meio
ambiente); produção agrícola, que ataca a camada superficial do solo.
Diversos são os resultados danosos provocados pelos processos erosivos, os quais
representam elevadas perdas, inclusive do ponto de vista econômico. Guerra (1995) cita
alguns danos causados pela erosão, como por exemplo a contaminação da água dos rios por
partículas transportadas que venham a estar contaminadas (por defensivos agrícolas, por
exemplo), e o assoreamento de mananciais. Gray e Leiser (1989) citam que “os custos diretos
causados por erosão e sedimentação incluem a destruição de propriedades. Os custos
indiretos são mais difíceis de serem avaliados, mas provavelmente são ainda maiores”. Entre
estes últimos, pode-se citar: diminuição da produtividade agricultural; assoreamento de
tubulações; solapamento de fundações e pavimentações; enchentes; assoreamentos de portos
e canais; etc. Na foto 2.1 observa-se um exemplo de destruição provocada por erosão.
Foto 2.1: Exemplo de propriedade destruída por erosão (apud Marçal 1998)
8
A erosão, de uma forma geral, é influenciada diretamente por dois fatores principais,
que são a natureza do material (seja rochoso ou terroso) e o clima. Dependendo do tipo de
processo, cada um destes fatores poderá ter uma maior ou menor importância. Além disso,
fatores específicos podem influenciar significativamente um determinado processo, sem que
o façam em outro.
O clima pode influenciar o processo de maneira direta ou indireta. Um exemplo da
ação direta é a variação de temperatura, que faz com que o material se dilate e se contraia
alternadamente, causando a fragmentação do mesmo. Outra influência direta do clima diz
respeito às características de alguns agentes erosivos, como a chuva e o vento. Indiretamente,
pode-se citar como principal exemplo a vegetação, que, de acordo com cada clima, representa
uma maior ou menor proteção ao solo, e consequentemente, representar maior ou menor
dificuldade para a evolução do processo erosivo.
O tipo de rocha, por sua vez, influencia no processo porque, de acordo com as suas
características próprias, o solo resultante apresenta maior ou menor erodibilidade, ou seja,
maior ou menor susceptibilidade ou facilidade a sofrer erosão. Assim, conforme
exemplificado por DAEE-SP (1990), “solos mais arenosos se desagregam mais facilmente
que os solos argilosos, ou seja, a textura é uma das características que condicionam a erosão”.
Além desta, são também condicionantes a estrutura, composição, entre outros. Gray e Leiser
(1989) ressaltam que “não há ainda um índice para erodibilidade simples e universalmente
aceito”. Desta forma, os autores apresentam uma hierarquia clássica de erodibilidade,
baseada na classificação unificada de solos:
Mais erodível → Menos erodível
ML > SM > SC >MH > OL>CL > CH > GM > GP > GW
9
Onde: G indica cascalhos e S areias. Areias e cascalhos bem graduados são
designados por SW e GW. Materiais pobremente graduados são indicados por SP e GP. As
partículas finas do solo são subdivididas de acordo com seus limites de liquidez. Se LL <50 o
símbolo é L, se LL>50 o símbolo é H. As letras M, C e O indicam siltes, argilas e solos
orgânicos, respectivamente.
Os mesmos autores citam ainda algumas tendências de erodibilidade dos solos, tais
como: é baixa em cascalhos bem graduados; é alta em siltes e areias finas e uniformes;
diminui com o aumento de argila e matéria orgânica; diminui para índices de vazios baixos e
teor de umidade alto. Morgan (1986) considera que “as partículas menos resistentes são siltes
a areias finas”. Evans (1980) analisa a erodibilidade em função do teor de argila e afirma que
solos com frações argila limitadas são mais susceptíveis à erosão.
2.2-AGENTES EROSIVOS:
A ocorrência dos processos erosivos pode se dar devido à ação de diversos agentes,
como por exemplo a água, o gelo, o vento e a gravidade. É importante ressaltar que o agente
água pode ser dividido em agentes ainda mais específicos, como rios, mar ou chuva. Deve-se
destacar aqui o conceito de erosividade, que é o potencial que o agente erosivo apresenta de
promover erosão, não devendo este conceito ser confundido com o de erodibilidade, que,
como já explicado, diz respeito à susceptibilidade do solo de ser erodido.
Analisando-se estes agentes, não é difícil perceber que cada um deles atua de uma
maneira específica, o que faz com que os processos, apesar de levarem a um mesmo efeito
final (a erosão), sejam diferentes entre si. Gray e Leiser (1989) apresentam um resumo dos
10
diversos agentes, relacionando-os com os respectivos tipos de processo erosivo, o qual é
apresentado na tabela 2.1.
Tabela 2.1: Agentes e tipos de erosão (modificado de Gray e Leiser, 1989)
AGENTE TIPOS DE PROCESSOS EROSIVOS
Água Gotejamento; Erosão Laminar; Sulcamento; Voçorocamento; Erosão
Fluvial; Ação de ondas; Erosão Interna.
Gelo Solifluxão; Ação de Congelamento/Descongelamento; Erosão Glacial;
Arrancamento.
Os processos erosivos relacionados ao agente gelo têm alguma ocorrência no Brasil,
sendo porém pouco representativos e por este motivo também não receberão abordagem
específica.
De uma maneira resumida e objetiva, pode-se apresentar as seguintes definições para
os diversos processos:
a) Erosão Fluvial:
Ocorre, como o próprio nome diz, quando a ação dos rios proporciona
desgaste de suas margens e carreia material removido ao longo do leito.
Como os rios escoam sempre em uma mesma direção, este processo
caracteriza-se por apresentar um fluxo unidirecional, havendo então,
teoricamente, uma única força de módulo e sentido constante.
b) Erosão Marinha:
É o trabalho de destruição causado pelo efeito de ondas e de marés, além de
eventuais tempestades ao longo dos litorais. Este processo caracteriza-se
11
basicamente por apresentar um fluxo bidirecional (fluxo de vazante e fluxo de
enchente), havendo portanto, duas forças de módulos e sentidos diferentes.
c) Erosão Subterrânea:
Consiste na remoção interna de solo, provocada pela percolação de água
subterrânea e é comumente conhecida como entubamento (piping).
Simplificadamente, este fenômeno ocorre porque as forças de percolação
excedem as forças resistivas (tais como tensões intergranulares ou forças de
coesão).
Gray e Leiser (1989) explicam que “uma vez que um tubo se forme aumenta
rapidamente, porque as linhas de fluxo são atraídas para áreas de menor
resistência, o que resulta em mais concentração de fluxo, formando um ciclo”.
d) Erosão Eólica:
Este processo ocorre quando a ação do vento é responsável pelo arrancamento
e carreamento de partículas do solo. Neste caso, as etapas de erosão,
transporte e sedimentação serão função das características de velocidade e
turbulência do vento.
e) Erosão Pluvial:
Este tipo de processo se inicia com as gotas de chuva propriamente ditas. O
impacto destas gotas no solo podem provocar a desagregação e
movimentação de partículas, as quais ficam então mais vulneráveis à erosão,
apresentando maior facilidade em serem transportadas.
Dentre as formas de erosão supracitadas, segue-se agora uma abordagem mais
abrangente dos processos eólico, fluvial, subterrâneo e pluvial, por se considerar que são
estes os mais importantes, devido as suas ocorrências mais comuns e efeitos mais
12
significativos, uma vez que podem ocorrer em todo território, enquanto o processo marinho
se restringe à faixa costeira.
2.2.1-EROSÃO EÓLICA:
Os fatores que influenciam neste processo são basicamente os mesmos da maioria
dos casos de erosão, ou seja, o clima e a natureza do solo, conforme descritos anteriormente.
Neste caso específico, o clima influencia na velocidade e na direção do vento, na
temperatura, no tipo de cobertura vegetal, na sua densidade e na sua distribuição sazonal. As
características do solo que afetam a erosão eólica são a textura, dimensão dos grãos, teor de
umidade e rugosidade da superfície.
Todos estes fatores podem ser expressos em termos de parâmetros possíveis de
serem identificados e medidos. Alguns fatores, como a rugosidade da superfície e a presença
de pequenas barreiras que funcionam como quebra-ventos, passam a exercer importante
influência no processo, merecendo atenção especial.
Somente solos relativamente secos são susceptíveis à erosão eólica. Os fatores
climáticos que mais afetam a umidade do solo são a quantidade e a distribuição de chuvas, a
temperatura e a umidade local. Este caso evidencia a importância das chuvas em processos
erosivos, podendo aquela ser o próprio agente desencadeador ou apenas um fator de
influência indireta.
Já entre as características próprias do vento, as mais importantes são a sua
velocidade, duração, direção e grau de turbulência. De acordo com Gray e Leiser (1989), “o
vento somente seleciona e carrega em suspensão solos secos com tamanho de grãos
essencialmente menor que 0,1mm”.
13
Ainda segundo aqueles autores, “ a erosão eólica consiste em três fases distintas:
início do movimento, transporte e deposição. O início do movimento é resultado da
velocidade e da turbulência do vento. A velocidade requerida é maior quanto maior o peso do
grão. Para muitos solos esta velocidade é de cerca de 13m/h, a uma altura de 30cm acima do
chão. Uma vez iniciado o movimento, a velocidade requerida para mantê-lo passa a ser bem
menor”.
Além do transporte em suspensão, partículas maiores de solo podem ser
transportadas por saltação (0,1 a 0,5mm) ou mesmo por rolamento (0,5 a 1mm). A maior
parte do transporte de partículas de solo por vento ocorre próximo à superfície do terreno, o
que evidencia a possibilidade de solucionar o problema, ou pelo menos amenizá-lo, através
de utilização de técnicas simples, como por exemplo a adoção de barreiras relativamente
pequenas ou de quebra-ventos. Pode-se adotar também vegetação, a qual apresenta ainda a
função de aumentar a rugosidade da superfície, reduzir e desviar o vento e unir as partículas
do solo.
2.2.2- EROSÃO FLUVIAL:
Este processo ocorre, como o próprio nome diz, quando a ação dos rios proporciona
desgastes da margens e do fundo do canal e carrea o material removido ao longo do leito
(foto 2.2). O local onde a erosão ocorre depende do tipo de canal: canais “jovens” (menores)
geralmente apresentam erosão no fundo; canais “maduros” (maiores) sofrem basicamente
erosão das margens. Os materiais erodidos e depositados em um trecho específico do canal
costumam apresentar-se balanceados.
14
Foto 2.2: Exemplo de erosão fluvial
Uma série de variáveis controlam o comportamento dos sistemas fluviais, dentre as
quais se incluem a descarga do canal, o tamanho dos grãos, a largura do canal, a
profundidade do fluxo, a forma e sinuosidade do canal. O comportamento do sistema é então
definido a partir de uma situação em que todas estas variáveis se encontrem em estado de
equilíbrio dinâmico.
Através dos sedimentos erodidos, transportados e depositados nos rios, pode-se
avaliar o poder de trabalho dos mesmos. Estes três processos são definidos pela velocidade e
turbulência do fluxo, apresentando interdependência e ocorrendo a partir de mudança no
fluxo ou na carga.
15
A velocidade e a turbulência variam tanto no perfil longitudinal quanto no
transversal do leito de um rio. De acordo com Cunha (1994), “ao longo do perfil longitudinal,
quando a velocidade é lenta e uniforme, as águas fluem em camadas, sem haver misturas
entre elas, constituindo o fluxo laminar, no qual os processos erosivos são diminutos e a
capacidade de transporte se torna reduzida, deslocando apenas partículas muito finas”. Já
para os fluxos turbulentos, com flutuação de velocidade, a capacidade de transporte atingirá
partículas maiores.
A variação na velocidade e na turbulência, ao longo do perfil transversal, define
locais preferenciais de erosão e de sedimentação. Em geral, as áreas de menor velocidade e
turbulência encontram-se na superfície da água (devido ao atrito com ar), nas paredes laterais
e no fundo do canal. Assim, as áreas de maior velocidade encontram-se no centro do leito,
logo abaixo da superfície de água. A exceção a esta regra ocorre em canais com seção
transversal assimétrica, nos quais a velocidade e turbulência decrescem da margem côncava
para a convexa.
Dois importantes parâmetros para a quantificação do trabalho de um rio são sua
competência e sua capacidade, sendo que ambos dependem da relação entre a seção do canal
e a velocidade do fluxo. A competência do rio está relacionada com o tamanho máximo do
material a ser transportado, enquanto que sua capacidade é definida pelo volume de carga
transportada. A carga por sua vez, é definida como a soma das quantidades de material em
suspensão ao longo do leito do rio.
A carga do fundo ou carga do leito do rio é formada por partículas de granulação
maior como areia e cascalho, enquanto que a carga suspensa é composta por partículas
menores, que de tão pequenas se mantêm em suspensão na água (argilas). Há ainda a carga
16
dissolvida, que são substâncias resultantes do intemperismo, transportadas em forma de
solução química.
As cargas suspensa e dissolvida são transportadas com a mesma velocidade da água
que flui, permanecendo em movimento até que a velocidade decresça e atinja um limite
mínimo, a partir do qual se inicia a deposição. Por sua vez, a carga do leito move-se com
velocidade inferior à da água, já que suas partículas rolam, deslizam ou saltam ao longo do
leito do rio (figura 2.1).
Figura 2.1: Esquema representativo do transporte dos diferentes tipos de cargas detríticas
(apud Suguio e Bigarela, 1990)
A erosão das paredes e do fundo do leito pode se dar por meio de corrosão, abrasão
ou cavitação:
a) Corrosão: É o processo pelo qual ocorre uma reação química entre as rochas e
a água, acontecendo a dissolução do material.
17
b) Abrasão: Também chamada de corrasão, é o processo em que ocorre o
desgaste por atrito mecânico entre as partículas transportadas e as rochas,
havendo uma tendência de redução da rugosidade do leito.
c) Cavitação: A desagregação da rocha se dá graças à variação de pressão de
paredes do canal, fato que ocorre devido às condições de velocidade elevada
da água.
A erosão do canal de um rio pode ocorrer devido à atuação de diferentes processos,
como por exemplo:
a) Erosão Regressiva da Base: Ocorre quando a base de um talude submerso é
atacada, levando à erosão e desmoronamento das margens.
b) Erosão das margens: Causada diretamente pela ação das correntes.
c) Ruptura dos Taludes sem Superfície Definida: Ocorre nas margens, em solos
siltosos e arenosos saturados, quando ocorrem condições que causem a
liquefação destes.
d) Piping: Erosão das margens devido à perda de sustentação, ocasionada por
erosão interna, a partir da percolação de água subterrânea em áreas
preferenciais.
Conforme observam Gray e Leiser (1989), “o reconhecimento e compreensão destes
processos é muito útil quando se projeta um sistema de prevenção e controle. Por outro lado,
esta classificação não é particularmente útil na determinação da causa da erosão de um
canal”. A explicação da causa está relacionada ao ajuste das características de um canal, até a
obtenção de um equilíbrio dinâmico, ocorrendo então três mecanismos principais:
a) Alargamento do Canal: Devido a aumento do fluxo ou da carga de
sedimentos.
18
b) Aprofundamento do Canal: Devido a aumento do fluxo ou mudança de
declividade.
c) Mudança de Sinuosidade: Relacionado a transformações na configuração
longitudinal do canal. Ocorre perda de material nas margens acompanhada de
acréscimo de material em local adjacente.
2.2.3-EROSÃO INTERNA OU ENTUBAMENTO:
Segundo Guerra (1995), “os dutos (pipes) ou túneis são grandes canais, abertos em
subsuperfície, com diâmetros que variam de poucos centímetros até vários metros”. Gray e
Leiser (1989) relatam que o tipo de erosão comumente chamada de entubamento (piping)
consiste “na remoção de solo causada pela percolação da água subterrânea ou pelo seu
movimento através de uma face livre”.
O processo de formação dos dutos, de acordo com Guerra (1995), “está relacionado
ao próprio intemperismo, sob condições especiais geoquímicas e hidráulicas, havendo a
dissolução e carreamento de minerais, em subsuperfície... É preciso haver forte gradiente
hidráulico que proporcione o escoamento em subsuperfície e o transporte de material
dissolvido”.
Hargerty (1991) descreve que o processo se inicia no momento em que as forças
geradas pelo gradiente hidráulico superam as forças resistivas tais como: imbricamento e
atrito entre as partículas; coesão entre os grãos, provenientes de atrações físico-químicas;
cimentação e aglutinação por raízes.
19
Gray e Leiser (1989) fazem consideração semelhante ao afirmar que o fenômeno
ocorre “quando as forças de percolação excedem as tensões inter-granulares ou forças de
coesão”.
Guerra (1995) e Gray e Leiser (1989) afirmam que uma vez formados os dutos, os
mesmos passam a representar zonas preferenciais para o fluxo subsuperficial, tornando-o
concentrado. Com isso, a tendência é de aumentar a intensidade do processo, segundo os
mesmos autores.
Deve-se observar que trata-se de um processo bastante complexo e de díficil
entendimento. As principais dificuldades que podem ser citadas são: a própria avaliação de
quais as variáveis envolvidas, além da mensuração das forças consideradas atuantes. Outro
fato que merece destaque é que a observação e identificação do processo no campo é muito
difícil, segundo Santos (1997) e Bacellar (2000).
2.2.4-EROSÃO PLUVIAL:
Conforme já citado, a chuva é um dos principais agentes desencadeadores de
processos erosivos, adquirindo importância ainda maior em regiões tropicais ou subtropicais
úmidas, nas quais se incluem grande parte do território brasileiro. Nestas regiões, a erosão
provocada pela ação da chuva costuma ser, de fato, a mais pronunciada. A erosão pluvial é
controlada basicamente por três fatores naturais, que são: o clima, o solo e o relevo.
Santiago (1999) cita a precipitação como fator controlador mais importante do
processo. O clima será determinante principalmente nas características da intensidade,
duração e distribuição das chuvas. Chuvas torrenciais ou pancadas de chuvas intensas
representam as formas mais agressivas de atuação deste agente.
20
Outra influência deste fator, conforme já visto, é feita indiretamente, através da
vegetação. Isto porque o clima será decisivo nas características naturais da cobertura vegetal,
definindo o tipo de proteção oferecida ao terreno. Esta proteção consiste na redução do
escoamento superficial e na redução do impacto direto das gotas de chuva no solo,
diminuindo assim a capacidade das águas de removerem e transportarem partículas do solo.
A respeito deste ponto, Vilar e Prandi (1993) descrevem como principais efeitos da
vegetação a interceptação e retenção da chuva; a proteção do solo contra a atuação da gota e
seu aumento de resistência ao escoamento superficial, com conseqüente deposição das
partículas por interceptação ou redução de velocidade; e a retenção e aglutinação do solo pela
ação das raízes. Guerra (1995) e Santiago (1999) corroboram com tais considerações,
acrescentando ainda o papel da vegetação na formação do húmus, que afeta a estabilidade e o
teor de agregados.
É importante, porém, atentar para o fato de que muitas vezes as características
naturais da vegetação não se encontram preservadas, devido à atuação humana. Nestes casos,
o fator vegetação não mais estará relacionado ao clima, mais continuará, obviamente,
representando grande influência no processo.
O solo é determinante nos processos erosivos devido à maior ou menor facilidade
que apresentem de serem erodidos, conforme explicado anteriormente. Esta susceptibilidade
à erosão, chamada de erodibilidade, depende de características do solo, tais como textura,
composição, estrutura, porosidade, etc.
Uma importante observação é feita por DAEE-SP (1990), ao relatar que “o tipo de
solo tende a representar os fatores extrínsecos da erosão: clima, topografia e cobertura
vegetal”. O mesmo exemplifica que “os solos do tipo podzólico são, em geral, mais
susceptíveis à erosão que os do tipo latossólico. Além dos podzólicos ocorrerem geralmente
21
em topografia mais movimentada que os latossolos, apresentam logo abaixo do horizonte
superficial um horizonte ou camada com maior concentração de argila, o que representa uma
certa barreira à infiltração das águas. Como conseqüência, o fluxo de água, logo abaixo da
superfície, paralelo à encosta, tende a propiciar uma maior erosão neste tipo de solo”.
A topografia é importante no que diz respeito à declividade e comprimento da
encosta, sendo um fator determinante na velocidade dos processos erosivos. Isto porque
relevos mais acidentados, com declividades mais acentuadas, favorecem a concentração e
aumento de velocidade do escoamento superficial, aumentando sua capacidade erosiva. Vilar
e Prandi (1993) citam ainda que “a erosão varia com a forma da encosta, sendo mais
pronunciada em encostas convexas, do que em encostas côncavas”.
Em DAEE-SP (1990) é descrito que “a declividade tem tanta importância quanto
maior for o trecho percorrido pela água, ou seja, quanto maior for o comprimento da
encosta”.
Já Gray e Leiser (1989) descrevem que “a influência ou importância do
comprimento tende a aumentar à medida que a declividade se torne mais íngreme”. Os
mesmos autores exemplificam que “dobrando o comprimento de uma encosta de 30m para
60m o aumento da perda de solo será de apenas 29% se a declividade for de 6%, enquanto o
mesmo aumento de comprimento, para uma declividade de 20%, resultará em um aumento de
perda de solo de 49%”.
É razoável então concluir que, na verdade, a importância dos dois fatores será
interdependente, com a influência da topografia sendo tomada pela ponderação de ambos.
Este é um dos motivos para a adoção de bancadas ou terraços como forma de controle do
processo.
22
Guerra (1995) considera que “o ciclo hidrológico é o ponto de partida do processo
erosivo”. Resumidamente pode-se descrever que, ao ocorrer um evento chuvoso, parte da
água chega até o solo e parte não. A porção que chega à superfície pode então ser
armazenada em pequenas depressões ou se infiltrar no terreno.
