Cap.6_solo

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GOVERNO DO ESTADO DO PARÁ 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ 
CENTRO DE CIENCIAS NATURAIS E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
DISCIPLINA: PROPRIEDADE DOS MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: PMP-GO 
 
 
 
 
Altamira-PA 
2012 
Capítulo 6 – Solo Maio/2012 
 
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6.1 Propriedades físicas do solo 
 
 
 
Os solos minerais são constituídos por uma mistura de partículas sólidas de 
natureza mineral e orgânica, ar e água, formando um sistema trifásico, sólido, gasoso e 
líquido. As partículas da fase sólida variam grandemente em tamanho, forma e composição 
química e a sua combinação nas várias configurações possíveis forma a chamada matriz 
do solo. Considerando o solo como um corpo natural organizado, portanto ocupando dado 
espaço, a recíproca da matriz do solo forma a porosidade dos solos. Outro fator que 
interfere diretamente na porosidade dos solos refere-se à maneira com que as partículas 
sólidas se arranjam na formação dos solos. 
Duas propriedades físicas, hierarquicamente mais importantes, referem-se a 
textura do solo, que é definida pela distribuição de tamanho de partículas, e a estrutura do 
solo definida pelo arranjamento das partículas em agregados. A porosidade do solo, por 
sua vez, é responsável por um conjunto de fenômenos e desenvolve uma série de 
mecanismos de importância na física de solos, tais como retenção e fluxo de água e ar, e, 
se analisada conjuntamente com a matriz do solo, gera um grupo de outras propriedades 
físicas do solo associadas às relações de massa e volume das fases do sistema solo. Não 
menos importante são as propriedades associadas à reação mecânica do solo à aplicação 
de forças externas. 
A física de solos estuda e define, qualitativa e quantitativamente, as propriedades 
físicas, bem como sua medição, predição e controle, com o objetivo principal de entender 
os mecanismos que governam a funcionalidade dos solos e seu papel na biosfera. A 
importância prática de se entender o comportamento físico do solo está associada ao 
seu uso e manejo apropriado, ou seja, orientar irrigação, drenagem, preparo e 
conservação de solo e água. 
A definição de um solo fisicamente ideal é difícil devido ao tipo e natureza das 
variações físicas dos solos que ocorrem ao longo da profundidade do solo, na superfície da 
paisagem e ao longo do tempo. Um exemplo clássico refere-se ao suprimento de água e ar 
que variam continuamente junto com os ciclos de umedecimento e secagem, que 
ocorrem com a alternância de chuva e estiagem. Um solo é considerado fisicamente 
ideal para o crescimento de plantas quando apresenta boa retenção de água, bom 
arejamento, bom suprimento de calor e pouca resistência ao crescimento radicular. 
Paralelamente, boa estabilidade dos agregados e boa infiltração de água no solo são 
condições físicas importantes para qualidade ambiental dos ecossistemas. 
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O conceito de um solo fisicamente ideal é complexo e carece de melhor definição 
quantitativa. No entanto, já há indicação clara de uma série de valores quantitativos de 
indicadores da qualidade física de um solo, seja valores ideais, críticos ou restritivos ao 
crescimento de plantas ou na qualidade ambiental. 
 
6.2 Textura do solo 
 
 
A textura do solo é definida pela proporção relativa das classes de tamanho de 
partículas de um solo. A Sociedade Brasileira de Ciência do Solo define quatro classes de 
tamanho de partículas menores do que 2 mm, usadas para a definição da classe de 
textura dos solos: 
Areia grossa – 2 a 0,2 mm ou 2000 a 200 µm 
Areia fina – 0,2 a 0,05 mm ou 200 a 50 µm 
Silte – 0,05 a 0,002 mm ou 50 a 2 µm 
Argila – menor do que 2 µm 
 