Ocorre que os solos possuem limites máximos de absorção, ou seja, possuem
capacidades de infiltração. Uma vez que a capacidade de água que chega ao solo exceda sua
capacidade de infiltração haverá runoff.
Guerra (1995) explica, porém, que “como mecanismo gerador de runoff, esta
comparação entre intensidade de chuva e capacidade de infiltração nem sempre se aplica”.
Isto porque nem sempre o runoff será gerado apenas depois de excedida a capacidade de
infiltração. O autor segue explicando que, em certos casos, o fator controlador não será
aquela capacidade, e sim “um teor limitante de umidade dos solos, que resulta do
encharcamento dos mesmos”, relacionado à capacidade de armazenamento por capilaridade.
A partir do momento em que começa a se acumular na superfície, a água fica retida
em pequenas depressões, até que esta capacidade de armazenamento seja saturada, se
iniciando então o runoff.
O impacto direto das gotas de chuva sobre o solo desprotegido, desencadeia a forma
de erosão conhecida como “splash” ou salpicamento. Este processo pode proporcionar o
destacamento e transporte de grande quantidade de solo.
Através do impacto das gotas de chuva, o solo tem suas partículas desagregadas,
libertando partículas menores e mais soltas, mais facilmente transportadas pelo escoamento
superficial. Guerra (1995) descreve que a formação da crosta diminui a ação erosiva do
impacto das gotas de chuva, uma vez que a superfície se torna mais resistente. Por outro lado,
23
com a superfície selada, a infiltração da água diminui consideravelmente, aumentando,
consequentemente, o runoff.
O impacto da chuva sobre o terreno desprotegido também é muito importante
porque as partículas finas liberadas no processo preenchem os poros do solo e formam uma
crosta, deixando-o selado.
Diversos parâmetros são utilizados para investigar a erosividade da chuva, podendo-
se citar como exemplos o total de chuva, sua intensidade e energia cinética. Baseados nas
relações entre a energia cinética da chuva e sua intensidade, Wischmeier e Smith (1958)
propuseram a seguinte equação:
E.C.=11,87+8,73log10i (Equação 2.1),
onde:
E.C.: energia cinética da chuva (joules/m2/mm)
i: intensidade da chuva (mm/h)
Ellison (1948) estimou que até 25 kg/m2 podem ser lançadas no ar durante uma
tempestade. Gray e Leiser (1989) dizem que “partículas lançadas podem se mover mais de
60cm verticalmente e 1,5m lateralmente”.
À medida que caem no terreno, as gotas de chuva rapidamente se juntam, formando
filetes de água. Estes, ao escoarem encosta abaixo, podem fazê-lo como um lençol de água,
lavando a superfície como um todo, ou podem se juntar cada vez mais, chegando até mesmo
a formar enxurradas, com elevada capacidade de erodir e transportar partículas do solo. A
erosão provocada pelo primeiro tipo de escoamento é conhecida como laminar, uma vez que
a água escorre como uma lâmina, lavando o terreno por inteiro, sem formar canais definidos.
Já no segundo caso, como ocorre a concentração da água, a erosão provocada é conhecida
24
como erosão por escoamento concentrado, a qual forma sulcos que podem evoluir para
ravinas e até voçorocas (Figura 2.2 e Foto 2.3).
Figura 2.2: Representação esquemática de erosão laminar e por escoamento concentrado,
formando sulcos na superfície (apud DAAE 1990)
Foto 2.3: Exemplo de erosão superficial (apud Marçal 1998)
25
As gotas de chuva costumam ter velocidades de 600 a 900 cm/s, enquanto que as
velocidades do fluxo superficial são de 30 a 60 cm/s, o que faz com que a erosão por
salpicamento pareça ser mais importante que a laminar, do ponto de vista da energia do
processo. Gray e Leiser (1989) descrevem que “o poder de erosão e transporte de um
escoamento laminar para determinado tamanho, forma e densidade das partículas de solo ou
agregados são funções da profundidade e velocidade do runoff ”.
Conforme citado anteriormente, o escoamento superficial, quando concentrado, pode
levar à formação de ravinas e voçorocas. Nestas situações, o fluxo superficial deixa de ser
laminar, concentrando-se em filetes líquidos, que através da velocidade da água provocam
erosão no terreno.
Rego (1978) considera que as ravinas ocorrem a partir da concentração de fluxos
d’água em determinados pontos, formando canaletas bem definidas.
A erosão por ravinamento é, então, aquela que atua no terreno devido à ação da água
escoando em canais pequenos, bem definidos, nos quais o fluxo superficial se concentra. Esta
forma de erosão é mais preocupante que a laminar, uma vez que as velocidades de
escoamento nas ravinas ou canais são mais elevadas. Schawb et al (1966) diz que o
ravinamento é, dentre as formas de erosão pluvial, aquela nas quais ocorrem as maiores
perdas, afirmação corroborada por Morgan (1986), que considera que é dentro das ravinas
que se dá o transporte da maior parte dos sedimentos erodidos em uma encosta.
A erosão por ravinamento é ainda mais grave quando em locais com características
de escoamento superficial elevado e camada superior de solo rasa e fofa. As ravinas se
caracterizam por serem pequenas porém facilmente visualizáveis e com relativa estabilidade.
Neste aspecto, Gray e Leiser (1989) consideram que “são suficientemente largas e estáveis
26
para serem prontamente vistas, mas pequenas o bastante para serem facilmente removidas por
operações normais de aragem e nivelamento do terreno”.
Uma feição ainda mais flagrante da ocorrência de processo erosivo é a voçoroca
(Foto 2.4). As voçorocas são constituídas geralmente por canais maiores que as ravinas,
profundos, com paredes íngremes e fundo chato. Estes canais se caracterizam por
apresentarem fluxo de água durante e imediatamente após eventos chuvosos.
Rego (1978) considera que as voçorocas são um estágio avançado da erosão por
ravinamento. Vilar e Prandi (1993) , de forma semelhante, descrevem que “voçorocas são
ravinas de grandes dimensões, normalmente provocadas por grande concentração de fluxo”.
Bacellar (2000), entretanto, ressalta que as ravinas não necessariamente evoluem para
voçorocas, sendo comum sua estabilização devido às condições locais, que impeçam seu
aprofundamento até o lençol freático.
Alguns autores, como Guidicini e Nieble (1984) e Vilar e Prandi (1993) descrevem
o processo de formação das voçorocas como sendo o avanço das ravinas, após atingirem o
lençol freático.
De acordo com Bigarella e Mazuchovski (1985) “a voçoroca é nitidamente um
fenômeno hídrico, envolvendo tanto a ação das águas superficiais como também das
subterrâneas, iniciando-se com a concentração de água na superfície da vertente”.
Guerra (1995) relata que as voçorocas estão associadas a problemas de erosão
acelerada, e portanto, com a instabilidade da paisagem. O mesmo autor descreve ainda que as
voçorocas podem ter origens variadas, e estão ligadas a um desequilíbrio entre a quantidade
de água que escoa na superfície da encosta, o tipo de escorregamento, a forma da encosta e a
erodibilidade do material, podendo acontecer de se aprofundarem tanto que cheguem a atingir
o lençol freático.
27
Em DAEE-SP (1990), por sua vez, considera-se que “a voçoroca pode ser formada
seja através de uma passagem gradual da erosão laminar para a erosão em sulcos e ravinas
cada vez mais profundas , ou então, diretamente, a partir de um ponto de elevada
concentração de água sem a devida dissipação de energia”.
Guerra (1995) refere que “existem várias classificações espalhadas pelo mundo,
sobre os limites, quanto à profundidade e largura, entre as ravinas e as voçorocas.” Cita ainda
Goudie (1985), que propõe que as ravinas podem ser obliteradas pelas máquinas agrícolas,
enquanto as voçorocas não.
Foto 2.4: Exemplo de voçoroca em solo residual de migmatito, na rodovia Rio-Teresópolis.
De acordo com Gray e Leiser (1989) “a dinâmica da formação de voçorocas é
complexa e não entendida completamente”.
28
Quando as voçorocas ainda estão ativas, continuam a crescer ou se alargar, e podem
ser reconhecidas pelo fato de que o solo das margens não apresenta vegetação, a qual começa
a se desenvolver nos canais durante a cicatrização.
Quando se verificar vegetação bem desenvolvida e estabelecida, protegendo o solo
contra o risco de nova erosão; as laterais da voçoroca se encontrarem estáveis e houver
gradiente em equilíbrio no canal, considera-se que o estágio de estabilização da voçoroca foi
atingido.
O aprofundamento de ravinas levando até o surgimento de voçorocas parece estar
associado a alguns fatores naturais condicionantes, relativos ao tipo de solo, ao tipo de relevo
e, indiretamente, ao substrato rochoso.
Quanto ao tipo de solo, observa-se como condições favoráveis a textura arenosa e
média, a estrutura prismática (por facilitar a concentração das águas) e a ocorrência de
camadas razoavelmente espessas abrigando em si o lençol freático.
Quanto ao relevo, aqueles mais declivosos e/ou com menores interflúvios são os que
apresentam maior incidência de voçorocas.
Já o substrato rochoso tem influência indireta na formação de voçorocas, relacionada
com as coberturas pedológicas que dele se originam, não se observando, porém, atuação
direta.
Uma análise sobre a influência da ação antrópica na formação de voçorocas é
complexa, uma vez que estes fenômenos são condicionados por formas de ocupação do solo
diversificadas e pontuais, por vezes anteriores à forma verificada atualmente.
Apesar da aparência mais espetacular, as voçorocas podem não ser tão significativas
quanto as ravinas, em termos de quantidade de solo erodido. São, entretanto, mais difíceis de
serem controladas e impedidas. Gray e Leiser (1989) consideram que “um controle efetivo de
29
voçorocas deve estabilizar tanto o gradiente no canal quanto a cabeceira. O entalhamento da
base da voçoroca leva ao aprofundamento e alargamento, enquanto que o entalhamento da
cabeceira extende o canal para dentro de áreas de nascentes não voçorocadas e aumenta a
rede de fluxo e sua densidade, através do desenvolvimento de tributários”.
2.3- PREVISÃO DE PERDA DE SOLOS:
Uma previsão da quantidade de solo perdido através da erosão pluvial em uma
determinada área é sempre muito importante para que se possa avaliar a gravidade da
situação enfrentada e suas possíveis conseqüências.
Com a finalidade de fazer esta previsão de perda de solos, diversas equações
empíricas foram desenvolvidas ao longo de décadas de estudos, até se chegar a um modelo
final considerado mais adequado e satisfatório em função de sua aplicabilidade e dos
resultados obtidos. Desta forma, a equação desenvolvida por Wischmeier e Smith (1960) é
hoje mundialmente consagrada e conhecida como a Equação Universal da Perda de Solos
(Universal Soil Loss Equation, ou USLE).
Tal equação leva em conta todos os fatores que se tem conhecimento de que
influenciam na erosão pluvial, os quais são: o clima, o solo, a vegetação e a topografia. Trata-
se de uma equação baseada em análises estatísticas de medições de erosão, sendo estas
medições feitas em campo, para eventos chuvosos naturais ou simulados. A equação final é
expressa pela fórmula:
X=RKSLCP (Equação 2.2),
onde:
X : Perda de solo computada por unidade de área;
30
R : Índice relativo à erosividade da chuva;
K : Índice relativo à erodibilidade do solo;
L : Índice relativo ao comprimento da encosta;
S : Índice relativo à declividade do terreno;
C : Índice relativo ao uso e manejo (vegetação) do solo;
P : Índice relativo à prática de controle de erosão adotada
Apesar de representar um método simples e objetivo de estimativa de perdas de solo,
esta equação apresenta certas limitações que devem ser respeitadas antes de se pensar em
aplicá-la indiscriminadamente. Marçal (1998) ressalta, por exemplo, que diversos autores
contestam a precisão dos resultados obtidos pelo modelo, quando aplicado em condições
diferentes daquelas nas quais foi desenvolvido.
2.3.1-FATOR CHUVA (R) :
A chuva é, dentre os fatores controladores da erosão, um dos mais significativos,
tendo importante influência nas taxas de infiltração e, consequentemente, no escoamento
superficial.
O índice de erosividade de uma chuva é função da energia da mesma, vezes a
intensidade máxima em trinta minutos, sendo então dada por:
R=100EI
(Equação 2.3),
onde:
E : Energia cinética total para um dado evento chuvoso;
I : Chuva máxima em trinta minutos
31
Gray e Leiser (1989) explicam ainda que “os registros de tempestades individuais
são somados ao longo de um determinado intervalo e tempo para obter valores acumulados
de “R” para outros períodos de tempo (por exemplo, um mês ou um ano)”.
2.3.2-FATOR ERODIBILIDADE (K) :
Conforme já definido, a erodibilidade é a resistência dos solos à erosão, ou seja, a
terem suas partículas destacadas e transportadas, sendo esta resistência uma função das
características próprias do material, tais como textura, teor de matéria orgânica, etc.
A obtenção deste fator pode ser feita através de um monógrafo desenvolvido por
Wischmeier et al (1971), o qual requer apenas cinco parâmetros do solo: porcentagem de silte
e areia muito fina, porcentagem de areia, porcentagem de matéria orgânica, estrutura e
permeabilidade. Até mesmo o uso apenas dos três primeiros parâmetros já costuma ser
suficiente para a obtenção de uma boa aproximação.
Morgan (1986) diz que “onde os valores de K foram determinados a partir de
medições de erosão no campo, eles são válidos. Dificuldades surgem, entretanto, com
tentativas de predizer os valores a partir do normógrafo”.
Observa-se portanto que a determinação da erodibilidade de um solo com o uso deste
normógrafo é bastante restrita, sendo pouco confiável para solos de características diferentes
daqueles utilizados na sua elaboração, além de levar em consideração poucas variáveis. Por
estes motivos, o estudo das propriedades do solo que possam influenciar nos processos
erosivos e a avaliação desta influência são importantes contribuições para a tentativa de um
melhor conhecimento e tratamento do fenômeno.
32
2.3.3-FATORES COMPRIMENTO E DECLIVIDADE (L,S) :
Apesar de terem sido estudados separadamente, estes dois fatores costumam ser
considerados em conjunto, em um “fator topográfico LS”, o que é justificado pelo fato de
que, como já visto, ambos tem importância interdependente. A obtenção deste “fator
topográfico” é feita por meio de uma equação empírica.
2.3.4-FATOR DE USO E MANEJO DO SOLO (C) :
Este fator procura descrever os efeitos protetores da vegetação contra a erosão. O
fator “C” é tabelado, buscando atender as diversas possibilidades, como por exemplo solos
desprotegidos, pastagens, florestas, etc
2.3.5-FATOR RELATIVO À PRÁTICA DE CONTROLE (P) :
O fator “P” é um parâmetro que representa a redução nas perdas de solo conseguida
através da adoção de medidas de controle de erosão, tais como aragem, terraceamento e
estabilização de cursos d’água. Os valores de “P” para as práticas de controle mais usuais
também podem ser encontrados em tabelas.
33
CAPÍTULO 3
ASPECTOS GERAIS DA ÁREA ESTUDADA
3.1-LOCALIZAÇÃO:
Representantes de depósitos do Grupo Barreiras na região do recôncavo da Baía de
Guanabara foram considerados e descritos por Meis e Amador (1972 e 1977) como
pertencentes à “Formação Macacu”, ocorrendo em territórios dos municípios de Duque de
Caxias, Rio de Janeiro, Magé, Itaboraí, Cachoeiras de Macacu e São Gonçalo.
Para a realização deste trabalho optou-se por se concentrar nas ocorrências em
Itaboraí. A partir das visitas iniciais àquela região optou-se então por um perfil localizado no
distrito de Itambi, o qual faz parte do município de Itaboraí (figura 3.1).
3.2- ASPECTOS GEOLÓGICOS / GEOMORFOLÓGICOS:
O município de Itaboraí é geologicamente representado por unidades sedimentares,
correlacionadas às Formações Macacu, Caceribu e coberturas aluvionares mais recentes, de
onde emergem unidades cristalinas gnáissicas e migmatíticas pertencentes ao pré-cambriano
(figura 3.2). No distrito de Itambi, local de coleta das amostras, ocorrem depósitos
sedimentares pertencentes à Formação Macacu. As formações cristalinas ocorrem em relevos
mais acidentados, com altitudes da ordem de 140m, enquanto as unidades pertencentes à
formação Macacu (do terciário) se apresentam sob a forma de tabuleiros (figura 3.3). As
baixadas são cobertas em grande parte por sedimentos quaternários.
34
3.3-CLIMA:
A região de Itaboraí apresenta clima tropical subquente úmido. Este clima se
caracteriza por não haver freqüência muito grande de temperaturas elevadas no verão e um
predomínio de temperaturas amenas no inverno. Ainda dentro desta classificação, no que diz
respeito à seca, verifica-se apenas de 1 a 2 meses secos na região ao longo do ano.
Na região, a temperatura média anual varia de 240 na baixada a 200 nas serras.
Quanto à pluviosidade, na região de Itaboraí verifica-se, ao longo do ano, uma pluviosidade
superior a 2000mm nas encostas e variando entre 1200mm a 2000mm na baixada.
3.4-SOLOS:
A partir de processos pedológicos, desenvolveram-se na região diversos tipos de
solo, sendo os principais: Latossolos Vermelho-Amarelo, Solos Podzólicos Vemelho-
Amarelo, Solos Hidromórficos, Solos Halomórficos e Areias Quartzosas Marinhas. Destes, o
mais importante para o presente trabalho é o latossolo vermelho-amarelo, por ser o tipo
relacionado à Formação Macacu.
Os Latossolos Vermelho-Amarelo são solos minerais com seqüencia de horizontes
A, B e C. Estes solos apresentam textura argilosa, são profundos, bem drenados, bastante
porosos e têm fraca diferenciação entre os horizontes. O horizonte B é profundo, poroso, de
consistência macia a dura quando seco, friável quando úmido e ligeiramente plástico e
pegajoso à medida que o material é amassado e homogeneizado. Sua estrutura é do tipo
granular fracamente desenvolvida, com aparência maciça, porosa e pouco coerente.
Figura 3.1: Mapa de localização da região da bacia da Guanabara (modificado de Amador, 1996)
Figura 3.2: Mapa geológico da região da bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000)
ITAMBIITABORAÍ
0 20 Km
Figura 3.3: Mapa geomorfológico da região da bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000)
ITAMBIITABORAÍ
0 20 Km
38
3.5- A FORMAÇÃO MACACU:
A Formação Macacu, da qual foram coletadas as amostras dos solos estudados neste
trabalho, foi descrita por Meis e Amador (1972 e 1977) e Amador (1980) e corresponde a
depósitos representantes do Grupo Barreiras na região da Baía de Guanabara. Sua ocorrência
na região é bastante significativa, com uma abrangência que inclui os municípios de Itaboraí,
Cachoeiras de Macacu, Duque de Caixias, São Gonçalo e Rio de Janeiro. A seção tipo
indicada por Meis e Amador (1977) se situa no km-29 da BR-180, em Magé, local onde
aqueles autores consideram haver as melhores exposições da formação.
Apesar de conhecida há muito tempo, seu estudo e mapeamento como unidade
litoestratigráfica é relativamente recente, a partir de Amador e Meis (1972) e Meis e Amador
(1977).
Amador (1996) descreve a formação como “uma sucessão de lentes e camadas
pouco espessas de sedimentos arenosos, areno-argilosos, argilo-arenosos e argilo-sílticos,
pouco consolidados e afossilíferos”.
As observações de campo indicam um predomínio de cores variegadas (amarelada,
avermelhada e arroxeada), com freqüente mosqueamento por óxido de ferro, aspecto este
condizente com a descrição de Amador (1996), segundo a qual “muito provavelmente as
cores oxidantes não sejam primárias, e sim produzidas por alteração pós-deposicional”.
Os depósitos observados apresentam, também, espessura bastante expressiva.
Segundo Amador (1996), “os depósitos da formação ocorrem em níveis de tabuleiros, com
altitudes que oscilam entre 15m e 40m... Normalmente os padrões de drenagem da Formação
Macacu são retilíneos, com canais alongados e poucos tributários”.
39
Ainda em sua descrição da formação, Amador (1996) diz que “os litossomas que
compõem a Formação Macacu dispõem-se predominantemente sob a forma de camadas e
lentes. As camadas, normalmente tabulares, correspondem, via de regra, à parte basal da
seqüência, enquanto as lentes e/ou camadas irregulares ocorrem no topo”. Um perfil no qual
podem ser observados alguns aspectos descritos é mostrado nas fotos 3.1 e 3.2, podendo ser
identificadas as camadas arroxeada, esbranquiçada e laterítica amarelada.
Foto 3.1: Exemplo de perfil representativo da formação Macacu
Foto 3.2: Exemplo de perfil representativo da formação Macacu
40
Diversos estudos realizados em diferentes localidades, como nas Bacias de Resende
(Amador, 1975 e 1980) e do Espírito Santo (Amador, 1978) indicaram a ocorrência de
discordâncias internas no pacote sedimentar, as quais delimitam fases de sedimentação
distintas. Em termos morfológicos, os depósitos da fase de sedimentação mais antiga e os da
fase mais jovem se diferenciam porque os primeiros apresentam-se dispostos em camadas
tabulares, enquanto os últimos ocorrem em lentes ou camadas irregulares.
É importante também citar que os depósitos da Formação Macacu se encontram em
discordância sobre o embasamento cristalino ou depósitos das camadas Pré-Macacu.
Os sedimentos da formação apresentam baixa seleção, atribuída à pouca
competência do agente de deposição, em termos de produzir selecionamento, e às distorções
provocadas nos sedimentos por alteração pós-deposicional. Quanto às características
mineralógicas dos depósitos, Amador (1996) descreve que “são constituídas
predominantemente por quartzo, seguido pelos cristais opacos e semi-alterados de feldspato
e, secundariamente, pelas palhetas de micas muscovitas. Os minerais pesados, que ocorrem
em pequenos percentuais, são constituídos, quase que exclusivamente pelo grupo dos ultra-
estáveis, ocorrendo zircão, turmalina e ilmenita”.
Ainda segundo Amador (1996), “submetidas à difração por raio-x e Análise Térmica
Diferencial (D.T.A.), as argilas da Formação Macacu mostraram o predomínio de minerais
do grupo caulinita, podendo ocorrer eventualmente minerais do grupo montmorillonita”.
A análise detalhada de um perfil deve ser feita tendo-se em mente que ele é um
produto de alteração de seu substrato, sendo, portanto, o resultado do intemperismo atuante
sobre o mesmo. Através do processo de intemperização da rocha-mãe, os seus elementos
químicos sofrem sucessivos “rearranjos”, o que justifica possíveis diferenças nas
41
características químicas e mineralógicas ao longo do perfil, diferenças estas determinantes na
definição dos diferentes horizontes.
Freqüentemente podem ser encontradas ferrificações (concreções limoníticas) ,
como produto da diagênese. Também se verificam, embora mais eventuais, concreções
silicosas, normalmente desenvolvidas a partir de areias arcoseanas.
A partir dos aspectos estruturais e litológicos da Formação Macacu, Amador e Meis
(1972) e Meis e Amador (1972, 1974 e 1977) a interpretaram como tendo sido formada por
processo de deposição fluvial torrencial, provavelmente de tipo anastomosante (leito com
inúmeras canalizações inter-barras e inter-ilhas, com planície de inundação bem definida), em
condição climática mais seca que a atual. Fácies sedimentares relacionadas a processos de
encosta são mais comuns na periferia da bacia.
Na Ilha do Governador, Itaboraí, Porto das Caixas e em Magé, os afloramentos
apresentam como destaque depósitos relacionados a processo fluvial, em ambiente de
“bajada” (acúmulo de sedimentos originados do aplainamento de uma zona de lençol de
detritos formada pela ação dos rios), no qual a energia é média, com as estruturas
sedimentares estando bem desenvolvidas.
Já em Itambi, local do perfil em estudo, ocorre o ambiente de “playa” (depressão,
lago ou mesmo pântano que algumas vezes aparecem na “bajada”), no qual se verificam
afloramentos da fácies mais fina, de baixa energia e característica de centro de bacia. Muito
finos e plásticos, os sedimentos deste ambiente são explorados para serem utilizados como
matéria-prima da indústria de cerâmicas e olarias, atividade esta já tradicional na região.
Segundo Amador (1996), sondagens realizadas para fins hidrogeológicos indicaram
que a espessura da formação é de cerca de 100m, sendo provável que, no início da
sedimentação, a posição do nível do mar estivesse abaixo da atual, entre 60m e 100m.
42
Através do critério geomorfológico de correspondência de depósitos com superfícies
de erosão, definiu-se que a idade dos sedimentos da Formação Macacu estaria entre o
Pleistoceno Inferior e Médio.
Amador (1996) relata ainda que “a reconstituição da direção de transporte do
paleosistema fluvial da Formação Macacu, bem como a inexistência de sedimentos desta
unidade, na Baía de Guanabara, a juzante da Ilha do Governador e a existência de um
compartimento estrutural que produziu a elevação relativa de um bloco falhado do
embasamento na área ocupada pelas ilhas do Governador e de Paquetá, indicam que durante a
deposição da formação, os sedimentos eram dirigidos para a Baía de Sepetiba, utilizando a
depressão atualmente ocupada pela Bacia do Rio Guandu. Como remanescentes dispersos
desta unidade ocorrem manchas dispersas da formação, na Ilha Santa Cruz, que
corresponderiam provavelmente a depressões da paleotopografia.
Os depósitos continentais cenozóicos da Bacia da Guanabara, que inicialmente se
dirigiam para a Bacia de Campos, com a criação de um auto-estrutural na região de Rio
Bonito, provocada pela falha de Rio Bonito, provavelmente no Terciário Inferior/Médio,
passaram a dirigir-se para a Baía de Sepetiba, mantendo esta direção de transporte até o
término da deposição da Formação Macacu”.
43
CAPÍTULO 4
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE
Ao longo dos anos, diversas propostas para avaliação do potencial erosivo dos solos
foram apresentadas. Algumas destas propostas buscam uma previsão da erosão
(principalmente em taludes) através de ensaios quantitativos, como por exemplo os ensaios
de desagregação, Interbitzen e pinhole. Em outros casos, a avaliação da susceptibilidade é
feita através de correlação com características do solo, como por exemplo sua granulometria,
sucção, gênese, capacidade de sorção, etc
Desta forma, faz-se a seguir uma breve descrição dos principais métodos utilizados:
4.1- AVALIAÇÕES INDIRETAS: PROPOSTAS DE CORRELAÇÕES ENTRE
ERODIBILIDADE E PROPRIEDADES DOS SOLOS
Muitas vezes, a avaliação do potencial de erosão de um solo é feita não de forma
direta, mas sim por meio de medidas indiretas que possam representá-la. Assim, tem sido
comum a apresentação de propostas buscando relacionar a erodibilidade dos solos com suas
características físicas, químicas e mineralógicas.
A granulometria é uma das propriedades utilizadas com tal propósito. Estudos
realizados por Santos (1953) e Santos e Castro (1966) levaram à proposta do seguinte critério
de avaliação:
Solos de comportamento regular ou bom:
49% � % que passa # 40 � 96% ;
ou ainda:
44
0,52< a <0,92 ; onde
a=n
Y
100∑ (Equação 4.1)
Y= porcentagem de grãos que passam nas peneiras 7, 14, 25, 50, 100, 200 (ou
correspondentes)
n= número de peneiras (seis)
Outra proposta, desenvolvida por Volk (1937) (apud Sherard et al, 1976b)
correlaciona a erodibilidade dos solos com sua tendência de se dispersar naturalmente.
Obtém-se as curvas granulométricas do solo com e sem defloculante. Define-se então, a
porcentagem de dispersão, dada por:
Porcentagem de dispersão=edispersantcommquemenorespartículasdeedispersantsemmquemenorespartículasde
5 % 5 %
µµ
(equação 4.2)
Para este parâmetro, a proposta de avaliação de erodibilidade é:
20%< Porcentagem de dispersão <25% : Erodibilidade média
25% < Porcentagem de dispersão <50%: Erodibilidade alta
50% < Porcentagem de dispersão : Erodibilidade muito alta
Santos e Castro (1966) também estudaram possíveis correlações entre a
erodibilidade e diversas outras propriedades dos solos, analisando: peso específico, limites de
Atterberg, compactação, CBR, expansibilidade, curvas de sucção, limite de absorção,
análises químicas e análises mineralógicas. Dentre as propriedades avaliadas, duas das que os
45
autores consideraram mais significativas foram o limite de plasticidade e o índice de
plasticidade. Para estes, os autores definiram:
Solos de comportamento bom a regular:
LP � 32
IP � 17
Destaca-se que as equações acima se encontram discordantes do esperado, que seria
melhor comportamento para solos mais plásticos. Rego (1978) realizou ensaios cujos
resultados corroboram com tal expectativa, observando que para os solos por ele estudados os
critérios baseados nos limites de consistência não se mostraram adequados, com os solos de
bom comportamento costumando ter IP maior que os de mau comportamento, contrariando a
verificação de Santos e Castro (1966), que sugeria que quanto menor o IP melhor seria o
comportamento do solo.
O ensaio de expansibilidade “LNEC” caracteriza a variação de volume induzida em
uma amostra de solo, quando este absorve água por capilaridade, por meio de uma pedra
porosa.
A partir da realização deste ensaio em diversas amostras, Santos e Castro (1966)
consideraram tratar-se de uma propriedade bastante correlacionada com o potencial de
erosão, propondo o seguinte critério:
Solos de comportamento regular ou bom:
E � 11%
E= 1000
xhh∆
(Equação 4.3)
Äh: variação de altura e
46
h0: altura inicial
4.2-SUCÇÃO ASSOCIADA À ERODIBILIDADE:
Diversos estudos já foram feitos visando quantificar e qualificar a erosão de solos,
nos quais foram considerados as mais diversos parâmetros e variáveis.
Uma das linhas de pesquisa considera a influência da gênese do solo e da sucção
(interação entre a água e a matriz do solo) sobre a erosão. Neste sentido, importantes
trabalhos já foram desenvolvidas por Vertamatti e Barancoski (1987), Vertamatti e Araújo
(1990), Araújo (1994) e Vertamatti e Araújo (1998). Este último trabalho apresenta a
elaboração de um ábaco de erodibilidade, a partir da atribuição aos solos de um Grau de
Erosão Associado (GEA). O GEA varia de zero (solos não erodidos) a três (solos muito
erodidos), de acordo com as condições verificadas em campo para cada amostra.
Para desenvolvimento do estudo, os autores fizeram uso de, basicamente, duas
metodologias: MCT e sucção.
Através do uso da metodologia MCT, originalmente proposta por Nogami e Villibor
(1981) e posteriormente modificada por Vertamatti (1988), os autores realizaram diversas
análises e correlações, e chegaram a conclusão de que o parâmetro mais ligado à erosão seria
e', o qual representa a gênese do solo.
A etapa de ensaios de sucção foi realizada em 40 amostras, com as quais os autores
obtiveram as respectivas curvas de sucção. Observou-se que os desenvolvimentos das curvas
de sucção de solos lateríticos e não-lateríticos eram diferentes.
47
A partir das curvas encontradas foi obtido o parâmetro è, definido pelos autores
como “a inclinação da curva de sucção no seu trecho mais crítico - de zero a 10kPa, onde
ocorre elevada extração de água para pequenas variações de tensão de sucção”.
Após diversas tentativas de correlacionar as variáveis que, supostamente, poderiam
ter influência na erosão, os autores concluiram que as que melhor explicavam os processos
erosivos eram tgè e e'.
O passo seguinte no desenvolvimento do ábaco foi plotagem em um gráfico, para
cada solo, dos pares ordenados(100 tgè, 100 e').
A partir da distribuição, no gráfico, dos solos mais erodíveis até os não-erodidos, os
autores desenvolveram uma análise do percentual de ocorrência de cada tipo. Diversas
tentativas foram feitas até chegarem às posições consideradas mais adequadas para cada zona
de erodibilidade, de modo que, ao final, foram definidas três áreas A, B e C, as quais
englobavam, respectivamente, solos com GEA igual a 0 ou 1, 1 ou 2 e 2 ou 3 (figura 4.1).
Figura 4.1 : Ábaco de erodibilidade baseado no GEA (apud Vertamatti e Araujo 1998)
SOLOS MEDIANAMENTE ERODÍVEIS
SOLOS MUITO ERODÍVEIS
SOLOS POUCO ERODÍVEIS
FAIXAS DEERODIBILIDADE
400 40 80 120 160 200 240 280
60
80
100
120
140
160
180
200
I
III
II
100e
’
100 tg
48
4.3-ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO:
Neste tipo de ensaio, a avaliação da erodibilidade de um solo é feita a partir da
observação do seu comportamento quando em contato com a água. Conforme descreve
Fonseca (1981), “é executado com objetivo de se observar o comportamento relativo de
amostras de solo sob influência da água”.
A metodologia deste ensaio consiste em colocar amostras indeformadas do solo em
estudo sob submersão.
Rego (1978) e Fonseca e Ferreira (1981) sugerem a utilização de amostras
(indeformadas) cúbicas com 6cm de lado, moldadas (por “talhamento”) na umidade natural,
parcialmente submersas, com nível da água a 1/3 da altura das amostras, ou seja, 2cm.
Estudos realizados em áreas testes do Instituto de Pesquisas Rodoviárias verificaram
que a velocidade de desagregação era proporcional à erodibilidade dos horizontes de um
perfil de solo residual de gnaisse (Fonseca 1981).
As amostras de saprolito, horizonte que no campo se apresentava mais erodível,
levaram de 5 a 40 minutos para se desagregarem. As amostras do horizonte de transição entre
o solo residual maduro e o saprolito, que apresentava em campo resistência regular à erosão,
se desagregaram em cerca de 12 horas. Por fim, os solos residual maduro e colúvio, que
apresentavam bom comportamento em campo, não se desagregaram (Ferreira, 1981 e Rego,
1978).
Outras metodologias foram apresentadas por Santos( 1997). Nestas propostas, as
amostras continuam sendo cúbicas, com 6cm de lado, porém, as condições de submersão e o
tempo dos ensaios são outros.
49
Na primeira delas, conforme descreve o autor, “as amostras foram submetidas à
imersão total desde o início do ensaio prosseguindo sob esta condição até o final do ensaio,
24 horas depois”.
Na segunda sugestão de Santos(1997) “as amostras foram colocadas primeiramente
sobre uma pedra porosa com nível d'água sendo mantido na altura da base da amostra por um
período de 30 minutos. A seguir, a altura d'água era aumentada sucessivamente para 1/3, 2/3,
até a submersão total das amostras, mantendo-se entre cada uma destas fases um intervalo de
15 minutos. Após a submersão total, o ensaio prosseguia até o período de 24 horas.”
Neste ponto do ensaio os solos apresentavam comportamentos semelhantes aos
verificados pela metodologia anterior, indicando que, pelo menos para os solos estudados por
este autor, a adoção das diferentes metodologias não implicou na alteração dos resultados
obtidos.
O autor conclui que os ensaios apresentam boa correlação com as observações de
campo, com as amostras que mais se desagregaram tendo sido as que se mostravam mais
erodíveis em campo, enquanto as que não apresentaram reação no ensaio correspondiam aos
solos pouco erodíveis.
De uma forma geral, todos os autores concluem que o ensaio de desagregação é um
bom indicativo para previsão do comportamento dos solos.
4.4- ENSAIO DE INTERBITZEN:
Trata-se de um ensaio preconizado por Interbtzen (1961), cuja idéia básica é a de
simular uma situação de escoamento superficial, quantificando a perda do solo em tempos
determinados. Conforme define Ferreira (1981) “ o ensaio de Interbitzen tem por finalidade
50
medir a erosão de uma amostra de solo indeformada ou compactada sob diversas condições
de vazão, inclinação do topo da amostra e umidade”.
A metodologia do ensaio consiste, basicamente, na passagem de um fluxo d'água
sobre a superfície de uma amostra de solo, variando-se algumas condições do ensaio, tais
como a vazão imposta, a umidade da amostra e a inclinação da superfície. Para isso, utiliza-se
como equipamento uma rampa, com um furo circular no centro, construída de modo que o
plano inclinado possa variar seu ângulo de inclinação. No furo, coloca-se a amostra de solo,
com superfície nivelada à do plano. No topo da rampa coloca-se um reservatório de água, o
qual proporciona o fluxo previsto, constante durante cada ensaio.
O material carreado pelo escoamento é coletado por um conjunto de peneiras
colocadas na base da rampa. Aos 5 minutos de ensaio faz-se a primeira troca de peneiras. O
conjunto é lavado e o solo recolhido em beckers de 1000 mL, com as peneiras ficando
disponíveis para novas trocas, que se repetem aos 15, 30, 60 e 120 minutos. Com duas horas
de ensaio, cessa-se o fluxo, retira-se o conjunto de peneiras e o ensaio é dado por encerrado.
Ao final do ensaio tem-se 5 beckers, correspondentes a cada troca de peneiras. Estes
beckers são postos em estufa a 1100C até peso constante. Rego define a medida de erosão
como sendo o peso do solo acumulado, coletado nos respectivos tempos, dividido pela área
da amostra.
Fonseca e Ferreira (1981) realizaram duas séries de ensaios, sendo um com a rampa
a 440 e outra a 590. Realizaram-se ensaios com diferentes vazões, variando-as entre 59 e 314
cm3/s.
A partir destes ensaios as autoras obtinham valores de erosão (E) expressos em
g/cm2 e de velocidade de erosão (Ve) expressos em g/cm2/h. Nos dois casos, os valores eram
calculados para cada tempo de ensaio.
51
Com base nos valores da velocidade de erosão (Ve) calculados para 5 minutos de
ensaio, e adotando como referência os ensaios executados em amostras na condição de
umidade natural, as autoras definiram três faixas de comportamento dos solos, onde a faixa A
indica solos de bom comportamento, a faixa B os solos de comportamento regular e a faixa
C pouco resistentes. Estas faixas são apresentadas na figura 4.2.
O equipamento originalmente proposto por Interbitzen (1961) utilizava amostras
com 15,24 cm de diâmetro e 4,60 cm de altura, tendo a superfície inclinada a largura e o
comprimento iguais a 1m. A partir da proposta inicial, diversas modificações foram sugeridas
para o ensaio.
Figura 4.2: Resultado dos ensaios de Interbitzen, com faixas classificatórias
(Fonseca e Ferreira, 1981)
52
Fácio (1991) procurou estabelecer uma metodologia padrão para o ensaio, buscando
a “determinação da vazão, do tempo e da rampa ideal de trabalho”. A partir da pesquisa
realizada, o autor propõe: largura da rampa de 0,33 m, comprimento da rampa de 1,3m,
diâmetro do corpo de prova de 100 mm (figura 4.3), tempo de embebimento da amosta de 15
min, vazão de 50mL/s, declividade da rampa de 100 e tempo de ensaio de 20min.
Figura 4.3: Perspectiva da versão modificada do aparelho de Interbitzen (apud Fácio 1991)
53
Santos (1997) diz que “visando melhorar a qualidade dos resultados obtidos foram
feitas algumas modificações no aparelho utilizado por Fácio”. Assim, este autor prossegue
relatando que “a rampa sobre a qual incide o fluxo d'água teve sua largura reduzida para 100
mm... Desta forma, reduziu-se proporcionalmente a vazão para 17,5mL/s sem alterar as
condições de ensaio propostas por Fácio (1991). O tempo de ensaio foi aumentado para 30
minutos visando melhor caracterizar o comportamento da curva perda de solo x tempo”.
Quanto à apresentação dos resultados, os autores mantém a proposta inicial, com
valores em g/cm2. No que diz respeito à avaliação da erodibilidade por intermédio deste
ensaio, os autores consideram os resultados compatíveis com as observações de campo,
sendo bastante representativo dos fenômenos de campo. Os autores também verificaram boa
correlação entre os resultados dos ensaios de desagregação e de Interbitzen.
4.5-ENSAIO DE PINHOLE OU FURO DE AGULHA:
O ensaio de Pinhole foi idealizado por Sherard et al. (1976a) com o objetivo
principal de melhor identificação e compreensão de solos dispersivos, os quais costumam ser
altamente erodíveis. Os autores explicam que a principal diferença entre as argilas dispersivas
e as comuns (mais resistentes à erosão) é a natureza dos cátions existentes na água presente
nos poros do solo. Argilas dispersivas têm preponderância de sódio, enquanto argilas comuns
têm preponderância de cálcio e magnésio.
O ensaio consiste em fazer percolar água destilada através de um furo de 1mm de
diâmetro e 1polegada (2,54cm) de comprimento, feito em um corpo de prova cilíndrico com
diâmetro e comprimento iguais a 1,5 polegadas (3,8cm) (figura 4.4). Inicialmente se faz a
água fluir sob uma carga hidráulica de 2 polegadas (50mm). Os autores afirmam que “a
54
principal diferenciação entre argilas dispersivas e argilas comuns é dada pelo resultado do
ensaio sob carga de 2 polegadas. Para as argilas dispersivas o fluxo emergindo da amostra
tem coloração visível com uma nuvem coloidal e não clareia com o tempo. Em 10 minutos o
furo alarga para cerca de 3mm, ou mais, e o ensaio está concluído”.
Já para argilas comuns os autores observaram que “o fluxo emergindo é
completamente limpo, ou se torna limpo em poucos segundos, e o furo não erode”. A carga
hidráulica é aumentada em níveis progressivos, a cada 5 minutos, passando para 7, 15 e 40
polegadas. Para cada aumento de gradiente a vazão é medida e a coloração da água
observada.
Para argilas altamente resistentes à erosão a água nunca apresenta coloração visível e
a vazão em cada etapa do ensaio se mantém constante. O furo na amostra também não
aumenta de tamanho. Resumidamente, a classificação dos solos é apresentada na tabela 4.1.
Figura 4.4: Representação esquemática do ensaio de pinhole (modificado de Sherard 1976a)
55
Tabela 4.1: Resumo do critério de avaliação dos resultados dos ensaios (modificado Sherard
1976a)
Classificação Carga
(pol)
Tempo de
ensaio para
dada carga
(min)
Fluxo final
através da
espécie
(mL/seg)
Coloração do
fluxo ao fim
do ensaio
(cor ou
turbidez)
Tamanho
final do furo
em relação
ao inicial
D1 (muito
dispersivo)
2 5 >1,5 Evidente 2x
D2 (dispersivo) 2 10 >1,0 Evidente a
leve
2x
ND4
(intermediário)
2 10 <0,8 Leve mas
facilmente
visível
1,5x
ND3
(intermediário)
7-15 5 >2,5 Leve mas
facilmente
visível
2x
ND2 (não
dispersivo)
40 5 >3,5 Claro 2x
ND1 (não
dispersivo)
40 5 <5,0 Cristalina Sem erosão
Outra proposta existente para correlacionar a erodibilidade com a dispersividade do
solo é apresentada a seguir. Como a dispersividade está relacionada com a porcentagem de
sódio existente na água dos poros, Sherard (1976b) apresenta o seguinte ábaco classificatório
(figura 4.5)
56
Figura 4.5: Ábaco classificatório da dispersividade dos solos (modificado de Sherard, 1976b)
Sendo a porcentagem de sódio dada por:
Na%=TDS
Na )100( , (equação 4.4) com valores dados em miliequivalentes por litro
(M.eq./litro);
Com TDS significando “total dissolved salts in saturation extract”, ou seja, total de
sais dissolvidos em extrato saturado; sendo o mesmo definido por:
TDS= Ca + Mg + Na + K , (equação 4.5) com valores dados em miliequivalentes
por litro ((M.eq./litro)
Zona A( dispersivo )
Zona B( não dispersivo )
Zona C
( M. eq./litro )
Porc
enta
gem
de
Sod
io (
M.
eq./l
itro
) 100
80
40
20
0 0.1 0.5 1.0 5.0 10 50 100 500
60
57
4.6- ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE:
A utilização deste tipo de ensaio com a finalidade de avaliar a erodibilidade de solos
foi desenvolvida por Alcântara(1997).