Desconsiderando a presença da matéria orgânica e de partículas maiores do que 
2 mm no solo, o total de partículas de um solo é igual ao somatório da proporção de 
areia, silte e argila, de maneira que um solo pode ter de 0 a 100% de areia, de silte e de 
argila. O número possível de arranjamento resultante da combinação das proporções de 
classes de partículas é muito grande, o que impulsionou o desenvolvimento de um sistema 
de classificação gráfico e funcional para definição das classes de textura dos solos. O 
sistema consta da sobreposição de três triângulos isósceles que representam a quantidade 
de argila, silte e areia do solo (Figura 1). 
A avaliação da textura é feita diretamente no campo e em laboratório. No campo, a 
estimativa é baseada na sensação ao tato ao manusear uma amostra de solo. A areia 
manifesta sensação de aspereza, o silte maciez e a argila maciez e plasticidade e 
pegajosidade quando molhada. No laboratório, a amostra de solo é dispersa numa 
suspensão e, por peneiramento e sedimentação, se determina exatamente a proporção 
de areia, argila e por diferença a de silte. 
 
 
 
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Figura 1 - O solo descrito pelo “encontro das setas”, com 28% de argila, 49% de areia e 23% 
de silte, recebeu a classificação “lemo argiloso”. 
 
A natureza e a forma das partículas do solo foram elementos chaves para a 
definição, que é empírica, das classes de tamanho de partículas e, juntamente com a 
experiência prática, da delimitação das classes texturais do diagrama. Assim, as 
partículas de areia e silte, especialmente nos solos do Brasil, são predominantemente de 
forma esférica e composição mineralógica formada por quartzo, ao passo que as 
partículas de argila são de formato laminar e compostas por minerais de argila (caulinita, 
ilita, montmorilonita,...) e óxidos (de Fe, Al, ..). A classe textural é determinada pela 
distribuição do tamanho de partículas e juntamente com o tipo de argila marcadamente 
afetam outras propriedades físicas como a drenagem e a retenção de água, a aeração e a 
consistência dos solos. 
Na tabela 1 são listadas algumas propriedades dos solos influenciadas pelo tamanho das 
partículas dos solos. 
 
 
 
 
 
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Tabela 1 – Relação da textura do solo com algumas propriedades dos solos. 
 
Solos arenosos Solos argilosos 
Menor porosidade do solo Maior porosidade do solo 
Menor micro e maior macroporosidade Maior micro e menor macroporosidade 
Baixa retenção de água Alta retenção de água 
Boa drenagem e aeração 
Drenagem lenta e pouco arejado (se 
pouco agregados) 
Menor densidade do solo Maior densidade do solo 
Aquece rápido Aquece lentamente 
Resiste à compactação Maior susceptibilidade à compactação 
Baixa CTC Maior CTC 
Mais lixiviável Menos lixiviável 
Maior erosão Mais resistente à erosão 
Coesão baixa, friável Coesão elevada, firme 
Consistência friável quando úmido 
Consistência plástica e pegajosa quando 
molhado 
Fácil preparo mecânico Mais resistente ao preparo (pesado) 
Matéria orgânica baixa e rápida 
decomposição 
Matéria orgânica média a alta e menor 
taxa de decomposição 
 
 
A classe textural de um solo é uma característica importante de um solo porque 
varia muito pouco ao longo do tempo. A mudança somente ocorrerá se houver mudança da 
composição do solo devido à erosão seletiva e/ou processos de intemperismo, que ocorrem 
em escala de séculos a milênios. Portanto, o uso e o manejo do solo afetam muito pouco a 
textura de um solo, implicando no fato que em nível de propriedade rural, em área com 
classe textural similar, as variações da qualidade física estão associadas à variação de 
outras propriedades físicas. 
 
 
6.3 Estrutura do solo 
 
 
A estrutura do solo refere-se ao agrupamento e organização das partículas do 
solo em agregados e relaciona-se com a distribuição das partículas e agregados num 
volume de solo. Considerando que o espaço poroso é de importância similar ao espaço 
sólido, a estrutura do solo podeser definida também pelo arranjamento de poros 
pequenos, médios e grandes, com conseqüência da organização das partículas e 
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agregados do solo. Esta última definição aponta um dos principais e primário efeito da 
estrutura na qualidade dos solos. 
A estrutura do solo, conceitualmente, não é um fator de crescimento das plantas 
ou indicativo direto da qualidade ambiental. Porém, está relacionada indiretamente com 
praticamente todos os fatores que agem sobre eles. O suprimento de água, a aeração, a 
disponibilidade de nutrientes, a atividade microbiana e a penetração de raízes, dentre 
outros, são afetados pela estrutura dos solos. 
De acordo com a organização das partículas e do ambiente de formação muitos 
tipos de agregados estruturais podem se formar. O tipo de agregado presente num solo 
determina o tipo de estrutura do solo. Uma descrição geral desses tipos é apresentada 
a seguir. 
- granular e grumosa – agregados arredondados formados predominantemente na 
superfície do solo sob influência marcada da matéria orgânica e atividade microbiológica. 
Os grumos apresentam poros visíveis. A sensação ao manusear o solo é de friabilidade, 
soltando-se facilmente dos agregados vizinhos; 
- laminar – os agregados são de formato laminar e formados por influência do material 
de origem ou em horizontes muito compactados; 
- prismática e colunar – os agregados formam-se em ambientes mal drenados e em 
horizontes subsuperficiais com pequena influência da matéria orgânica. Normalmente 
são agregados grandes e adensados. Quando o topo dos prismas são arredondados 
teremos a estrutura colunar; 
- blocos angulares e subangulares – os agregados têm formato cubóide e formam-se em 
ambientes moderadamente a bem drenados nos subsolos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 2 - Eles podem ser do tipo granular, prismático, maciça (em inglês massive), grãos simples, 
blocos e lâminas (em inglês platy). 
 
Os vários tipos de estrutura que os solos podem apresentar influenciam 
diferentemente o fluxo de água dentro dos mesmos. Como exposto, os poros entre 
agregados são os poros grandes que permitem rápida drenagem (alta percolação) de água 
no perfil. Assim, solos que apresentam a estrutura do tipo granular e em grãos simples, 
geralmente, por possuírem grande quantidade de poros (Figura 2), possuem drenagem 
classificada entre alta a excessiva. 
Em outras palavras, grande quantidade de água consegue passar por entre os 
agregados devido à alta macroporosidade. Solos como os Neossolos Quartzarênicos 
(estrutura de grãos simples), Latossolos de textura média e Latossolos de textura argilosa 
(estrutura granular a microgranular) apresentam estes tipos de estrutura que permite 
drenagem muito boa (alta). 
De maneira oposta, solos com estruturas do tipo maciça e laminar apresentam baixo 
espaço poroso entre agregados. Desse modo, tais solos geralmente apresentam problemas 
de excesso de água devido à drenagem ser muito baixa, ou seja, lenta (em inglês slow). Os 
gleissolos se encaixam do tipo de solo que apresenta estrutura maciça. 
Já solos compactados apresentam, em superfície, a estrutura laminar, o que provoca 
a formação de poças na sua superfície, devido ao intenso tráfico de veículos, pessoas e/ou 
animais. Os solos de estradas rurais geralmente apresentam este tipo de estrutura na 
superfície. 
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De modo intermediário, solo com estrutura prismática ou em blocos apresentam 
drenagem moderada (do inglês moderate), pois apresentam poros em uma situação 
intermediária entre os solos bem drenados e os mal drenados acima expostos. Cabe 
mencionar aqui que se os solos apresentarem estrutura prismática grande a muito grande, 
eles tenderão a serem solos mais mal drenados do que bem drenados. 
 