O equipamento usado para a realização destes ensaios é o mesmo do ensaio para
determinação do limite de liquidez, apenas com algumas modificações, descritas por Burgos
et al. (1999): “o conjunto de penetração teve sua massa alterada para 300 g e se impôs uma
altura de queda de 10 mm”.
A metodologia do ensaio também é descrita por Burgos et al. (1999), que dizem que
“em cada corpo de prova mede-se a altura da penetração alcançada pela ponta de cone em
nove pontos distintos da superfície da amostra, tanto na condição de umidade natural de
campo, quanto na umidade de saturação, obtida através do procedimento de colocação do
corpo de prova sobre uma pedra porosa saturada. Os valores de penetração saturada (Psat) e
natural (Pnat) são obtidos pela média em três ensaios, cujos resultados são plotados em gráfico
cartesiano”. Ressalta-se que os valores das penetrações do cone são muito baixos, de modo
que a área amolgada para cada ponto é muito pequena, possibilitando que sejam obtidos
vários pontos em uma mesma amostra.
Para a avaliação da erodibilidade a partir dos resultados deste ensaio, Alcântara
(1997) propôs várias relações, sendo que uma das mais simples relaciona Psat e Pnat,
concluindo que a equação 0,67Psat/Pnat >1 indicava os solos com problemas de erosão. Outras
relações envolvem os parâmetros DP e DPA com o índice de sorção (S) do material, sendo
DP e DPA definidos pelos autores como:
100xPnat
PnatPsatDP
−= (equação 4.6) e 100x
PsatPnatPsat
DPA
−= (equação 4.7)
58
Para definição do índice de sorção, determina-se o volume de água sorvido por unidade de
área da base do corpo de prova (q), em função da raiz quadrada do tempo ( t ), sendo o
índice de sorção o coeficiente angular do trecho inicial retilínio do gráfico t versus q.
Os autores verificaram que para os solos em análise as seguintes equações puderam
separar com boa fidelidade os solos erodíveis dos não erodíveis: DP=70S+30 e
DPA=52S+18.
59
CAPÍTULO 5
ESTUDOS EXECUTADOS E METODOLGIAS ADOTADAS
Neste capítulo, serão abordados os procedimentos utilizados para o desenvolvimento
do estudo proposto, os quais consistiram em trabalhos de campo e de laboratório.
No que se refere aos trabalhos de campo, trata-se do ponto inicial de qualquer estudo
experimental, sendo a etapa na qual se realizam as observações “in loco”, que auxiliarão no
entendimento dos processos e permitirão a escolha e descrição do perfil a ser utilizado.
Obviamente, nesta etapa também são coletadas amostras dos solos a serem estudados.
Nos trabalhos de laboratório foram realizados ensaios de caracterização física, como
granulometria, limites e MCT; análises mineralógicas; análises químicas; obtenção das curvas
características dos solos pelo método do papel filtro e determinação das resistências máximas
à tração dos solos para diferentes umidades.
5.1-TRABALHOS DE CAMPO:
Os trabalhos de campo consistiram em visitas aos locais de ocorrência da Formação
Macacu, a fim de se observar suas características e selecionar um perfil representativo desta
formação, utilizado como seção-tipo no trabalho.
O perfil escolhido pode ser visto na foto 5.1. Nas fotos 5.2 e 5.3 são apresentados
detalhes de alguns aspectos do mesmo. O perfil tem aproximadamente 10m de altura,
podendo-se identificar, através de análise táctil-visual, da base para o topo, as seguintes
características por camadas, constituídas por:
• solo de coloração verde, textura essencialmente argilosa, com consistência firme e baixa
60
porosidade, muito plástico, espessura exposta de aproximadamente 2m;
• solo de coloração arroxeada, textura argilo-arenosa, com ocorrência de oxidação de ferro,
presença de lentes do solo superior branco, transição entre ambos irregular, porém de fácil
visualização. Observa-se a presença de quartzo e mica. Espessura de cerca de 4,6m;
• solo de coloração branca, textura areno-argilosa, com mosqueamento por óxido de ferro.
Presença de quartzo, mica e feldspato. Espessura de 2,4m;
• horizonte laterítico, com presença de concreções ferruginosas. Neste, por ser
presumivelmente o menos erodível, não foram coletadas amostras. A espessura é de cerca
de 0,5m;
• cobertura amarela laterizada, com 0,5m de espessura
No que diz respeito ao processo erosivo no perfil, as visitas de campo permitiram a
visualização dos solos roxo e branco em diversos perfis. Vários deles não estavam mais sendo
explorados, se encontrando abandonados, em uma situação na qual os solos ficavam sujeitos
aos agentes da natureza, sem que houvesse atuação do homem que poderia evitar ou ocultar
seus efeitos.
A observação de exposições nestas situações possibilitou a comparação das
condições dos solos ao longo do tempo, em um primeiro momento ainda estando sendo
explorados (foto 5.1) e posteriormente já abandonados (fotos 5.4 a 5.6). Pôde-se assim
identificar feições erosivas presentes nos solos da formação em estudo, a partir do que se
concluiu que o solo branco apresenta maior erodibilidade que o solo roxo, conforme verifica-
se nas fotos 5.4 a 5.6. A observação das condições de erosão do solo verde foi muito difícil,
uma vez que na maioria dos casos o mesmo se encontrava encoberto pelo próprio material
61
erodido das camadas superiores. Quando se pôde observá-lo, o material não indicava a
ocorrência de erosão, parecendo ser o menos erodível dentre os três solos.
Foto 5.1: Perfil representativo da Formação Macacu selecionado para o trabalho
62
Foto 5.2: Detalhe da camada argilosa verde
Foto 5.3: Detalhe da camada laterítica com presença de concreções ferruginosas
63
Foto 5.4 : Detalhe de uma exposição do solo branco bastante erodido
Foto 5.5 : Aspecto de um perfil da Formação Macacu com presença de feições erosivas
64
Foto 5.6: Detalhe de uma feição erosiva em perfil da Formação Macacu
5.2- ENSAIOS REALIZADOS:
De acordo com os objetivos estabelecidos para este trabalho, definiu-se um
programa experimental, visando uma caracterização dos solos e identificação de possíveis
correlações entre as propriedades geotécnicas e aspectos de erodibilidade observados em
campo no material relacionado. Este capítulo aborda esta etapa do trabalho, buscando
descrever os principais conceitos dos ensaios realizados e as metodologias adotadas em cada
um.
Para realização dos ensaios foram selecionados três níveis de solos da Formação
Macacu, os quais apresentam as seguintes características básicas observadas em campo: solo
de coloração verde, argiloso; solo roxo, argilo-arenoso; solo branco, areno-argiloso.
65
Como ensaios para avaliação da erodibilidade, optou-se por realizar os de
desagregação e de penetração de cone, ambos escolhidos devido à simplicidade para
realização. O ensaio de desagregação tem ainda a vantagem de ser um método clássico, que
de acordo com a literatura costuma apresentar resultados muito bons, concordantes com os
resultados do ensaio de Interbitzen. Optou-se assim por não realizar este último ensaio, visto
que seria mais trabalhoso e exigiria um equipamento próprio, relativamente grande. Também
não foram realizados ensaios de pinhole, por ser um método cujos resultados costumam
representar, na realidade, a dispersividade do solo e não sua erodibilidade.
5.2.1- ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO:
Ao se realizar um estudo geotécnico, é fundamental que se faça uma boa
caracterização dos solos em questão. Com a finalidade de se obter esta caracterização dos
solos em estudo, realizaram-se ensaios que consistiram na determinação das umidades natural
(wN) e higroscópica (wH), dos limites de liquidez (LL) e de plasticidade (LP), da
granulometria com e sem defloculante, da densidade dos grãos (GS) e do peso específico
natural (ãNAT).
Metodologia:
Para realização dos ensaios fez-se necessária a prévia preparação da amostra.
Inicialmente, espalhou-se o solo em um tabuleiro, deixando-se secar ao ar. Depois de seco, o
material foi destorroado e homogeneizado. O solo destorroado foi então passado na peneira
no 40 (0,42mm).
66
As frações retidas foram lavadas e secas em estufa para realização do peneiramento
grosso (nos 4 a 40). Dos materiais passantes na peneira no 40, eram separados cerca de 200g
para determinação da densidade dos grãos, 50g para o ensaio de sedimentação e 200g para
determinação dos limites de liquidez e plasticidade.
Após a sedimentação cada material foi lavado e seco em estufa para realização do
peneiramento fino (nos 40 a 200).Este procedimento é diferente da recomendação da Norma
Brasileira, pois esta recomenda a realização dos ensaios de sedimentação e densidade dos
grãos com material passante na peneira no 10 (2,00mm).
A princípio foram realizados ensaios de sedimentação com o uso de defloculante
(hexametafosfato de sódio com concentração de 45,7g/L). Em seguida optou-se pela
realização de novos ensaios, desta vez sem a utilização de defloculante, a fim de se verificar a
influência do meio dispersor na desagregação dos solos.
5.2.2- ANÁLISE MINERALÓGICA:
Um dos fatores de importante influência no comportamento dos solos,
principalmente nos solos tropicais, é o tipo de argilomineral constituinte. Mitchell (1993)
considera que tal parâmetro é um controlador do tamanho, forma e características superficiais
das partículas de um solo. O autor relata ainda que, juntos, estes atributos determinam, entre
outros, a plasticidade, a expansibilidade e a resistência do solo, chegando a comparar que a
mineralogia está relacionada com as propriedades do solo assim como a composição e
estrutura de cimento e agregados estão para o concreto.
No caso específico do comportamento do solo quanto à erosão, o tipo de
argilomineral também pode conferir ao material uma maior ou menor susceptibilidade aos
67
fenômenos erosivos. Morgan (1986) considera, por exemplo, que ilita e esmectita apresentam
maior expansibilidade e contração que a caulinita, conferindo menor estabilidade aos seus
agregados que aos formados por este último. O mesmo autor descreve também que a
estabilidade dos agregados determina a resistência dos solos. Trabalho de Guerra e Almeida
(1993) também demonstra esta relação entre estabilidade dos agregados e erodibilidade dos
solos. A própria expansibilidade elevada também indica maior erodibilidade, de acordo com
Santos e Castro (1966). Por tudo isso, é de fundamental importância a caracterização
mineralógica dos solos.
A análise mineralógica por difração de raios-x fornece resultados de caráter semi-
quantitativo, uma vez que fatores como diferenças no coeficiente de absorção, textura da
superfície da amostra, orientação das partículas, entre outros, torna a análise quantitativa
incerta, conforme explica Mitchel (1993). Ainda assim, este tipo de análise é importante
porque fornece informações referentes à gênese do perfil de alteração e sua variação com a
profundidade e com as características morfológicas.
Neste trabalho, a simples identificação dos argilominerais predominantes já é
satisfatória, uma vez que seria suficiente para indicar uma possível tendência de diferença de
comportamento entre os solos. Por este motivo a análise realizada foi apenas qualitativa,
realizada por meio de difração de raios-x. Para isto, utilizou-se o equipamento de difração de
raio-x modelo D5000, marca Siemens, pertencente ao Laboratório de Difração de Raios-X do
Departamento de Ciências dos Materiais e Metarlugia da PUC-RJ.
A caracterização mineralógica da fração areia dos solos foi feita com o uso de lupa
binocular. Foram analisadas amostras dos solos roxo e branco. Por ser um solo extremamente
fino, com porcentagem de areia muito baixa, não foi realizada a análise do solo verde , uma
vez que a obtenção de uma quantidade de areia que a permitisse ficou difícil.
68
Metodologia:
Com relação aos procedimentos adotados para realização da análise mineralógica, a
primeira etapa consistiu na obtenção das frações silte e argila pelo método da sedimentação,
usando-se como dispersor uma solução de hexametafosfato de sódio.
No que diz respeito à preparação das amostras, existem diversas técnicas de
confecção de lâminas, como por exemplo o método do pó, o método de sedimentação natural
e o método do esfregaço. Destas, optou-se pelo esfregaço, com as amostras sofrendo
orientação das partículas para se tornarem mais adequadas a análises qualitativas.
Foram preparadas amostras naturais (sem tratamento) para todos os solos e amostras
submetidas a tratamentos para o caso do solo verde. Estes tratamentos consistiram em
aquecimento a 3500 durante duas horas e a glicolagem . Adotou-se uma velocidade de
varredura de 0,020 por segundo, no intervalo entre è = 20 e 2è = 300 .
Para a análise da fração areia, inicialmente separou-se esta fração, por meio de
peneiramento fino. Com o material obtido, a análise era feita com o uso de lupa binocular
5.2.3- ANÁLISES QUÍMICAS:
Dentro do programa estabelecido para a caracterização dos solos estudados, fazia
parte uma análise química dos mesmos, com a finalidade de se identificar possíveis fatores
químicos relacionados ao processo erosivo.
Estas análises consistiram no seguinte:
• pH ( em água e em KCl ) : tem por objetivo a determinação da acidez do solo
69
• Complexo Sortivo : tem como finalidade a avaliação da atividade dos solos, a partir da
determinação dos cátions absorvidos pelos argilominerais e compostos orgânicos.
• Ataque Sulfúrico : define a percentagem de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 dos minerais
secundários ( argilominerais, óxidos de ferro e alumínio e compostos amorfos ), ou seja, a
fração ativa do solo. Este método, de aplicação restrita a solos, serve para caracterizar
quimicamente a fração argila dos solos e também a fração silte. Neste caso, a fração silte
também constituída por minerais secundários.
Todas as análises químicas foram realizadas no Centro Nacional de Pesquisa de
Solos CNPS/EMBRAPA, no Rio de Janeiro, sendo adotada a metodologia apresentada por
CNPS/EMBRAPA (1997).
5.2.4- ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO MCT:
A metodologia MCT envolve uma série de ensaios, tendo sido proposta por
Nogami e Villibor (1981) a partir da verificação das limitações das classificações
geotécnicas tradicionais quando usadas no estudo de solos tropicais. Estas limitações tem
grande importância prática, uma vez que podem atribuir aos materiais propriedades não
compatíveis com seus comportamentos efetivamente observados em campo. Assim, foi com
objetivo de resolver esse problema que os referidos autores desenvolveram uma nova
classificaçào dos solos designada MCT (“m” de miniatura, “c” de compactada e ”t” de
tropical), a qual separa os solos em 7 grupos e em 2 grandes classes.
Apesar de inicialmente desenvolvida para finalidades rodoviárias, a metodologia
MCT passou a ser utilizada com outros fins, dentre os quais a avaliação da resistência à
erosão, feita com base no grupo da classificação e/ou nos resultados do ensaio de perda de
70
peso por imersão em água (sendo este último parte integrante da metodologia) (Vertamatti e
Araujo 1998; Nogami e Villibor, 1995) .
Destaca-se, assim, que a metodologia MCT foi inicialmente desenvolvida para ser
aplicada apenas a solos compactados, com finalidades rodoviárias (utilizados como base de
pavimentos). Entretanto, ao longo do tempo seu uso passou a ser extendido a solos em outras
condições, como tentativa de se “investir” na classificação para torná-la de fato “consagrada”
para solos tropicais de uma forma geral.
a.1) Ensaios e determinações básicas:
a.1.1) Preparação da Amostra:
As amostras para realização do ensaio devem ser previamente secas ao ar e passadas
em seguida na peneira de 2,00 mm de abertura, rejeitando-se a fração retida. Em seguida,
preparam-se porções com diversos teores de umidade.
a.1.2) Compactação segundo mini-MCV (moisture condition value):
Utiliza-se equipamento de compactação miniatura, provido de um dispositivo que
permite determinar a altura do corpo de prova, com resolução de 0,05 mm, através da medida
da posição da haste do soquete . O soquete pesa 2270 g, a altura de queda é de 305 mm e o
diâmetro interno do molde é de 50 mm (foto 5.7).
Coloca-se no molde uma quantidade padronizada de material (200g ou 220g,
dependendo do tipo do solo) com teor de umidade “Hi”. Aplica-se sucessivos golpes,
71
anotando-se as medidas de altura “Na” do corpo de prova correspondentes, de acordo com a
série proposta por Parsons (1976): 1,2,3,4,6,8,12,16,...n,n+1,...4n. Pára-se de dar golpes
quando: o decréscimo de altura entre leituras sucessivas for nulo, negativo ou muito pequeno;
houver nítida exsudação de água; o número de golpes atingir 256, ou excepcionalmente 64,
quando o teor de umidade for muito baixo. Repete-se a operação para as outras porções, com
teores de umidade diferentes.
Foto 5.7: Ensaio de classificação MCT em execução
Representando em ordenada o valor an ( diferença de altura A4n-An) e em abcissa o
número de golpes n em escala logarítmica, obtém-se curvas características para cada teor de
umidade (figura 5.1). A intersecção de cada uma destas curvas com a reta de ordenada a=
72
2mm determina um valor ni, correspondente a um teor de umidade Hi. O valor de 10 log ni
define o Mini-MCV, ou seja, existe um Mini-MCV para cada teor de umidade de
compactação. A inclinação da parte retilínea da curva que define Mini-MCV=10 equivale ao
coeficiente c'.
Com os dados de teor de umidade e altura dos corpos de prova, calculam-se as
densidades aparentes secas correspondentes a cada número de golpes. A partir destas, obtêm-
se as curvas de compactação correspondentes (figura 5.2). A inclinação da parte retilínea do
ramo seco da curva correspondente a 12 golpes fornece o parâmetro d', definido por:
d' = 1000 ∆Das/ ∆H (Equação 5.1) ;
em que ∆Das é a diferença de densidade aparente seca correspondente a uma
variação de teor de umidade ∆H.
Figura 5.1: Exemplo de curvas a.n em função do número de golpes
Curvas Mini-MCV
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 10 100
Número de Golpes
An
- A4n
6
C
8
E
G
73
Figura 5.2: Exemplo de curva de compactação correspondente a 12 golpes, para
determinação de d’
a.1.3) Ensaio de Comportamento à Imersão:
Para a realização deste ensaio, utiliza-se os corpos de prova resultantes da
compactação segundo Mini-MCV. Extrai-se parcialmente os corpos de prova dos respectivos
moldes, apenas por deslocamento axial, de modo que os mesmos fiquem salientes exatamente
1 cm. Coloca-se os moldes contendo os corpos de prova horizontalmente, imergindo-os
completamente em água (figura 5.3). O material eventualmente desprendido é recolhido e
seco em estufa a 105-110 0C, obtendo-se assim o peso seco desprendido.
Curva de compactação correspondente a 12 golpes Mini-MCV
1500
1600
13,0 15,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 27,0 29,0 31,0 33,0
Umidade (%)
Pes
o es
pecí
fico
apa
rent
e se
co (
Kg/
m3 )
74
Figura 5.3: Representação esquemática do ensaio de perda por imersão
A porcentagem de “ Perda por Imersão” Pi é obtida através da fórmula:
Pi = 100Ps/Pp (Equação 5.2) ;
onde Ps é o peso seco desprendido e Pp o peso seco correspondente à parte
saliente inicial dos corpos de prova, sendo obtido por cálculos.
A partir de um gráfico de Pi x Mini-MCV de cada corpo de prova, obtém-se o Pi
correspondente ao Mini-MCV 10 ou 15, o qual será usado na classificação do solo. Com os
valores de Pi e de d', calcula-se o coeficiente e’, dado por:
3
100'20
'Pi
de += (Equação 5.3).
Com o valor de c' e e', classifica-se o solo através do ábaco proposto pelos autores,
apresentado na figura 5.4. Nogami e Villibor (1995) apontam as tendências de
comportamento à erosão dos solos dos diversos grupos, baseando-se nas condições típicas de
São Paulo, conforme a tabela 5.1.
75
Tabela 5.1: Quadro característico de solos dos grupos MCT, quanto à erodibilidade hídrica e propriedades de interesse à sua previsão (condições típicas do Estado de São Paulo) (modificado de Nogami e Vilibor, 1995)
Grupo MCT NA NA’ NS’ NG’ LA LA’ LG'
Resist. Agreg. ou Torrões(1)
N N N, B, M, E (2)
B B B B
Natural E/M/B B/M,E E/M,E B E E/B,E M,E Coef. Sorção
Compactado E B,M E M,E B B B
Natural (3) E B/E,M B,M,E M,E E,M B,M B Perda de massa por imersão Compactado E E,M E B,M E N/B,
M N,B
Natural E E B,M,E B,M E E M,E Erosão em valetas não revestidas Compactada E E,M E B,M M,E B B
Erodibilidade B,M,E B,M,E B,M,E M,E B B B Erosão em cortes solos “in sito” (4)
Formas Desag. E
desag. M
Sulcos E
Sulcos desag. E
Firme desag. B
desag. B
Solto E E B,M,E M,E E M B Erosão em saias de aterros Compactado E E E M,E E M,E M
Abreviaturas: N: nulo(a); B: baixo(a); M: médio(a); E: elevado(a); desag.: desagregações / : freqüência decrescente; , : freqüência equivalente Observações: (1) Resistência dos agregados ou torrões, naturais ou produzidos por escavação do solo
natural (não compactado), à imersão em água. (2) Apenas torrões resultantes da escavação do solo natural (não compactado). (3) Determinada em corpos de prova não deformados ou pouco deformados, de altura igual à
metade do diâmetro. (4) Apenas taludes de solos isotrópicos e homogêneos, em condições naturais, com
inclinações entre 45o e 60o, nas condições climáticas prevalecentes no planalto paulista, com exclusão de áreas serranas.