 
Figura 3 – Drenagem em solo arenoso 
 
Diante do exposto, fica evidente que conhecendo a estrutura do solo, podem-se tirar 
algumas conclusões de como a água se comporta dentro do perfil do solo o que tem 
importantes implicações para o manejo seja ambiental, por exemplo, visando a proteção do 
solo e da água, ou mesmo na construção civil para que sejam feitos os estudos dos tipos de 
fundações mais adequadas para cada construção. 
 
6.3.1 Gênese da estrutura de solo 
 
 
Os mecanismos da formação da estrutura dos solos não são bem conhecidos; 
porém, sabe-se que inicia com a formação dos solos e que, classicamente, dois 
fenômenos devem ocorrer para haver a formação da estrutura dos solos como temos 
atualmente nos ecossistemas. O primeiro refere-se à aproximação das partículas e o 
segundo à cimentação ou estabilização dos agregados. Na aproximação entre as partículas 
agem os seguintes processos e fatores: floculação da argila e cátions trocáveis, 
desidratação do solo, secamento localizado e pressão causados pelas raízes e organismos 
como minhocas (coprólitos) e outros. Na estabilização dos agregados agem: quantidade 
e tipo de argila, forças eletrostáticas (Van der Walls), matéria orgânica (polissacarídeos, 
ac. húmicos), microrganismos pela ação mecânica (hifas de fungos) e produção de 
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compostos orgânicos e vegetação pela ação mecânica das raízes e fonte de material 
orgânico na superfície. 
Um solo bem estruturado apresenta: 
a) poros adequados para a entrada de ar e água no solo; 
b) porosidade adequada para que a água se movimente através do solo, sendo 
disponível para as culturas, assim como permita uma boa drenagem do solo; 
c) porosidade adequada para o crescimento das culturas após a germinação das 
sementes, permitindo que as raízes explorem um maior volume de solo em busca de ar, 
água e nutrientes e; 
d) resistência à erosão pela alta agregação. 
A perda das condições adequadas e originais definem a degradação das condições 
estruturais e são causadas principalmente por: 
a) preparo intensivo e queima dos resíduos; 
b) tráfego intenso de máquinas com umidade inadequada; 
c) impacto da gota de chuva; 
d) dispersão química dos coloides e) inaptidão agrícola 
As consequências da degradação são: 
a) propriedades físicas afetadas - densidade e porosidade do solo, estabilidade dos 
agregados, retenção e infiltração água...; 
b) camadas compactadas subsuperficiais; 
c) resistência do solo à penetração; 
d) erosão – sulcos ou laminar e; 
e) crostas superficiais. 
 
6.3.2. Avaliação da estrutura do solo 
 
 
A avaliação direta da estrutura do solo é complexa e demanda de modernas 
tecnologias tipo ressonância magnética, tomografia, etc., que ainda são de acesso limitado. 
Porém, diretamente usa-se a descrição morfológica, que é qualitativa, para verificar a 
estrutura do solo quanto ao tipo, tamanho e grau de desenvolvimento dos agregados. 
Essa descrição distingue bem a estrutura quando consideradas grandes diferenças da 
condição estrutural. 
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A avaliação quantitativa mais usada na avaliação da qualidade da condição estrutural 
é de natureza indireta e mede outras propriedades físicas indiretamente influenciadas pela 
estrutura do solo. A avaliação da estabilidade de agregados, densidade do solo, 
porosidades e infiltração e retenção de água, considerando a classe textural, indicam o 
estado atual da estrutura do solo. Esse tipo de avaliação é bastante usado para medir-
se a evolução da estrutura de um dado solo quando submetido a diferentes sistemas de 
manejo. 
 