76
Figura 5.4: Ábaco classificatório dos solos pela metodologia MCT
Onde, N indica solos não-lateríticos e L indica solos lateríticos. Para a segunda letra
tem-se A indicando areias, A’ indicando solos arenosos, S’ indicando solos siltosos e G’
solos argilosos.
5.2.5- ENSAIOS DE SUCÇÃO:
De uma maneira geral, nos espaços entre as partículas dos solos costuma haver a
presença de água. Quando esta presença ocorre em uma quantidade que preencha todos os
poros, o solo é dito saturado. Caso a água não esteja presente em todos os poros, o solo é dito
não saturado.
Em uma situação de não saturação, ocorrem fenômenos que geram na água do solo
uma pressão menor que a pressão atmosférica, sendo tal pressão chamada de sucção. É
77
importante salientar que, apesar de intimamente relacionada a solos não saturados, a sucção
também pode ocorrer em solos saturados.
A sucção em solos é composta por duas componentes, uma chamada de matricial e a
outra de osmótica. A sucção matricial é assim chamada por estar relacionada com a “matriz”
do solo, ou seja, com a combinação do tipo de partículas e seu arranjo estrutural. Por sua vez,
a sucção osmótica ocorre devido à concentração química da água do solo.
Marinho (1997) afirma que nos solos não saturados, as características mecânicas
“são controladas, entre outras coisas, pela pressão (relativa) negativa na água intersticial. Esta
pressão é dada pela diferença entre a pressão atmosférica (ou pressão no ar) e a pressão na
água, sucção matricial”. Assim, é importante a determinação da sucção matricial, definida
pelo mesmo autor como “a pressão (relativa) negativa que se desenvolve na água intersticial
devido à capilaridade e às forças de adsorção ”.
Metodologia:
Para a medição da sucção de um solo existem diversos métodos disponíveis. Estes
consistem, resumidamente, em sensores que interagem com o solo até que o sistema entre em
equilíbrio, permitindo então, por meio de uma calibração, a conversão das medições feitas
para valores da grandeza desejada.
Os sensores que medem a sucção de solos podem agir por absorção de vapor ou de
capilaridade. Marinho (1997) explica o princípio dos primeiros: “o solo, quando em
equilíbrio com o ar em seu contorno, terá uma sucção proporcional à umidade relativa do ar.
Os sensores que possibilitam a determinação da sucção via umidade relativa do ar, em geral,
interagem com o vapor de água em equilíbrio com o sistema solo/água intersticial”. O mesmo
78
autor explica que os sensores do segundo tipo são aqueles que permitem uma permanente
continuidade hidráulica com a água/intersticial. O equilíbrio de sucção entre o solo e o sensor
se dá por fluxo capilar, com o sensor podendo absorver ou perder água para o solo, até atingir
o equilíbrio.
-Método do Papel Filtro: o princípio básico deste método pode ser explicado da
seguinte maneira: quando um solo com certa umidade é colocado em contato com um
material poroso com umidade menor, este último tende a absorver certa quantidade de água
do solo, até que o sistema entre em equilíbrio de pressão. Com o uso do papel filtro,
industrialmente fabricado, garante-se que as características de absorção sejam sempre iguais.
Este método permite que o fluxo de água se dê por fluxo de vapor ou fluxo capilar.
No primeiro caso, a sucção medida é a total, enquanto que no segundo caso obtém-se sucção
matricial.
Marinho (1997) explica que “ao ser colocado em contato com a água do solo, tanto
através de um contato físico ou através do vapor de água, o papel absorve água do solo. Esta
absorção se dá ao longo do tempo até que um equilíbrio de pressão seja atingido. No estado
de equilíbrio assume-se que não há fluxo entre o solo e o papel filtro. O estado de equilíbrio
fornece a mesma sucção no solo e no material poroso, porém umidades diferentes. O tempo
de equilíbrio é um fator de extrema importância para obtenção da correta sucção”.
Recomenda-se a utilização de papéis filtro classificados como “quantitativos”, sendo
os mais usados o Whatman no 42 e o Schleicher&Schuell no 589, os quais devem ser usados
diretamente da caixa, ou seja, com umidade higroscópica. Deve-se ainda obter no mínimo
duas medições em cada amostra.
79
Neste trabalho, optou-se pela realização de ensaios pelo método do papel filtro em
contato físico com o solo, utilizando-se papéis Whatman no 42, adotando-se para o mesmo
uma curva de calibração da literatura, mais especificamente a proposta de Chandler et al
(1992).
No caso do papel filtro em contato direto com o solo, a sucção medida, conforme já
visto, é a matricial, a qual exige um tempo de equilíbrio de sete dias, o qual foi padronizado
para todas as amostras.
Conforme recomendado por Marinho (1994), o papel filtro foi cuidadosamente
colocado na amostra. Fez-se uso de peças cilíndricas de PVC, colocadas sobre cada papel
para garantir seu melhor contato com o solo (figura 5.5). O conjunto foi envolvido com filme
plástico, por sua vez lacrado com fita adesiva, buscando-se assim uma máxima vedação e
mínima evaporação. Cada amostra foi então colocada em um saco plástico e mantida em um
ambiente com pouca variação térmica.
Decorrido o tempo de equilíbrio, os papéis foram retirados das amostras com o uso
de uma pinça, e colocados em pequenos sacos plásticos auto-selantes. Procurou-se atender a
recomendação de que esta operação fosse realizada em no máximo cinco segundos, para
evitar evaporação de água do papel.
80
Figura 5.5: Representação esquemática da preparação das amostras para o ensaio de
determinação de sucção pelo método do papel filtro
Os sacos plásticos com os papéis úmidos foram pesados em balança com acurácia de
0,0005g. Os papéis foram então removidos dos sacos plásticos e deixados secando em estufa
a 105oC, por pelo menos duas horas (tempo considerado normalmente suficiente por Marinho
1997). Uma vez secos foram recolocados nos respectivos sacos (novamente em um tempo
máximo de cinco segundos, desta vez para evitar que os papéis absorvessem água) e pesados.
Com a diferença de pesos obteve-se a umidade de cada papel e pela calibração do mesmo
determinou-se a sua sucção. Os sacos plásticos utilizados na pesagem após a secagem dos
papéis foram os mesmos utilizados na pesagem quando dos papéis úmidos. Durante o tempo
que os papéis eram secos, outros papéis-filtro eram colocados dentro dos sacos, com a
finalidade de absorver a umidade do mesmo, de modo que ao serem reutilizados estivessem
secos.
81
5.2.6- ENSAIOS DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (MÉTODO BRASILEIRO OU ENSAIO
DE COMPRESSÃO DIAMETRAL) :
Conforme descrito previamente, a erosão é um processo constituído basicamente por
duas etapas: o destacamento e o transporte das partículas. Assim sendo, neste trabalho optou-
se pela realização de ensaios de resistência à tração do solo por se acreditar que este
parâmetro esteja diretamente ligado à primeira etapa do processo, ou seja, à facilidade que o
solo apresentará em ter suas partículas destacadas umas das outras.
Presumindo-se que tal facilidade esteja relacionada à umidade do solo, executaram-
se ensaios com diversas amostras, variando-se aquela característica, de modo a se abranger
toda a faixa de saturação dos materiais, desde a umidade higroscópica até a umidade de
saturação total.
A variação de umidades implica em diferentes níveis de sucção, a qual, em última
análise, parece ser uma das responsáveis diretas pela resistência do solo. Por este motivo
optou-se por também realizar ensaios para determinação das curvas características dos
materiais.
O ensaio de compressão diametral ou ensaio brasileiro consiste no carregamento de
um corpo de prova cilíndrico, no qual são aplicadas cargas de compressão em duas posições
diametralmente opostas (Fotos 5.8 e 5.9).
O ensaio brasileiro apresenta diversas vantagens em relação a outros métodos de
avaliação de resistência à tração: facilidade na preparação das amostras; uso de equipamento
similar ao de compressão simples; ruptura relativamente insensível às condições de superfície
e planos de compactação da amostra, iniciando-se em uma região de tensões de tração
relativamente uniformes.
82
Fonseca (1996) diz que teoricamente a tensão de tração é constante, e dada por:
σ t = πHD
P2 (Equação 5.4);
onde:
P: carga máxima de compressão,
H: espessura da amostra,
D: diâmetro da amostra
Maciel (1991) explica que esta relação “não é rigorosamente adequada para
materiais que apresentam diferentes módulos de elasticidade na compressão e na tração,
como é o caso de solos”. Entretanto, como o objetivo principal deste trabalho era qualitativo,
relacionando os resultados dos diferentes solos com seus comportamentos à erosão
observados em campo, optou-se pelo uso da relação.
Os ensaios foram realizados no laboratório de solos da PUC-RIO. Para realização
dos ensaios procurou-se seguir as mesmas características e procedimentos adotados por
Maciel (1991). Assim, foram utilizadas amostras com 7,12 cm de diâmetro por 2,00 cm de
espessura. As amostras encontravam-se com elevado grau de saturação, o que possibilitou
que a variação no teor de umidade fosse realizada por simples “secagem ao ar”. Com o uso
da calibração da célula de carga, o equipamento de aquisição automática de resultados
permitiu a construção de curvas multipontos, com as quais foram definidos os valores de
carga máxima para cada amostra. Apenas a velocidade de aplicação de carga foi alterada em
relação à proposta de Maciel (1991), adotando-se aqui 0,6 mm/min, a fim de tornar o ensaio
mais rápido e assim evitar que as amostras perdessem umidade.
83
Fotos 5.8 e 5.9: Equipamento utilizado nos ensaios de tração e exemplo de ensaio de tração
em andamento
5.2.7: ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO:
O ensaio de desagregação consiste em um dos ensaios “clássicos” de avaliação da
erodibilidade dos solos, realizada a partir da observação de como o solo reage ao ser mantido
em contato com a água.
Neste trabalho, a metodologia adotada foi a proposta por Santos (1997), submetendo-
se as amostras à imersão total desde o início do ensaio, o qual tem duração preestabelecida de
24 horas.
Foram utilizadas amostras indeformadas, moldadas na umidade natural, com formato
cúbico de aproximadamente 6cm de lado.
84
5.2.8: ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE:
Trata-se de uma proposta de avaliação da erodibilidade dos solos, considerando-se
como critério a relação entre as penetrações de um cone padronizado, em amostras em
condições naturais e saturadas. A proposta e metodologia do ensaio foram desenvolvidas por
Alcântara (1997).
Na realização dos ensaios são utilizadas amostras indeformadas, retiradas de blocos
com o uso de anéis de cravação. De acordo com o procedimento recomendado, as amostras
são ensaiadas nas condições originais e, em seguida, procede-se a saturação das mesmas para
que sejam aproveitadas novamente na segunda parte do ensaio. Para saturar os corpos-de-
prova os mesmos foram colocados sobre pedra porosas saturadas, até que se verificasse o
surgimento de água em seus topos. Neste ponto, destaca-se o comportamento do solo verde,
que ao absorver água passou a expandir, chegando a sair do anel, ficando saliente cerca de
1cm. Em um dos corpos-de-prova deste material, surgiram fissuras após a expansão, motivo
pelo qual o mesmo foi rejeitado, não sendo ensaiado.
A metodologia do ensaio consistiu em deixar que o cone caia livremente da altura de
1cm acima da superfície da amostra, fazendo-se a medição da penetração alcançada (fotos
5.10 e 5.11). O mesmo procedimento foi repetido nove vezes para cada corpo-de-prova, em
pontos distintos, conforme originalmente recomendado pelo autor. Para cada solo foram
ensaiados três corpos-de-prova, adotando-se ao final a média dos valores obtidos, novamente
de acordo com as recomendações originais.
85
Fotos 5.10 e 5.11: Equipamento utilizado no ensaio de cone e exemplo de ensaio de cone
sendo executado
86
CAPÍTULO 6
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS
6.1- ANÁLISES MINERALÓGICAS:
6.1.1-FRAÇÃO FINA:
A caracterização mineralógica dos três solos (feita em amostras da fração silte e/ou
argila), realizada por ensaios de difração de raio-x, indicou basicamente a presença de
caulinita como mineral argílico predominante, resultado este que se mostra em concordância
com o relatado por Amador (1996), que identificou o mesmo argilomineral como
predominante nos solos da Formação Macacu.
A análise da amostra de solo verde (realizada com as frações silte e argila) exigiu
tratamento para que se pudesse identificar todos os argilominerais presentes. Assim, a mesma
foi então submetida a aquecimento e glicolagem. O aquecimento foi feito a 3500C e a
glicolagem foi feita submetendo-se a amostra a uma atmosfera de etilenoglicol por um
período de 24 horas.
Desta forma, apenas neste solo verificou-se a ocorrência de outros argilominerais,
mais especificamente ilita e esmectita. Como já citado anteriormente, Mitchell (1993) explica
que a análise quantitativa dos minerais baseada nas alturas dos picos fornece dados incertos.
Entretanto, uma avaliação semi-quantitativa deste solo, baseada na área ocupada pelo pico de
cada mineral, indica a caulinita e esmectita como argilominerais predominantes. Nos
difratogramas obtidos para os outros dois solos (roxo e branco) as posições dos picos
indicaram apenas a presença de caulinita. Os difratogramas obtidos para os três materiais são
apresentados nas figuras 6.1 a 6.5.
Figura 6.1: Difratograma solo verde sem tratamento (frações silte e argila) F
Figura 6.2: Difratograma solo verde aquecido a 350o (fração silte)
Figura 6.3: Difratograma solo verde glicolado (fração argila)
Figura 6.4: Difratograma solo branco sem tratamento (fração argila)
Figura 6.5: Difratograma solo roxo sem tratamento (fração argila)
92
6.1.2- FRAÇÃO GROSSA:
A composição mineralógica das frações areia dos solos está assim distribuída: o solo
roxo apresentou predomínio de quartzo ialino; mica muscovita (alterada e não alterada);
concreções de óxido de ferro bastante significativas; raros grãos de feldspato, bem alterados;
alguns grãos de quartzo sub-arredondados e um mineral preto, brilhante, de hábito lamelar.
O solo branco apresentou predomínio de feldspato, mica e quartzo. O feldspato
apresentava grãos sãos e alterados. A mica muscovita se apresentava sã. O quartzo
apresentava alguns grãos levemente sub-arredondados. Ocorre ainda a presença de raras
lâminas de biotita (alterada).
O solo branco apresenta maior proporção de feldspato que o roxo, e menor proporção de
mica que o mesmo.
6.2- ANÁLISES QUÍMICAS:
As análises químicas dos solos consistiram em determinação do pH, capacidade de
troca catiônica e ataque sulfúrico. Os resultados das mesmas encontram-se resumidos nas
tabelas 6.1 e 6.2.
Tabela 6.1: Resultado dos ensaios de pH e ataque sulfúrico
PH (1:2,5) ATAQUE POR H2SO4 (1:1) – NaOH (0.8%) (g/kg) SOLO
Água KCl 1N SiO2 Al2O3 Fe2O3
VERDE 5,5 3,4 308 232 64
BRANCO 5,1 3,8 157 142 13
ROXO 4,6 4,0 231 220 40
93
Tabela 6.2: Resultado do ensaio de complexo sortivo
Complexo Sortivo cmol/kg SOLO
Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Valor S Al3+ H+ Valor T
Verde 9,6 5,1 0,36 0,37 15,4 3,9 2,2 21,5
Branco 1,0 1,4 0,11 0,1 2,6 3,0 1,1 6,7
Roxo 0, 4 0,01 0,02 0,4 2,3 1,5 4,2
O pH dos solos foi medido tanto em água quanto em solução de KCl, sempre na
proporção de 1 para 2,5. Em ambos os casos, os resultados obtidos para todas as amostras
indicaram tratar-se de solos ácidos. A diferença entre os valores obtidos pelos dois
procedimentos é um indicativo (diretamente proporcional) da atividade do solo (Barreto,
1986). Observa-se que os valores estão coerentes, visto que a maior diferença ocorre para o
solo verde, no qual se verificou presença de esmectita.
A análise do complexo sortivo tem como objetivo a avaliação da capacidade de troca
catiônica. Nestes, foram verificados os seguintes cátions: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+ e H+.
A soma dos quatro primeiro define o valor S, denominado bases extraíveis de um
solo. A soma de S com os cátions Al3+ e H+ determina o valor T, denominado capacidade de
troca total.
Os resultados obtidos indicaram valores baixos para o solo roxo, com S=0,4 e T=4,2.
Os valores obtidos para o solo branco também foram relativamente baixos, com S=2,6 e
T=6,7. Estes resultados indicam baixa atividade dos solos citados. Entretanto, para a última
amostra (verde) os valores foram bastante superiores, com S=15,4 e T=21,5, indicando tratar-
se de um solo com alta atividade. Esta diferença significativa no nível de atividade é causada,
provavelmente, pela presença da esmectita neste último solo.
94
O ensaio de ataque sulfúrico, conforme visto anteriormente, objetiva definir as
porcentagens de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 da fração ativa dos solos. Trata-se, portanto de um
método de caracterização química daquela fração. Os valores de SiO2 e Al2O3 estão
compatíveis com a textura dos respectivos solos, uma vez que é maior no solo verde, seguido
pelo roxo e por fim o solo branco.
6.3- ÍNDICES FÍSICOS:
As determinações das umidades e das massas específicas foram feitas para os três
solos selecionados para estudo. Para o solo branco, utilizaram-se 15 amostras; para o solo
roxo, foram determinados 20 valores; por fim, para o solo verde foram 16 determinações. Para
as umidades higroscópicas foram realizadas três determinações para cada solo. A tabela 6.3
apresenta um resumo geral dos índices físicos determinados
No que diz respeito à posição destes solos no perfil, a umidade higroscópica aumenta
no sentido dos solos superiores para os inferiores. A umidade natural, por sua vez, apresenta
valores muito próximos nas posições superiores, aumentando no sentido do solo inferior, ou
seja, do solo verde.
Deve-se observar que as umidades higroscópicas são diretamente relacionadas às
porcentagens de argila e de finos, conforme será visto adiante. Destaca-se também que o
aumento das umidades naturais é relacionado com o aumento da saturação, com o solo verde
estando mais próximo do nível d’água.
Tabela 6.3: Resumo geral dos índices físicos determinados para os três solos
ÍNDICES FÍSICOS
SOLO
wnat (%) wh (%) Gs ñ nat (g/cm3) e S (%) ñ d (g/cm3)
VERDE
23.87 a 28.48 (25.3)
7.04 a 7.13 (7.09)
2.687 1.898 a 2.017 (1.976)
0.66 a 0.78 (0.70)
86.9 a 99.79 (96.6)
1.506 a 1.617 (1.577)
BRANCO
17.21 a 28.64 (22.76)
1.97 a 2.04 (2.01)
2.614 1.731 a 1.944 (1.879)
0.64 a 0.81 (0.71)
63.68 a 95.82 (84.2)
1.446 a 1.594 (1.531)
ROXO
20.52 a 24.05 (22.1)
6.01 a 6.09 (6.05)
2.681 1.977 a 2.014 (1.999)
0.62 a 0.68 (0.64)
89.38 a 95.16 (95.16)
1.594 a 1.661 (1.637)
Observação: Entre parênteses estão indicados os valores médios para cada índice
Umidade (%) Saturação (%) Resistência à tração (KPa)
21.73 79.02 257.35
18.5 70.9 318.25
22.56 91.8 157.7
19.78 86.11 225.65
6.36 27.66 722.96
20.45 89.5 230.78
19.58 77.66 256.65
17.15 67.19 450.17
16.78 65.3 470.03
15.35 62.43 449.29
14.11 57.7 495.98
12.94 54.18 496.73
12.99 51 692.7
10.74 46.1 819.1
8.38 33.17 712.44
19.45 73.32 389.84
Solo verde Solo Branco Solo Roxo
W (%) S (%) ó (KPa) W (%) S (%) ó (KPa) W (%) S (%) ó (KPa)
21.73 79.02 257.35 6.36 23.3 40.03 14.34 50.06 279.27
18.5 70.9 318.25 2.79 9.69 55.55 12.38 48.19 181.99
22.56 91.8 157.7 5.33 23.58 75.45 13.83 60.74 250.77
19.78 86.11 225.65 19.58 79.15 67.56 20.35 86.46 181.15
6.36 27.66 722.96 23.17 90.5 68.52 12.01 47.79 182.43
20.45 89.5 230.78 20.6 84.19 64.18 16.73 68.18 248.67
19.58 77.66 256.65 21.66 85.82 40.2 21 80.65 131
17.15 67.19 450.17 19.74 73.54 85.05 21.1 87.02 304.26
16.78 65.3 470.03 12.42 45.34 80 21.53 81.73 277.04
15.35 62.43 449.29 10.34 33.5 29.72 17.73 79.6 269.5
14.11 57.7 495.98 27.35 91.49 34.11 21.95 89.98 271.82
12.94 54.18 496.73 16.32 56.35 46.82 15.65 64.85 276.12
12.99 51 692.7 15.69 58.96 74.22 21.36 86.49 239.64
10.74 46.1 819.1 18.77 64.24 76.9 16.55 71.54 279.49
8.38 33.17 712.44 18.56 68.43 100.9 23.39 90.66 211.45
19.45 73.32 389.84 17.86 73.74 317.28
14.82 62.76 281.07
12.22 52.9 225.70
9.35 39.91 242.31
6.53 27.87 252.53
96
6.4- ANÁLISES GRANULOMÉTRICAS :
Segundo Alcântara (1997), a granulometria é a propriedade mais estudada na
tentativa de se avaliar a erodibilidade dos solos. Guerra (1995) também destaca a textura dos
solos como uma das propriedades que afetam a erosão de um solo. Conforme já citado
anteriormente, Gray e Leiser (1989) também incluem esta propriedade entre os fatores que
influenciam o processo. Parece claro, portanto, o importante papel que a granulometria do
solo representa, apesar de também ser evidente que a mesma não pode ser analisada
isoladamente.
Assim, foram realizados ensaios de análise granulométrica nos três solos estudados,
com a finalidade de correlacionar estes materiais com os padrões de comportamento descritos
na literatura.
A princípio foram realizados ensaios de sedimentação com o uso de defloculante
(hexametafosfato de sódio com concentração de 45,7g/L), obtendo-se as curvas
granulométricas apresentadas na figuras 6.6.
97
Figura 6.6: Curva granulométrica dos solos verde, branco e roxo com defloculante
Por estes resultados, as granulometrias destes materiais apresentam, para cada fração
de solo definida pela ABNT, os valores percentuais apresentados na tabela 6.4.
Tabela 6.4: Resultados da granulometria com o uso de defloculante
AREIA (%) SOLO
Grossa Média Fina Total
SILTE
(%)
ARGILA
(%)
TOTAL DE
FINOS (%)
VERDE 0 1 3 4 20 76 96
BRANCO 9 36 11 56 12 32 44
ROXO 3 14 19 36 23 41 64
Em seguida foram realizados ensaios de granulometria sem a utilização de
defloculante, a fim de se verificar a influência do meio dispersor na desagregação dos solos,
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Por
cent
agem
ret
ida
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Diâmetro dos Grãos (mm)
Por
cent
agem
que
pas
sa
(
%)
solo verde solo roxo solo branco
98
com os resultados sendo plotados juntos na figura 6.7. Para melhor comparação das mudanças
que ocorrem, foram plotados também os resultados de cada solo, com e sem defloculante, nas
figuras 6.8 a 6.10.
Figura 6.7: Curva granulométrica dos solos verde, branco e roxo sem defloculante
Resumidamente, em valores percentuais de cada fração de solo, tem-se a tabela 6.5.
Tabela 6.5: Resultados da granulometria sem o uso de defloculante
AREIA (%) SOLO
Grossa Média Fina Total
SILTE
(%)
ARGILA
(%)
TOTAL DE
FINOS (%)
VERDE 0 1 15 16 67 17 96
BRANCO 9 39 8 56 40 3 44
ROXO 3 13 22 38 57 5 64
Por
cent
agem
ret
ida
(%
)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Diâmetro dos Grãos (mm)
Por
cent
agem
que
pas
sa
(
%)
Solo verde solo roxo solo branco
99
Figura 6.8: Curvas granulométricas do solo verde com e sem defloculante
Figura 6.9: Curvas granulométricas do solo branco com e sem defloculante
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Por
cent
agem
ret
ida
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Diâmetro dos Grãos (mm)
Por
cent
agem
que
pas
sa
(
%)
solo verde c/ defloc. solo verde s/ defloc.
Por
cent
agem
ret
ida
(%
)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Diâmetro dos Grãos (mm)
Por
cent
agem
que
pas
sa
(
%)
solo branco c/defloc solo branco s/ defloc.
100
Figura 6.10: Curvas granulométricas do solo roxo com e sem defloculante
Considerando-se as figuras 6.8 a 6.10, que mostram comparações dos resultados das
análises granulométricas executadas com e sem o uso de defloculante, bem como os dados
constantes nas tabelas 6.4 e 6.5, verifica-se que:
• As frações mais grosseiras não apresentam mudanças significativas nos solos branco e
roxo, com as porcentagens totais de areia permanecendo bastante próximas. Já o solo
verde, originalmente o mais fino, apresenta considerável aumenta da porção areia fina;
• Todos os solos apresentam expressivos aumentos na porcentagem de silte. Nos solos
branco e roxo o aumento verificado foi da ordem de 30%, enquanto no solo verde chegou
a 47%. Consequentemente a este aumento de silte, verifica-se a redução das porcentagens
de argila, nas mesmas ordens de grandeza.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Por
cent
agem
ret
ida
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Diâmetro dos Grãos (mm)
Por
cent
agem
que
pas
sa
(
%)
solo roxo c/ defloc. solo roxo s/ defloc.
101
6.5- LIMITES DE ATTERBERG:
A metodologia adotada consistiu na realização dos ensaios de limites de liquidez
pelo método de Casagrande e de plasticidade, utilizando-se a fração menor que 0,42mm de
amostras previamente secas ao ar. Os resultados obtidos encontram-se na tabela 6.6.
Tabela 6.6: Resultados dos limites de consistência dos solos
SOLO LL (%) LP (%) IP (%)
VERDE 81,7 32,6 49,1
BRANCO 49,4 22,9 26,4
ROXO 65,4 35,1 30,3
Estes resultados encontram-se muito próximos aos citados por Mitchell (1993), que
indica para minerais do grupo caulinita valores de LL entre 30% e 110% e LP entre 25% e
40%.
É importante destacar que o valor médio de umidade natural encontrado para o solo
branco é muito próximo do limite de plasticidade deste material.
Conhecidas as granulometrias e os limites de consistência de cada solo, pode-se obter
a classificação dos mesmos de acordo com o Sistema Unificado de Classificação de Solos.
Neste sistema, o solo branco é classificado como SC, o solo roxo como MH e o solo verde
como CH.
102
6.6- CURVA CARACTERÍSTICA :
Para esta determinação utilizou-se, conforme já descrito, o método do papel filtro, o
qual, segundo Marinho (1994), tem se mostrado eficiente. Os procedimentos adotados,
também já descritos, fornecem dois valores de resultados de sucção matricial para cada
amostra.
Todos os solos apresentavam valores médios de grau de saturação bastante elevados,
com amostras que atingiam aproximadamente 95%. Por este motivo optou-se por variar a
umidade das amostras apenas pelo processo de secagem das mesmas.
Adotou-se, como já citado, a curva de calibração do papel filtro proposta por
Chandler et al. (1992). As curvas características de cada solo são apresentadas nas figuras
6.11 a 6.13.
Para todos os solos foram adotados pontos “teóricos”, correspondentes ao grau de
saturação de 100%, que teria uma sucção nula. Os referidos pontos foram determinados por
meio de cálculos.
O solo verde apresenta os maiores valores de sucção dentre os três materiais. Tal fato
está em acordo com o que se podia prever, pois a presença de esmectita neste solo certamente
implicaria em sucções elevadas. Segundo Bastos et al. (1998), sucções elevadas também
podem ser esperadas em solos com comportamento muito plásticos e altos limites de liquidez,
o que ocorre neste caso. Os valores encontrados indicaram sucções mínimas da ordem de
1500kPa para o solo com 24,1% de umidade (S=98%). Às menores umidades, por volta de
8,4% (S=33%) determinou-se sucções de 26000kPa (figura 6.11).
103
Figura 6.11: Curva característica do solo verde
O solo branco apresentou as menores sucções dentre os três materiais. Estes
resultados podiam ser previstos pela granulometria do mesmo, visto que era mais grosseira
que a dos demais, com o menor teor de argila e o maior de areia. Mineralogicamente, a
presença apenas de caulinita também não indicaria maiores sucções. Deve-se ressaltar que tais
resultados não são exatamente baixos, porém, comparativamente aos dos outros materiais,
encontram-se num nível bastante inferior. As sucções ficaram, então, entre 150kPa para uma
umidade de 28,7% (S=94%) e 5500kPa para uma umidade de 5,9% (S=26%) (figura 6.12).
Curva característica solo verde
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 5 10 15 20 25 30
Umidade (%)
Suc
ção
(kP
a)
104
Figura 6.12: Curva característica do solo branco
O solo roxo também apresentou sucções elevadas, as quais merecem ainda mais
destaque se considerar-se que o material não apresenta esmectita ou outro argilomineral que
as justifiquem, sendo de se esperar portanto que os valores fossem menores. As características
de plasticidade do solo (IP=30,3%), entretanto, poderiam ser consideradas indicativas de altas
sucções. Obteve-se para o mesmo resultados a partir de 2400kPa, para uma umidade de 24%
(S=90%). As menores umidades, por volta de 11% (S=43%) forneceram sucções de
aproximadamente 6100kPa (figura 6.13).
Curva característica solo branco
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 5 10 15 20 25 30 35
Umidade (%)
Suc
ção
(kP
a)
105
Figura 6.13: Curva característica do solo roxo
Note-se que a relação entre sucção e plasticidade se evidencia nestes solos. Os três
materiais são altamente plásticos e todos atingem sucções consideráveis. Entretanto, o que
apresenta menor índice de plasticidade (branco) também apresenta sucção significativamente
menor que a do solo verde, o qual é mais plástico. O solo roxo, por sua vez, apresenta valores
intermediários para as duas propriedades.
Os resultados de umidade e sucção para cada amostra dos três solos, que serviram
como dados para a construção dos gráficos acima, são apresentados na tabela 6.7.
Curva característica solo roxo
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 5 10 15 20 25 30
Umidade (%)
Suc
ção
(kP
a)
106
Tabela 6.7: Resultados de umidade e sucção dos três solos, incluindo “pontos teóricos”
Solo Verde Solo Branco Solo Roxo
w (%) Sucção (kPa) w (%) Sucção (kPa) w (%) Sucção (kPa)
8,47 26325 5,9 5445,27 11,82 6143
10,85 20575,1 9,6 2747,5 12,96 5455
13,22 16157,8 11 2679,1 15,53 3592
13,25 14098,2 13,15 2589,03 16,12 4226
14,46 10480 16,26 1314,8 17,26 3557
15,78 7890,19 17,03 1524 18,32 2644
17,23 7596,9 19,4 1281,85 18,45 3139
17,58 6566,67 19,2 1113,55 20,95 2630
18,9 4818,8 20,4 886,65 21,54 2522
20,16 4106,24 20,25 719,15 22,14 2341
20,42 2120,4 21,3 453,9 22,45 2417
20,44 2919,27 22,49 282,5 24,13 2411
21,22 2437,8 23,86 302,65 25,8 0
23,12 3541,8 28,37 149,4 --- ---
24,1 1549,6 29,9 0 --- ---
25,8 0 --- --- --- ---
6.7- ENSAIOS DE TRAÇÃO (MÉTODO BRASILEIRO) :
Com o objetivo de se fazer uma avaliação do comportamento mecânico dos
materiais, foram realizados ensaios de determinação da resistência à tração dos mesmos,
adotando-se para os mesmos o método brasileiro.
107
A fim de se tentar estabelecer uma relação entre a resistência à tração do solo e sua
umidade, foram realizados de dez a vinte ensaios para cada solo. Em cada ensaio utilizava-se
um provete com umidade diferente, de modo a se obter um par de pontos (óT , w). O conjunto
de todos os pares, de cada solo, puderam então ser plotados em um gráficos, os quais
buscavam representar a tendência de comportamento dos respectivos materiais.
Nas figuras 6.14 a 6.19 são apresentados os gráficos “Resistência à tração x
umidade” e “Resistência à tração x saturação” de cada um dos materiais.
Como era esperado, o solo verde é o que apresenta maior resistência, com valores
mínimos de aproximadamente 157 kPa para uma umidade de 22,5% (saturação de 92%) , até
um máximo verificado de 819 kPa para a umidade de 10,7% (saturação de 46%) (Figuras 6.14
e 6.15). Estes valores elevados podem ser justificados pela granulometria do mesmo, a qual
apresenta elevado percentual de argila e silte, que à medida que secam desenvolvem
comportamento cimentante.
Figura 6.14: Resistência à tração x umidade (solo verde)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 5 10 15 20 25
Umidade (%)
Tens
ão m
áx. (
KP
a)
108
Figura 6.15: Resistência à tração x Saturação (solo verde)
Os resultados do solo branco foram os que apresentaram menores valores de
resistência, variando entre um mínimo de 34 kPa para 27,5% de umidade (saturação de
91,5%), até um máximo de 101 kPa para 18,5% de umidade (saturação de 64,5%) (Figuras
6.16 e 6.17 ). Tais resultados também estão de acordo com o previsto. Assim como no caso
anterior, a melhor justificativa para os mesmos também parece ser a granulometria, a qual
apresenta a menor quantidade de argila e maior porcentagem de areia dentre os solos em
questão. Deve-se ressaltar que os pontos apresentaram-se bastante dispersos, com a tendência
de comportamento parecendo indicar um aumento de resistência com a diminuição da
umidade, até um “ponto ótimo” a partir do qual apresenta um decréscimo, chegando a
apresentar 30 kPa para 10,3% de umidade.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Saturação (%)
Tens
ão m
áxim
a (k
Pa)
109
Figura 6.16: Resistência à tração x umidade (solo branco)
Figura 6.17: Resistência à tração x saturação (solo branco)
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25 30 35
Umidade (%)
Tens
ão m
áx. (
kgf/c
m2)
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Saturação (%)
Res
istê
ncia
máx
ima
(kgf
/cm
2)
110
Por fim, o solo roxo foi o que apresentou resultados mais dispersos, sendo difícil a
visualização de uma tendência no seu comportamento. Ao que parece, ocorre também um
aumento da resistência com a diminuição da umidade até um ponto máximo. A partir deste
ponto, entretanto, a resistência indica uma estabilização, com ligeira tendência de diminuição.
Quanto à ordem de grandeza dos resultados para este material, pode-se dizer que o mesmo
apresenta valores intermediários em relação aos demais, ficando entre 130,4 kPa para 21% de
umidade (saturação de 80,65%), atingindo 317kPa para umidade de 17,8% (saturação de
73,7%) (Figuras 6.18 e 6.19).
Figura 6.18: Resistência à tração x umidade (solo roxo)
0
50
100
150
200
250
300
350
0 5 10 15 20 25 30
Umidade (%)
Tens
ão m
áx. (
kPa)
111
Figura 6.19: Resistência à tração x saturação (solo roxo)
Os resultados de umidades, saturação e resistência à tração obtidos para os três solos,
os quais serviram como dados para a construção dos gráficos acima, encontram-se reunidos
na tabela 6.8.
0
5 0
100
150
200
250
300
350
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 100
S a t u r a ç ã o ( % )
Res
istê
ncia
máx
ima
(kgf
/cm
2)
112
Tabela 6.8: Resultados de umidade, saturação e resistência à tração dos três solos
Solo verde Solo Branco Solo Roxo
w (%) S (%) ó (kPa) w (%) S (%) ó (kPa) W (%) S (%) ó (kPa)
21,73 79,02 257,35 6,36 23,3 40,03 14,34 50,06 279,27
18,5 70,9 318,25 2,79 9,69 55,55 12,38 48,19 181,99
22,56 91,8 157,7 5,33 23,58 75,45 13,83 60,74 250,77
19,78 86,11 225,65 19,58 79,15 67,56 20,35 86,46 181,15
6,36 27,66 722,96 23,17 90,5 68,52 12,01 47,79 182,43
20,45 89,5 230,78 20,6 84,19 64,18 16,73 68,18 248,67
19,58 77,66 256,65 21,66 85,82 40,2 21 80,65 131
17,15 67,19 450,17 19,74 73,54 85,05 21,1 87,02 304,26
16,78 65,3 470,03 12,42 45,34 80 21,53 81,73 277,04
15,35 62,43 449,29 10,34 33,5 29,72 17,73 79,6 269,5
14,11 57,7 495,98 27,35 91,49 34,11 21,95 89,98 271,82
12,94 54,18 496,73 16,32 56,35 46,82 15,65 64,85 276,12
12,99 51 692,7 15,69 58,96 74,22 21,36 86,49 239,64
10,74 46,1 819,1 18,77 64,24 76,9 16,55 71,54 279,49
8,38 33,17 712,44 18,56 68,43 100,9 23,39 90,66 211,45
19,45 73,32 389,84 --- --- --- 17,86 73,74 317,28
--- --- --- --- --- --- 14,82 62,76 281,07
--- --- --- --- --- --- 12,22 52,9 225,70
--- --- --- --- --- --- 9,35 39,91 242,31
--- --- --- --- --- --- 6,3 27,87 252,53
113
6.8- CARACTERIZAÇÃO MCT :
Conforme já explicado anteriormente, a metodologia MCT foi desenvolvida com o
objetivo de promover uma classificação mais adequada para os solos tropicais. Como
também já citado, ao longo do tempo diversos autores observaram as tendências de
comportamento dos solos de cada grupo, permitindo assim que se estabelecessem
características gerais para cada material, entre elas a avaliação de suas resistências à erosão.
A definição dos grupos e classes, nesta classificação, é feita com o uso dos
parâmetros c’ e e’, anteriormente citados. Para os solos em questão, tais parâmetros
apresentaram os valores da tabela 6.9, tendo sido obtidos a partir das curvas apresentadas nas
figuras 6.20 a 6.25.
Figura 6.20: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo verde
Curva de compactação correspondente a 12 golpes Mini-MCV
y = 26,19x + 1045
1450
1550
1650
14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 32,0
Umidade (%)
Pes
o e
spec
ífic
o a
par
ente
sec
o (
Kg
/m3 )
114
Figura 6.21: Curvas Mini-MCV do solo verde
Figura 6.22: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo branco
Curvas Mini-MCV
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 10 100
Número de Golpes
An -
A4n
6
C
8
E
G
Curva de compactação correspondente a 12 golpes Mini-MCV
y = 28,571x + 1353
1650
1700
1750
1800
13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0
Umidade (%)
Pes
o e
spec
ífic
o a
par
ente
sec
o (
Kg
/m3 )
115
Figura 6.23: Curvas Mini-MCV do solo branco
Figura 6.24: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo roxo
Curvas Mini-MCV
0
2
4
6
8
10
12
14
1 10 100
Número de Golpes
An -
A4n
50
3
4
5
Curva de compactação correspondente a 12 golpes Mini-MCV
y = 15,763x + 1275
1500
1600
13,0 15,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 27,0 29,0 31,0 33,0
Umidade (%)
Pes
o e
spec
ífic
o a
par
ente
sec
o (
Kg
/m3 )
116
Figura 6.25: Curvas Mini-MCV do solo roxo
Tabela 6.9: Resultados do ensaio MCT
Solo d’ c’ Pi (%) e’
Verde 26,19 -1,9732 208,4 1,42
Branco 28,571 -1,5304 127 1,25
Roxo 15,763 -1,7764 128,64 1,36
Os valores dos solos verde e roxo indicaram para ambos a classificação NG’, que
significa solo não laterítico com predomínio da fração argila (figura 6.26). Este resultado
encontra-se em acordo com a caracterização convencional realizada.
Curvas Mini-MCV
0
2
4
6
8
10
12
14
1 10 100
Número de Golpes
An -
A4n
3
4
5
6
20
117
O solo branco por sua vez se situou em uma zona muito próxima aos limites de
separação entre três grupos, a qual pode ser considerada uma zona de transição (figura 6.26).
Nestes casos a classificação do solo não fica bem definida, podendo o mesmo pertencer a
qualquer um dos três grupos. O solo em questão, especificamente, apresentou-se no grupo
NG’, próximo a NS’ e a NA’. Como já dito, NG’ indica solos não lateríticos argilosos,
enquanto NS’ e NA’ indicam solos não lateríticos siltosos e arenosos, respectivamente.
Figura 6.26: Classificação dos solos segundo a metodologia MCT
118
6.9-ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO:
O ensaio foi realizado simultaneamente para os três solos. Aos 5 minutos de duração
o solo branco já estava totalmente desagregado, formando uma pilha de material com grãos
soltos. Neste momento, o solo roxo apresentava desprendimento de apenas algumas
partículas, enquanto o verde já indicava razoável desagregação.
Com cerca de 30 minutos, o solo roxo permanecia inalterado, enquanto o verde já se
encontrava bastante desagregado, porém diferentemente do branco, desprendendo grumos de
partículas.
Aos 50 minutos começaram a surgir fissuras no solo roxo, sub-horizontais e sub-
verticais, com aparente tendência de foliação. Neste ponto do ensaio o solo verde se
encontrava com a forma praticamente desfeita (foto 6.1).
Com 2 horas de ensaio, as fraturas da amostra roxa se encontravam bastante abertas,
porém, sem ocasionar em uma perda do formato cúbico. O solo verde não mantinha mais
nenhuma preservação da forma original, tendo se desagregado totalmente em grumos de
partículas. A partir de então não ocorreram mais alterações nos comportamentos dos solos até
que ensaio completasse 24 horas e fosse considerado encerrado (foto 6.2).
119
Foto 6.1 : Aspecto do ensaio de desagregação decorridos 50 minutos
Foto 6.2 : Aspecto do ensaio de desagregação ao final de 24 horas
120
Como indicador da erodibilidade dos solos, o ensaio de desagregação foi considerado
bastante representativo por Rego (1978), Ferreira (1981) e Santos (1997). Os referidos autores
observaram boa correlação entre os resultados obtidos no e as situações de campo, uma vez
que as amostras que mais se desagregaram eram realmente as que se mostravam mais
erodidas “in loco”, enquanto as que não reagiram ao ensaio eram as menos erodidas.
6.10-ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE:
Os resultados do ensaio de cone para os três solos indicaram os valores médios para a
penetração natural (P nat) e para a penetração saturada (P sat) apresentados na tabela 6.10.