 
6.4 Estabilidade de agregados 
 
 
Expressa a resistência à desagregação que os agregados apresentam quando 
submetidosa forças externas (ação implementos agrícolas e impacto gota chuva) ou 
forças internas (compressão de ar, expansão/contração) que tendem a rompê-los. Mais 
freqüentemente medida contra forças aplicadas pela água, é uma medição que tem 
estreita relação com a habilidade de um solo resistir a erosão. Um dos métodos mais 
usados para medir a estabilidade de agregados aplica forças de desintegração em uma 
amostra de agregados grandes (4 mm) e mede posteriormente a distribuição de tamanho 
de agregados resultantes. O tamanho médio e a proporção de tamanho são usados como 
índice de estabilidade. Na figura 4 vemos que a estabilidade dos agregados é fortemente 
afetada pelo cultivo, demonstrando a perda da estabilidade pelo uso de aração e gradagem 
para instalação da cultura de milho. Com o retorno da não mobilização e aporte de 
cobertura de solo pelo plantio direto, a estabilidade no solo arenoso foi restabelecida após 
2 a 3 anos. 
 
 
 
 
 
 
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Figura 4 - Diâmetro médio de agregados (DMG) de um Argissolo Vermelho em plantio direto 
contínuo e por dois anos ao preparo convencional. 
 
 
 
A estabilidade é também fortemente afetada pela matéria orgânica do solo, através da 
quantidade e de sua qualidade e, especialmente, por ser o agente cimentante mais 
dependente do manejo de solo e plantas. 
 
 
6.5 Densidade do solo (Ds) 
 
 
Expressa a relação entre a quantidade de massa de solo seco por unidade de 
volume do solo. No volume do solo é incluído o volume de sólidos e o de poros do solo. 
Entretanto, havendo modificação do espaço poroso haverá alteração da Ds. O uso 
principal da densidade do solo e como indicador da compactação, assim como medir 
alterações da estrutura e porosidade do solo. 
Os valores normais para solos arenosos variam de 1,2 a 1,9 g cm-3, enquanto 
solos argilosos apresentam valores mais baixos, de 0,9 a 1,7 g cm-3. Valores de Ds 
associados ao estado de compactação com alta probabilidade de oferecer riscos de 
restrição ao crescimento radicular situam-se em torno de 1,65 g cm-3
 
para solos arenosos 
e 1,45 g cm-3 para solos argilosos. 
A determinação da Ds é relativamente simples e baseia-se na coleta de uma 
amostra de solos de volume conhecido e com estrutura preservada com técnicas diversas, 
incluindo coleta de solo em cilindros, torrão ou feito diretamente no campo por escavação. 
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Em todos necessita-se medir o volume da amostra e quantificar quanto de solo seco tem-se 
no volume coletado. 
Os fatores que agem na variação das relações massa-volume do solo e na 
pososidade afetam a Ds (Figura 5). 
 
Figura 5 – Modificação da densidade do solo pela compactação 
 
 
 
6.6 Densidade de partículas (Dp) 
 
 
Expressa a relação entre a quantidade de massa de solo seco por unidade de 
volume de sólido do solo; portanto, não inclui a porosidade do solo e não varia com o 
manejo do solo. Depende primariamente da composição química e composição 
mineralógica do solo. 
Os componentes que predominam em solos minerais apresentam valores de Dp em 
torno de 2,65 g cm-3, exceção quando tem teor de matéria orgânica ou óxidos de Fe e 
Al altos. A matéria orgânica tem densidade específica de 0,9 a 1,3 g cm-3
 
e sua presença 
reduz a Dp, ao contrário da presença de óxidos que aumenta a Dp. 
O principal uso da Dp refere-se a cálculos de sedimentação de partículas em 
meio líquido e estimativa da porosidade de uma solo quando se conhece a Ds. 
 