Tabela 6.10 : Valores médios de P nat e P sat obtidos para os solos em estudo
SOLO P nat (mm) P sat (mm) 0.67Psat/Pnat
VERDE 2,897 8,312 1,922
BRANCO 4,323 6,466 1,002
ROXO 5,421 5,653 0,698
Uma das propostas feitas por Alcântara (1997) considera que os solos com
problemas de erosão apresentam a relação 0,67 Psat / P nat >1. Plotando-se os resultados
obtidos em gráfico cartesiano, junto a valores obtidos por Burgos et al (1999), tem-se a figura
6.27:
121
Figura 6.27: Resultados Psat x Pnat comparados com dados de Burgos et al (1999)
P sat x P nat
y = 0,67x
0
1
23
4
5
6
78
9
10
0 5 10 15P sat (mm)
P n
at (
mm
)
solo branco solos com erosão(literatura)
solo verde solos sem erosão (literatura)
solo roxo
122
CAPÍTULO 7
POTENCIAL DE EROSÃO DOS SOLOS
Neste capítulo, procura-se estabelecer a correlação entre as propriedades analisadas e
o potencial de erosão dos solos, avaliado com base nas observações de campo e nos resultados
dos ensaios de desagregação e de penetração de cone. Para isto, faz-se uma interpretação dos
resultados obtidos, comparando-os com outros resultados da literatura , com as condições de
campo e com os resultados dos ensaios acima referidos.
Os resultados do ensaio de desagregação para os solos estudados neste trabalho
indicam que o solo branco é o mais erodível, tendo desagregado completamente em um
período muito curto, de cerca de 5 minutos. O solo verde também demonstra erodibilidade
semelhante, tendo se desagregado em um período de 30 minutos, o qual também pode ser
considerado curto em relação à duração total do ensaio, que é de 24 horas. Já o solo roxo
apresentou-se pouco susceptível à erosão, não se desagregando, tendo como reações ao ensaio
uma expansão e o surgimento de fissuras.
Os resultados do ensaio de penetração de cone, por sua vez, também indicaram que o
solo roxo não é erodível. O solo branco posicionou-se muito próximo do limite de separação
entre os solos de bom e os de mau, tendendo para a zona de mau comportamento, conforme
pode-se verificar pelo valor da relação 0.67Psat/Pnat.
Comparando-se os resultados dos ensaio de desagregação e de penetração de cone
dos solos branco e roxo com as observações de campo, os mesmos encontram-se em
concordância. O solo verde, porém, aparentava em campo possuir uma maior resistência à
erosão, o que não foi confirmado pelos ensaios.
123
Para o solo verde, a completa desagregação ocorrida, bem como a relação entre Psat
e Pnat encontrada, podem estar relacionadas à condição de saturação do solo combinada à sua
mineralogia, cuja análise indicou a presença de esmectita. Este argilomineral faz com que o
solo, quando saturado, se apresente dispersivo / expansivo e assim, mais erodível. Esta
situação poderia explicar seu comportamento à submersão. Por outro lado, quando não
saturado, a esmectita acarreta maior sucção ao solo, conferindo-lhe uma “maior resistência”.
Tal fato, confirmado pelos ensaios de curva característica e resistência à tração, explicaria o
comportamento de campo do solo.
As comparações feitas neste capítulo considerarão, então, que em situações de
campo, com os solos não estando submersos/saturados, o solo verde será o menos erodível,
seguido do roxo, e por fim o branco, avaliado como potencialmente erodível .
7.1-ASPECTOS MINERALÓGICOS:
De acordo com Morgan (1986), ilita e esmectita conferem aos solos maior
expansibilidade que a caulinita, e os agregados que formam são menos estáveis que os
formados por este último argilomineral citado. Por essas características, a presença destes
argilominerais (ilita e esmectita) em um solo indicariam uma maior erodibilidade do mesmo.
Por outro lado, estudos realizados por Almeida e Guerra (1994), Fácio (1991) e Lima
(1999) identificaram a caulinita como argilomineral predominante nos solos de diversas
voçorocas, o que parece indicar que a mesma também seja bastante susceptível à erosão.
Pelos resultados obtidos na análise dos solos em estudo, e confrontando-se aqueles
com os relatos da literatura, percebe-se que a simples análise da mineralogia da fração fina
não é um parâmetro que possa ser adotado como bom indicador do potencial de erosão de um
124
solo.
7.2-ANÁLISES QUÍMICAS:
Vários trabalhos que abordam a erosão de solos buscaram investigar a influência do
pH (Guerra, 1991b; Guerra e Almeida, 1993 e 1994; Barros e Guerra, 1993). Na tabela 7.1
são apresentados alguns valores encontrados na literatura, relacionando-os às condições de
campo descrita pelos respectivos autores.
Tabela 7.1: Valores de pH obtidos na literatura, relacionados com as condições de campo
Condições do solo utilizado para amostragem pH
Áreas com marcas erosivas (Barros e Guerra, 1993) 6
Áreas sem marcas erosivas (Barros e Guerra, 1993) 5,6
Áreas com marcas erosivas (Guerra e Almeida, 1993) 4,96 a 6,37
Áreas com marcas erosivas (Guerra e Almeida, 1994) 4,9 a 5,9
As tabela acima demonstra a ocorrência de valores muito semelhantes tanto para
áreas com marcas erosivas quanto para aquela onde não se verificou sinais de erosão. Assim,
não se verifica a existência de correlação direta entre esta propriedade e a erodibilidade dos
solos.
Como todos os solos aqui analisados apresentaram pH ácido, o mesmo parece não
ser determinante na diferenciação de seus comportamentos.
125
7.3- ÍNDICES FÍSICOS:
Guerra (1995) diz que a porosidade influencia no processo erosivo porque, à medida
que diminui, reduz a infiltração de água no solo. Assim, o volume de água precipitado sobre o
terreno tem maior dificuldade de infiltrar no solo, com o excesso aumentando então o
escoamento superficial e, consequentemente, a intensidade do processo erosivo.
A tabela 7.2 apresenta valores de porosidade encontrados na literatura, relacionando-
os com a intensidade de erosão dos respectivos solos.
Tabela 7.2: Valores de porosidade obtidos na literatura, relacionados às condições de erosão
observadas em campo
Amostra de Solo Porosidade (%)
JB-4 : Pouco erodível (Santos, 1997) 54,8
VC-5 : Muito erodível (Santos, 1997) 47,1
VP-5 : Muito erodível (Santos, 1997) 48
Distrito 8,5m : Pouco erodível (Lima, 1999) 37,4
Distrito 7,0m : Muito erodível (Lima, 1999) 37,7
Distrito 3,0m: Muito erodível (Lima, 1999) 44,1
Observa-se que os valores não definem tendências que exemplifiquem a afirmação
de Guerra (1995). Para os valores de Lima (1997), o verificado é exatamente o oposto. De
uma forma geral, não se percebe a existência de uma faixa de valores separando os solos
muito erodíveis dos pouco/não erodíveis.
126
Os valores de porosidade dos solos em estudo neste trabalho foram de
aproximadamente 39% para o solo roxo, e de cerca de 41,4% tanto para o solo verde quanto
para o branco.
7.4-GRANULOMETRIA:
Com os valores da granulometria pode-se obter os parâmetro porcentagem de
dispersão, dado por:
Porcentagem de dispersão=edispersantcommquemenorespartículasdeedispersantsemmquemenorespartículasde
5 % 5 %
µµ
Para este parâmetro, a proposta de avaliação de erodibilidade é:
20%< Porcentagem de dispersão <25% : Erodibilidade média
25% < Porcentagem de dispersão <50%: Erodibilidade alta
50% < Porcentagem de dispersão : Erodibilidade muito alta
Os valores destes parâmetros, para os três solos são dados na tabela 7.3.
Tabela 7.3:Valores de % menor que 5ìm com e sem defloculante e do parâmetro
porcentagem de dispersão
Solo % sem defloc. % com defloc. Porcentagem de dispersão
Verde 34 85 40
Branco 5,2 36 14,4
Roxo 8,5 53 16,03
127
Tais resultados indicariam que os solos branco e roxo seriam pouco erodíveis,
enquanto o verde seria muito erodível. Comparando com as observações de campo, conclui-se
que o critério não é válido para os solos em estudo, percebendo-se ainda que considera apenas
a dispersividade dos materiais.
Na tabela 7.4 são apresentados os valores da porcentagem que passa na peneira no40
e do parâmetro “a” (definido por Santos e Castro, 1966; conforme descrito na equação 4.1)
para cada um dos solos.
Tabela 7.4: Valores de % que passa #40 e parâmetro “a” para os solos em estudo
Solo % que passa #40 Parâmetro “a”
Branco 85,08 0,71
Roxo 96,08 0,88
Verde 99,93 0,98
As propostas de Santos e Castro (1966), levando-se em consideração o parâmetro “a”
e a porcentagem que passa na peneira no 40, define os seguintes critérios para identificação
dos solos de bom comportamento :
49%< %que passa #40 < 96
0,52 < a < 0,92
Os resultados obtidos para os solos em questão apresentam-se contraditórios, pois a
porcentagem passando na peneira no 40 indicaria que o solo branco teria bom comportamento,
enquanto os solos roxo e verde seriam susceptíveis à erosão. Já o resultado do parâmetro “a”
indicaria mau comportamento apenas do solo verde.
128
Além disso, comparando-se ambas as propostas com as observações de campo,
conclui-se que tais critérios não são satisfatórios para os solos em questão, pois indicam
tendências opostas às verificadas “in loco”.
Morgan (1986) diz que as partículas menos resistentes à erosão são siltes e areias
finas. Guerra (1991a e 1991b) também conclui que quanto maior o teor de silte maior a
susceptibilidade do solo à erosão. Assim, do ponto de vista granulométrico, a verificada troca
de fração argila para silte representaria um importante papel no processo, pois conferiria a
todos os materiais características de maior erodibilidade. Deve-se sempre ressaltar, porém,
que análises isoladas não são suficientes para o entendimento do processo, sendo necessário
uma abordagem em conjunto com outras propriedades.
As porcentagens de argila, silte e areia, podem ser apresentadas em um gráfico
demonstrativo de texturas. Na figura 7.1 estão representados os solos em estudo, junto a
outros solos relatados na literatura (Fonseca e Ferreira, 1981; Fácio, 1991; Santos, 1997;
Lima, 1999), estes últimos relacionados às condições de erosão descritas pelos respectivos
autores.
O gráfico parece indicar uma tendência de concentração dos solos muito erodíveis na
região de mais de 50% de areia e menos de 50% de argila, justamente onde se localiza o solo
branco, aqui considerado o mais erodível dentre os três em estudo. Faz-se então uma proposta
de separação de duas zonas, indicando a provável tendência de comportamento dos solos. A
pouca quantidade de dados, entretanto, impossibilita que tal proposta seja tomada como
definitiva, merecendo mais pesquisa que a comprove.
129
Figura 7.1: Gráfico triangular representativo das frações dos solos
7.5-LIMITES DE ATTERBERG:
De acordo com os critérios propostos por Santos e Castro (1966), solos com bom
comportamento apresentam LP � 32% e IP � 17%. Considerando-se LP , o solo branco teria
bom comportamento, enquanto os outros dois teriam mau comportamento, estando porém
130
muito próximos do limite de separação adotado como critério. Entretanto, considerando-se IP,
todos os solos apresentam mau comportamento, com valores muito superiores aos valores
limites adotados.
A tabela 7.5 apresenta valores de IP e LP encontrados na literatura . Para cada solo
foi relacionado a erodibilidade dos mesmos, verificada com base nas observações dos autores.
Tabela 7.5: Valores de IP e LP encontrados na literatura, relacionados com suas
erodibilidades
Amostra de solo IP LP
JB-4 : Pouco erodível (Santos, 1997) 10 46
VC-5 : Muito erodível (Santos, 1997) 8 44
VP-5 : Muito erodível (Santos, 1997) NP 47
Distrito 8,5m : Pouco erodível (Lima, 1999) 4,2 20
Distrito 7,0m : Muito erodível (Lima, 1999) 9,9 17,1
Distrito 3,0m: Muito erodível (Lima, 1999) 16,2 30,1
Ceilândia 1 : Muito erodível (Fácio, 1991) NP 33,8
IC : Muito erodível (Fonseca e Ferreira, 1981) NP 42
IA : Muito erodível (Fonseca e Ferreira, 1981) 26 63
Colúvio : Pouco erodível (Fonseca e Ferreira, 1981) 29 61
Os valores apresentados não indicam nenhuma tendência de relação da erosão com
os referidos índices, em boa parte dos casos discordando inclusive da proposta de Santos e
Castro (1966).
131
Com os valores das granulometrias e dos limites, pôde-se obter a classificação dos
solos pelo Sistema Unificado de Classificação dos Solos. Segundo Gray e Leiser (1989), as
mesmas indicariam uma tendência de erodibilidade maior do solo branco, seguido pelo roxo e
sendo o solo verde o menos susceptível. Deve-se observar que esta tendência é contrária à
obtida pelos critérios de Santos e Castro (1966).
7.6- CLASSIFICAÇÃO MCT:
Lima (1999) definiu, pela realização do ensaio de Interbitzen, que das amostras por
ela estudadas as mais erodíveis eram das profundidades de 3m e 7m, da localidade
denominada Distrito. Já a menos erodível, segundo o mesmo ensaio, era a da profundidade de
8,5m, da mesma localidade. No que diz respeito à classificação MCT, as referidas amostras
foram por ela classificadas conforme segue na tabela 7.6.
Tabela 7.6 : Resultados encontrados por Lima (1999) envolvendo resultados do ensaio de
Interbitzen e a classificação MCT
Amostra Resultado Interbitzen Classificação MCT
Distrito- 3,0m Muito erodível LA’-LG’
Distrito- 7,0m Muito erodível LA’-LG’
Distrito- 8,5m Pouco erodível NA’-NS’
132
Burgos et al. (1999) encontraram os resultados apresentados a seguir (tabela 7.7),
envolvendo a classificação MCT e as condições de erosão de solos:
Tabela 7.7: Resultados encontrados por Burgos et al. (1999) envolvendo condições de erosão
em campo e a classificação MCT
Amostra Condições em campo Classificação MCT
4 Sem erosão LG’
5 Sem erosão LG’
12 Com erosão NG’
16 Com erosão NG’
17 Sem erosão NA’
18 Com erosão NA’
22 Sem erosão LA’
24 Com erosão LA’
25 Com erosão NG’
26 Com erosão NG’
27 Sem erosão NG’
30 Sem erosão NS’
O resultado da tabela 7.6 é bastante inesperado, visto que, a princípio, espera-se que
solos lateríticos apresentem maior resistência à erosão que os não lateríticos.
Pela tabela 7.7 percebe-se que a simples definição do grupo MCT de um solo,
isoladamente, não é indicativo de sua erodibilidade, uma vez que apresentam solos de mesmas
133
classes que, em campo, apresentam situações diferentes no que diz respeito à ocorrência de
erosão.
A utilização do ábaco de Vertamatti e Araujo (1998) para os solos em estudo não se
mostrou confiável. Os valores de sucção obtidos neste trabalho foram muito elevados, mesmo
para umidades altas. Assim, os valores de tgè seriam demasiadamente baixos, e a
classificação dos solos ficaria dependente apenas de 100 e’, com todos sendo classificados
como muito erodíveis, o que não é coerente com as considerações já feitas.
Já o quadro característico apresentado na tabela 5.1 indicaria para os solos verde e
roxo, para cortes em solos “in situ”, freqüências equivalentes de erodibilidades média e
elevada. Para o solo branco, a tabela indicaria freqüências equivalentes de erodibildades
baixa, média e elevada. Portanto, percebe-se que a referida tabela se mostra vaga na avaliação
dos solos, não fornecendo informações que demonstrem tendência de comportamento dos
mesmos.
7.7- RESISTÊNCIA À TRAÇÃO X SUCÇÃO :
Uma vez que se dispunha de ensaios que definiam gráficos sucção x umidade e
resistência à tração x umidade, foram desenvolvidos gráficos relacionando resistência à tração
x sucção.
O objetivo desta determinação era de se verificar a ocorrência de tendências de
comportamento dos solos para tal relação e, havendo esta tendência, definir possível
correlação entre ela e o comportamento do material quanto à erosão.
Para estabelecer a relação desejada, foram definidas equações que representassem a
linha de tendência dos solos para as curvas sucção x umidade. Em todos os casos conseguiu-
134
se obter equações muito satisfatórias. Para o solo verde utilizou-se a seguinte equação:
sucção=1,1058 w3 +25,649 w2 –3365,4 w+51852 (R2=0,98). A equação utilizada para o solo
branco foi: sucção=-0,4114 w3 +31,955 w2 –907,3 w +9499,9 (R2=0,96). Por fim, para o solo
roxo obteve-se: sucção=-5,7131 w3 +327,43 w2 –6398,2 w +45637 (R2=0,94). Com estas
equações, podia-se então obter os valores de sucção para cada umidade desejada, passando-se
assim dos pontos (tração, umidade) para pontos (tração, sucção). Os pontos obtidos foram
plotados, resultando no gráfico apresentado na figura 7.2. No mesmo gráfico é feita uma
proposta de separação dos solos em faixas, de acordo com a tendência de comportamento que
aparentemente possuam .
Figura 7.2: Resistência à tração x Sucção
0
5 0 0 0
1 0 0 0 0
1 5 0 0 0
2 0 0 0 0
2 5 0 0 0
3 0 0 0 0
3 5 0 0 0
0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0
R e s i s t ê n c i a à t r a ç ã o ( k P a )
Su
cção
(kP
a)
s o l o v e r d eso lo roxos o l o b r a n c o
135
CAPÍTULO 8
CONCLUSÕES
As características do meio físico do município de Itaboraí, como por exemplo
geologia, solos, temperatura e vegetação, constituem fatores condicionantes do processo
erosivo nos solos estudados da Formação Macacu.
A intervenção antrópica acarreta modificações na forma de atuação dos agentes
erosivos, uma vez que altera as condições originais do meio físico. No caso das ocorrências
da Formação Macacu em Itambi (distrito de Itaboraí), a ação do homem mais evidente é a
exploração do próprio solo como matéria prima para as indústrias de cerâmica da região. Tal
uso torna o solo mais desprotegido, uma vez que impede o desenvolvimento de vegetação;
além de provocar mudança na forma de escoamento superficial, devido à mudança da
declividade do perfil. Na mesma região (portanto, sujeitos às mesmas condições naturais),
são encontrados ocorrências da formação Macacu nas quais não se verificam problemas
relacionados à erosão. A diferença básica destas ocorrências para o perfil utilizado no
trabalho é justamente o tipo de uso do solo. Sendo assim, a atividade humana demonstra ser o
agente desencadeador do processo erosivo.
Em qualquer situação, entretanto, tendo se iniciado o fenômeno erosivo, o mesmo
terá sempre a sua evolução condicionada por fatores como o tipo de solo, a geologia, etc.
Assim, qualquer projeto de controle e/ou prevenção destes processos deve ser feito com base
na identificação do agente atuante e de sua intensidade; e dos fatores condicionantes do meio
físico já citados, que definirão a susceptibilidade do mesmo à erosão.
Com base nas metodologias adotadas neste trabalho, ressalta-se que as observações
de campo e os ensaios de laboratório devem sempre estar associados, uma vez que as
136
informações obtidas em ambos devem se complementar e se confirmar mutuamente. Pela
análise conjunta de ambos, conclui-se que em situações de campo, com os solos não estando
submersos / saturados, o solo branco seria o mais erodível, podendo ser considerado
potencialmente susceptível ao fenômeno, seguido do solo roxo e, por fim, o solo verde.
Deve-se destacar, porém, que para este último as observações de campo foram difíceis, não
sendo possível tomar esta avaliação de seu comportamento como definitiva.
CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS X OBSERVAÇÕES DE CAMPO :
A análise mineralógica dos solos apresentou grande semelhança entre os mesmos,
tendo sido determinada a caulinita como argilomineral predominante nos solos branco e roxo,
com predomínio de caulinita e esmectita no solo verde. A presença deste argilomineral
influencia nas propriedades do solo, tais como sucção, plasticidade e resistência, e
consequentemente, na sua erodibilidade.
A análise da composição granulométrica dos três solos, quando realizadas com o uso de
defloculante, indica valores intermediários da fração silte para todos os eles, e valor elevado
de areia para o solo branco. Quando analisados sem o defloculante, os solos apresentaram
troca de parte da fração argila para a fração silte, a qual aumenta consideravelmente. De
acordo com a literatura, solos de textura arenosa (principalmente a fração média) são mais
sujeitos à erosão, a qual também é maior quanto maior for o teor de silte. Assim, analisando-
se apenas do ponto de vista granulométrico, a troca de fração argila para silte representaria
um importante papel no processo, pois conferiria a todos os materiais características de maior
erodibilidade. Deve-se ressaltar, porém, que esta análise isolada não pode ser considerada
137
suficiente para o entendimento do processo, sendo necessária uma abordagem em conjunto
com outras propriedades.
Outra destas propriedades que deve ser observada é a plasticidade do solo. Segundo
o relatório do IPR (1979), estudos desenvolvidos no Laboratório Nacional de Engenharia
Civil (Lisboa) indicaram que solos com IP�17 e/ou LP� 32 apresentam comportamento bom
a regular quanto à resistência à erosão. Estes estudos, entretanto, não parecem totalmente
satisfatórios, uma vez que trataram a propriedade isoladamente, não considerando nenhum
outro fator. No caso específico dos solos em questão, tal critério não justificaria os diferentes
comportamentos verificados no campo, já que todos apresentaram IP bem superior àquele
valor adotado como parâmetro. Verificou-se ainda que a proposta também não satisfaz outros
casos descritos na literatura, como em Ferreira (1981), Santos (1997) e Lima (1999).
Características geotécnicas como plasticidade, índices físicos etc, analisadas
isoladamente não demonstraram, portanto, tendência que pudesse estabelecer clara correlação
com a erodibilidade dos solos, conforme pôde-se verificar no capítulo 7. Apenas a
granulometria demonstrou possuir relação direta (como demonstra a figura 7.1), carecendo
porém de maior quantidade de dados que a confirme. Pode-se concluir também que as
características geotécnicas, quando analisadas isoladamente não são suficientes para explicar
os processos erosivos, devendo sempre serem estudados em conjunto, sendo ainda
imprescindível a comparação destas análises com as observações de campo.
Do ponto de vista químico, uma das propriedades que exercem influência na
erodibilidade é o pH do solo, pela redução ou aumento da agregabilidade das partículas;
associada à textura do solo; associada à retenção de Ca, etc. Como todos os solos aqui
estudados apresentaram pH ácido, o mesmo parece também não ser determinante na
diferenciação dos comportamentos destes.
138
Uma característica dos solos que parece ter importante papel na erodibilidade é a
sucção. Pode-se imaginar que a erodibilidade do solo tenha comportamento inverso à sucção,
ou seja, quanto maior a sucção menor a susceptibilidade do solo à erosão.
Tal verificação indica uma boa explicação para os comportamentos distintos dos
solos observadas em campo, pois, de fato, os três apresentaram níveis de sucção diferentes.
Estes níveis de sucção observados, menor para o solo branco, intermediário para o roxo e
maior para o verde, representam bem as observações de campo, segundo as quais os mesmos
solos apresentam-se mais erodido, medianamente erodido, e não erodido, respectivamente.
Da mesma forma que a sucção, a resistência à tração também demonstra relação
direta com o processo erosivo, porém, a literatura não apresenta quantidade expressiva de
pesquisas sobre esta relação. Na verdade, não foi encontrada nenhuma referência a outras
pesquisas neste sentido, sendo talvez este trabalho o primeiro a abordá-la.
Os resultados dos ensaios de resistência à tração também apresentaram níveis
distintos para os três materiais, sendo alta para o solo verde, média para o roxo e baixa para o
branco. Os mesmos parecem, portanto, tratar-se de um bom indicativo do comportamento de
campo, com maiores erodibilidades quanto menores forem as resistências à tração.
Os resultados dos ensaios de resistência à tração e os de curva característica, quando
plotados em um único gráfico, parecem apresentar uma tendência de maior concentração dos
pontos de cada solo em faixas específicas. Comparando-se a posição destas faixas com as
considerações feitas acerca das erodibilidades dos materiais, ambas demonstram
concordância. Verificou-se, para os solos aqui estudados, que os pontos referentes ao solo
mais erodível (branco) se concentraram próximo à origem do gráfico, seguidos do solo de
erodibilidade média (roxo) na faixa intermediária e, por fim, o solo menos erodível (verde) na
área de maiores valores do gráfico.
139
A sucção dos solos e suas resistências à tração demonstraram, portanto, relação
direta com a erodibilidade, sendo recomendável a obtenção de mais dados sobre estes
parâmetros, de modo a se confirmar tal relação.
SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS :
Como já visto, o estudo dos processos erosivos é bastante complexo, uma vez que
envolve uma grande quantidade de fatores, tanto inerentes ao solo ameaçado, os quais
determinarão sua erodibilidade, quanto externos àquele. Este trabalho buscou a abordagem de
alguns deles, restando porém muito a ser pesquisado.
Uma primeira recomendação que pode ser feita é o desenvolvimento de estudos com
maior enfoque nas formas de atuação dos agentes externos, com abordagem mais
aprofundada da importância da geologia e da geomorfologia na evolução do processo.
Com relação aos ensaios de caracterização, seria interessante uma maior quantidade
de dados, de modo a se ter uma melhor representatividade das relações sugeridas. Também
deve ser verificada a influência das metodologias adotadas nos resultados.
Também é recomendável a realização de ensaios de erodibilidade, como Interbitzen
e pinhole, correlacionando seus resultados tanto com os parâmetros geotécnicos dos materiais
quanto com as observações de campo.
Os parâmetros resistência à tração e sucção, que indicaram ter influência direta na
erosão, devem ser mais estudados, realizando-se mais ensaios, com diferentes materiais, a
fim de se buscar confirmar e aperfeiçoar as observações e conclusões feitas aqui.
140
Recomenda-se, por fim, o prosseguimento dos estudos da área aqui enfocada,
procurando-se realizar mais observações de campo, que possam consolidar as considerações
feitas neste trabalho, associando-as a mais trabalhos de laboratório
141
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS : ALBUQUERQUE, A.C.P. (1975). Estudo Bibliográfico da Erosão pela Precipitação
Pluvial e Escoamento Superficial Difuso. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, PUC-Rio, Rio de Janeiro, RJ.
ALCÂNTARA, M.A.T. (1997). Estudo da Erodibilidade de Alguns Solos do Estado de
São Paulo. Dissertação de Mestrado, EESC/USP, SP.
ALMEIDA, F.G. (1996). A Estrutura Fundiária Como Mais Uma Variável a Ser Considerada no Processo de Erosão dos Solos – Sorriso –MT. Tese de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, UFRJ, RJ.
AMADOR, E.S. (1975). Estratigrafia e Sedimentação da Bacia de Resende -RJ.
Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, UFRJ, Rio de Janeiro.
AMADOR, E.S. (1978). Depósitos do “Grupo Barreiras” no estado do Espírito Santo. In:
Congresso Brasileiro de Geologia, 30, 1978, Recife. Resumos das Comunicações. Recife: Sociedade Brasileira de Geologia, 1978. 446p. P. 139 (B.SBG. Núcleo Nordeste, 1)
AMADOR, E.S. (1978). Evolution of Guanabara bay region during the late Quaternary.
International Symposium on Coastal Evolution in the Quaternary. Special Publication 3. Abstract.
AMADOR, E.S. (1980). Unidades Sedimentares Cenozóicas do Recôncavo da Baía de
Guanabara (Folhas Petrópolis e Itaboraí). An. Acad. Brasil. Ciências, Rio de Janeiro, v. 52, n. 4, p. 743-761, dez. 1980
AMADOR, E.S. (1996). Baía de Guanabara e Ecossistemas Periféricos : Homem e
Natureza. Tese de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, UFRJ, RJ.
AMADOR, E.S. & MEIS, M.R.M. (1972). Processos de Sedimentação, Formação Macacu,
RJ. An. Acad. Brasil. Ciências, Rio de Janeiro, v. 44, n. 3/4, p.603, dez. 1972. Resumo
ANVERSA, S.V. & GUERRA, A.J.T. (1993). Um Estudo de Erosão de Solo, Através da
Estação Experimental de Grumari: RJ. Anais do IV Encontro Nacional de Estudos sobre o Meio Ambiente, Cuiabá, MT.
ARAÚJO, F.A.R. (1994). Contribuição ao Estudo de Solos Tropicais Baseado em
Ensaios de Sucção e na Metodologia MCT. Dissertação de Mestrado, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, SP.
142
BARRETO, W. O. (1986). Eletroquímica de solos tropicais de carga variável: capacidade da dupla camada elétrica. Tese de Doutorado, Instituto de Solos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ.
BASTOS, E.G. FERREIRA, R.N. & JUCÁ, J.F.T. Contração por Ressecamento de uma
Argila Expansiva. XI Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações,v.1, Brasília, DF.
BARROS, R.C. & GUERRA, A.J.T. (1993). Propriedades do Solo Relacionadas à
Erodibilidade: Um Estudo Comparativo no Município de Petrópolis -RJ. Anais do IV Encontro Nacional de Estudos sobre o Meio Ambiente, Cuiabá, MT.
BENNETT, H.H. (1965). Elementos de Conservacíon del Suelo. Fondo de Cultura
Económica BIGARELLA, J.J. & MAZUCHOWSKI, J.Z. (1985). Visão integrada da problemática da
erosão. Anais do 3o Simpósio Sobre Controle de Erosão, Maringá, PR. BURGOS, P.C., VILAR,O.M.& ALCÂNTARA, M.A.T. (1999). Um estudo preliminar da
erodibilidade de alguns solos da Cidade de Salvador. REGEO’99, 4o Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental, São José dos Campos, SP.
CAMAPUM DE CARVALHO, J., PASTORE,E.L., PEREIRA, J.H.F., FRANCO, H.A.&
BROSTEL, R.C. (1999). Estudo e solução para os problemas de erosão interna nas lagoas de estabilização de Recanto das Emas- Distrito Federal. REGEO’99, 4o Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental, São José dos Campos, SP.
CANTARINO, S. C. (1993). Mineração de argila na região de Itaboraí, RJ: uma
abordagem geológico-ambiental. Dissertação de Mestrado em Geologia de Engenharia e Ambiental, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ.
CHANDLER, R.J., CRILLY, M.S. & MONTGOMERY-SMITH, G. (1992). A low-cost
method of assessing clay desiccation for low-rise buildings. Proc. of the Institute of Civil Engineering, 92-n.2.
CNPS/EMBRAPA. (1997). Manual de Métodos de Análises de Solo. 2a edição. Rio de
Janeiro, RJ. CPRM. (2000). Projeto Rio de Janeiro: Mapa Geológico. Rio de Janeiro, RJ CPRM. (2000). Projeto Rio de Janeiro: Mapa Geomorfológico. Rio de Janeiro, RJ DAEE/IPT. (1990). Controle de Erosão. Departamento de Águas e Energia Elétrica do
Estado de São Paulo. ELLISON, W.D. (1948). Erosion by Raindrop, Scientific Amer. (Aug.): 1-7.
143
EVANS, R. (1980). Mechanics of water erosion and their spatial and temporal controls: an
empirical viewpoint. In: Soil Erosion. Editores: M.J. Kirkby e R.P.C. Morgan FÁCIO, J.A. (1991). Proposição de uma metodologia de estudo da erodibilidade dos
solos do Distrito Federal. Dissertação de Mestrado em Geotecnia, UnB, Brasília, DF. FERREIRA, C.S.M. (1981). Erosão- Investigações de Campo e de Laboratório
Desenvolvidas pelo Instituto de Pesquisas Rodoviárias. 2o Simpósio Sobre Controle de Erosão, São Paulo, SP
FONSECA, A.J.P.V. (1996). Geomecânica dos Solos Residuais do Granito do Porto.
Critérios para Dimensionamento de Fundações Directas. Tese de Doutorado, Universidade do Porto.
FONSECA, A.M.M.C.C. (1981). Técnicas para Previsão, Prevenção e Contenção de
Erosão em Taludes e Encostas. 2o Simpósio Sobre Controle de Erosão, São Paulo, SP
FONSECA, A.M.M.C.C. & FERREIRA, C.S.M. (1981). Metodologia para Determinação
de um Índice de Erodibilidade de Solos. Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais em Engenharia, Rio de Janeiro, RJ.
GIDIGASU, M.D. (1976). Laterite Soil Engineering. Elsevier Scientific Publishing
Company, New York. GOUDIE, A. (1985). The encyclopedic Dictionary of Physical Geography. Basil
Blackwell Ltd., Oxford, Inglaterra GRAY, D.H. & LEISER, A.T. (1989). Soil Erosion and Mass-Movement. In: Biotechnical
Slope Protection and Erosion Control. Krieger Publishing Company, Malabar, Florida.
GUERRA, A.J.T. (1991a). Avaliação da Influência das Propriedades do Solo na Erosão,
com Base em Experimentos Utilizando um Simulador de Chuvas. Anais do IV Simpósio de Geografia Física Aplicada , Porto Alegre, RS.
GUERRA, A.J.T. (1991b). Soil Characteristics and Erosion, With Particular Reference
to Organic Matter Content. Tese de Doutorado em Geografia, Universidade de Londres.
GUERRA (1995). Processos Erosivos nas Encostas. In: Geomorfologia: uma atualização
de bases e conceitos. Editores: GUERRA, A.J.T.& CUNHA, S.B. 2aed, Bertrand Brasil, Rio de Janeiro, RJ.
144
GUERRA, A.J.T. & ALMEIDA, F.G. (1993). Propriedades dos Solos e Análise dos Processos Erosivos no Município de Sorriso-MT. Anais do IV Encontro Nacional de Estudos sobre o Meio Ambiente, Cuiabá, MT.
GUERRA, A.J.T. & ALMEIDA, F.G. (1993). Erosão dos Solos e Impacto Ambiental na
Microbacia do Rio Lira-MT. I Encontro Brasileiro de Ciências Ambientais , Rio de Janeiro, RJ.
GUERRA, A.J.T., OLIVEIRA, M.C., TEIXEIRA, P.M.F., SANTOS, R.F., PEREIRA,
R.R. & CRISÓSTOMO, S.C.A. (1994). Erosão dos Solos e Impactos Ambientais no Município de Petrópolis (RJ): Uma Investigação Através de Duas Estações Experimentais. I Encontro Brasileiro de Ciências Ambientais, Rio de Janeiro, RJ.
GUIDICINI, G. & NIEBLE, C.M. (1984). Estabilidade de Taludes Naturais e de
Escavação. Edgard Blücher, São Paulo, SP. HARGERTY, D.J. (1991). Piping/Sapping Erosion. I: Basic considerations. Journal of
Hydraulic Engineering, 117(8). INTERBITZEN, A.L. (1961). An erosion test for soils. Materials Research & Standarts
I(7). JUMIKIS, A.R. (1984). Soil Mechanics. Robert E. Krieger Publishing Company, Florida,
USA. LIMA, M.C. (1999).Contribuição ao estudo do processo evolutivo de boçorocas na área
urbana de Manaus. Dissertação de Mestrado em Geotecnia, UnB, Brasília, DF. MACIEL, I.C.Q. (1991). Aspectos Microestruturais e Propriedades Geomecânicas de
um Perfil de Solo Residual de Gnaisse Facoidal. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, PUC-Rio, Rio de Janeiro, RJ.
MAENE,L.M. & HARUN, W.S.W. (1986). Status of Soil Conservation Research in
Peninsular Malaysia and Its Future Development. In: Soil Erosion and Its Control. Editor: Morgan, R.P.C.
MAFRA, N.M.C. (1984). Análise das limitações do uso do solo por susceptibilidade à
erosão, no município Engenheiro Paulo de Frontin (Rio de Janeiro) : uma abordagem sob o ponto de vista pedológico. Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, UFRJ, RJ.
MARÇAL, M.S. (1998). Degradação Ambiental no Alto Curo da Bacia do Rio
Açailândia (MA): Uma Avaliação dos Processos de Erosão Acelerada. Projeto de Tese de Doutorado UFRJ, RJ.
145
MARINHO, F.A.M. (1994). Medição de Sucção com o Método do Papel Filtro. X Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, v.2, Foz do Iguaçu, PR.
MARINHO, F.A.M. (1997). Medição de Sucção em Solos. 3o Simpósio Brasileiro de
Solos Não Saturados, Rio de Janeiro, RJ. MEIS, M.R.M. & AMADOR, E.S. (1972). Formação Macacu: Considerações a respeito do
Neo-Cenozóico da Baia de Guanabara. An. Acad. Brasil. Ciências, Rio de Janeiro, v. 44, n. 3/4, p.602, dez. 1972. Resumo
MEIS, M.R.M. & AMADOR, E.S. (1974). Note on weathered arkosic beds. Journal of
Sed. Petrol. 4 (3) : 727-737. MEIS, M.R.M. & AMADOR, E.S. (1977). Contribuição ao Estudo do Neocenozóico da
Baixada da Guanabara, Formação Macacu. Revista Brasileira de Geociências, v. 7, n. 2, p. 150-174, jun. 1977.
MITCHELL, J.K. (1993). Fundamentals of Soil Behavior. 2 ed. John Wiley & Sons, New
York, USA MORGAN, R.P.C. (1986). Soil Erosion and Conservation. Longman Group, Inglaterra. NASCIMENTO, Ú. & CASTRO, E. (1977). Defesa de Taudes Contra a Erosão: Critério de
Seleção de Solos. Geotecnia, 20, p.17-33. NIMER, E. (1972). Climatologia da Região Sudeste do Brasil. Revista Brasileira de
Geografia, Rio de Janeiro, v. 34, n. 1, p. 3-48, jan./mar. 1972. NIMER, E. (1977). Clima. In: BRASIL . Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística, Rio de Janeiro, Geografia do Brasil. Região Sudeste. 3 : 51-89 NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F. (1980). Caracterização e Classificação Gerais de Solos
para Pavimentação : Limitações do Método Tradicional, Apresentação de Uma Nova Sistemática. 15a Reunião Anual de Pavimentação, Belo Horizonte, MG.
NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F. (1981). Uma Nova Classificação de Solos para
Finalidades Rodoviárias. Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais em Engenharia, Rio de Janeiro, RJ.
NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F. (1985). Aditional Considerations About a New
Geotechinical Classification For Tropical Soils. First International Conference on Geomechanics in Lateritic and Saprolitic Soils, Brasília, DF.
NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F. (1988). Estado Atual da Metodologia MCT de Estudo
Geotécnico de Solos. Simpósio Sobre Novos Conceitos em Ensaios de Campo e Laboratório em Geotecnia, Rio de Janeiro, RJ.
146
NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F. (1994). Identificação Expedita dos Grupos da
Classificação MCT para Solos Tropicais. X Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, Foz do Iguaçu , PR.
NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F. (1995). Pavimentação de baixo custo com solos
lateríticos. São Paulo. Villibor PARSONS, A.W. (1976). The rapid measurement for moisture condition of
earthmoving material. LR-750, Transport and Road Research Laboratory, Crowthorne, Inglaterra.
PASTORE, E.L. (1986). Contribuição ao Tema Geotecnia e Meio Ambiente: Erosão. VIII
Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, v.5, Porto Alegre, RS.
PINHEIRO, G.F. (1999). Estudo experimental da sensitividade de solos argilosos.
Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, PUC-Rio, Rio de Janeiro. REGO, J.J.V. (1978). Erosão Superficial em Taludes de Corte em Solo Residual de
Gnaisse. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ. SANTIAGO, F.L. (1999). Processos Erosivos Causados Pelo Escoamento Aquoso
Superficial e Subsuperficial. Exame de Qualificação de Doutorado em Engenharia Civil, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ.
SANTOS, M.P.P. (1953). A New Soil Constant and Its Applications. Proceedings of the
Third International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, v.1, Zurique, Suíça.
SANTOS, M.P.P. & CASTRO, E. (1966). Soil Erosion in Roads. Memória N.o 282,
LNEC, Lisboa. SANTOS, R.M.M. (1997). Caracterização geotécnica e análise do processo evolutivo
das erosões no município de Goiânia. Dissertação de Mestrado em Geotecnia, UnB, Brasília, DF.
SANTOS, R.M.M.& CAMAPUM DE CARVALHO, J. (1998). Ensaios de Erodibilidade
em Voçorocas do Município de Goiânia. XI Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, Brasília, DF.
SCHWAB, O.G., FREVERT, K.R., EDMINSTER, W.T. & BARNES, K.K. (1966). Soil
and Water Conservation Engineering. John Wiley & Sons Inc. SHERARD, J.L., DUNNIGAN, L.P., DECKER, R.S. & STEELE, E.F. (1976a). Pinhole
Test for Identifying Dispersive Soils. Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 102 (1) p.69-85.
147
SHERARD, J.L., DUNNIGAN, L.P. & DECKER, R.S. (1976b). Identification and Nature
of Dispersive Soils. Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 102 (4) p.287-301.
SILVA, A.S. (1997). Comportamento físico e erosão dos solos em uma topossequência
em correias (Petrópolis-RJ). Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, UFRJ, RJ.
SUGUIO, K. & BIGARELLA, J.J. (1990). Ambientes Fluviais. 2a Ed. Editoras da UFPr e
da UFSC, Florianópolis, SC. VERTAMATTI, E. (1988). Contribuição ao Conhecimento Geotécnico de Solos da
Amazônia, com Base na Investigação de Aeroportos e Metodologias MCT e Resiliente, Tese de Doutorado, Instituto Tecnológico da Aeronáutica, São José dos Campos, SP.
VERTAMATTI, E.& ARAÚJO, F.A.R. (1990). Critério para previsão do Potencial Erosivo
de Solos Tropicais. Anais da 24a Reunião Anual de Pavimentação, ABPv, Belém,PA.
VERTAMATTI, E.& ARAÚJO, F.A.R. (1998). Elaboração de Ábaco de Erodibilidade de
Solos Tropicais. XI Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, Brasília, DF.
VERTAMATTI, & BARANCOSKI, E.E.P. (1987). A Ocorrência de Voçorocas em Dois
Aeroportos da Amazônia. Anais do 4o Simpósio Nacional de Controle de Erosão, ABGE, Marília, SP.
VILAR, O.M. & PRANDI, E.C. (1993). Erosão dos Solos. Solos do Interior de São
Paulo. ABMS/USPSC. VOLK, G.M. (1937). Method of Determination of the Degree of Dispertion of the Clay
Fraction of Soils. Proceedings, Soil Science Society of America. WISCHMEIER, W.H. & SMITH, D.D. (1958). Rainfall energy and its relationship to soil
loss. Trans. Am. Geophys. Union, 39(2). WISCHMEIER, W.H. & SMITH, D.D. (1965). Prediction rainfall erosion losses from
Cropland East of the Rocky Mountains. Agricultural Handbook, 282, Washington, D.C.
WISCHMEIER, W.H. & SMITH, D.D. (1960). An Universal Soil-Loss Equation to Guide
Farm Planning. 7th International Conferenca on Soil Science. Madison, Wisconsin. WISCHMEIER, W.H. & SMITH, D.D. (1978). Prediction rainfall erosion losses: a guide
planning. Agricultural Handbook, 587.
148
WISCHMEIER, W.H., JOHNSON, C.B. & CROSS, B.V. (1971). A soil erodibility
nomograph for farmland and construction sites. Journal of Soil & Water Conservation 26(5).
![apeoc.org.br...[Estatuto dos funcionários civis do Ceará (1974)] Estatuto dos funcionários públicos civis do estado do Ceará: Lei nº 9.826, de 14.05.1974/ organizadores n Araujo](https://img.document.onl/doc/110x75/5f4bf42ddad2bc2ed550ec61/apeocorgbr-estatuto-dos-funcionrios-civis-do-cear-1974-estatuto-dos.jpg)