 
 
 
 
 
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6.7 Porosidade do solo (Pt) 
 
 
O espaço do solo não ocupado por sólidos e ocupado pela água e ar compõem o 
espaço poroso, definido como sendo a proporção entre o volume de poros e o volume 
total de um solo. É inversamente proporcional à Ds e de grande importância direta para o 
crescimento de raízes e movimento de ar, água e solutos no solo. A textura e a estrutura 
dos solos explicam em grande parte o tipo, tamanho, quantidade e continuidade dos poros. 
Os tipos de poros estão associados à sua forma, que por sua vez tem relação direta 
com sua origem. O tipo de poros mais característico são os de origem biológica, que 
são arredondados e formados por morte e decomposição de raízes ou como resultado da 
atividade de animais ou insetos do solo, como minhocas, térmitas, etc... Outro tipo de poros 
apresenta forma irregular e de fenda formados por vários processos, tipo umedecimento 
e secagem, pressão, etc... Poros arredondados tendem a ser mais contínuos e de direção 
predominante normal a superfície, ao contrário das fendas no solo. 
A classificação mais usual da porosidade refere-se à sua distribuição de tamanho. A 
mais usual é a classificação da porosidade em duas classes: micro e macroporosidade. 
A microporosidade é uma classe de tamanho de poros que, após ser saturada em água, a 
retém contra a gravidade. Os macroporos, ao contrário, após serem saturados em 
água não a retém, ou são esvaziados pela ação da gravidade. A funcionalidade desses 
poros fica evidente quando se considera que os microporos são os responsáveis pela 
retenção e armazenamento da água no solo e os macroporos responsáveis pela aeração 
e pela maior contribuição na infiltração de água no solo. 
A determinação da porosidade total (Pt) em laboratório é feita, principalmente, de 
dois modos: 1) saturando-se uma amostra de solo e medindo-se o volume de água 
contido e; 2) por cálculo conhecendo-se a Ds e a Dp. (Figura 6) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 6 – Exemplo de porosidades de um Latossolo argiloso (0 a 10 cm de profundidade) 
 
 
A separação da porosidade total em micro e macroporos é feita em laboratório, 
drenando-se a água dos macroporos usando uma sucção leve em mesa de tensão ou 
coluna de areia e medindo-se o volume de água que permanece na amostra, que é igual ao 
volume de microporos. Conhecendo-se a Pt, calcula-se a macroporosidade por diferença. 
Usando-se equação fundamental da capilaridade, o tamanho equivalente de poro à 
sucção de 6 kPa é de 50 µm, sendo então o tamanho aproximado ao limite entre micro e 
macroporos. 
Em solos arenosos há predominância de macroporos, enquanto em solos argilosos a 
tendência é predominar microporos. Nesse aspecto, a origem do tamanho de poros 
relaciona-se ao tamanho de partículas e são considerados de natureza textural ou 
porosidade textural. Quando as partículas se organizam em agregados, há a criação de 
poros no solo, geralmente poros grandes entre agregados, sendo considerados 
porosidade estrutural. Esta última é especialmente importante em solos argilosos onde 
os macroporos são formados como conseqüência da estruturação. 
Em solos argilosos bem estruturados temos porosidade textural dentro dos 
agregados e estrutural entre agregados, e nesses solos a macroporosidade é uma boa 
indicadora da condição estrutural ou física do solo. A aeração dos solos refere-se à 
habilidade de um solo atender a demanda respiratório da vida biológica do solo. Para 
isso, há necessidade de contínua troca de oxigênio e CO2 entre a atmosfera e o solo e, 
para que isso ocorra, é de grande importância a presença de macroporos. Normalmente, 
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considera-se que o espaço aéreo de 10 % de macroporos é suficiente para arejar o solo e 
satisfazer a demanda respiratório no solo. 
 
6.8 Consistência do solo 
 
 
Descreve a resistência do solo em diferentes umidades contra pressão ou forças de 
manipulação, ou refere-se à sensação de dureza, à facilidade de quebra ou à plasticidade 
e pegajosidade de um solo em diferentes umidades ao ser manipuladopelas mãos. Sua 
descrição morfológica é feita em três classes de umidade, seco, úmido e molhado, 
manifestando, respectivamente, dureza, friabilidade e plasticidade e pegajosidade. 
A variação da consistência com a umidade do solo é devido à influência da 
umidade nas forças de adesão e coesão, como é demonstrado na figura 7. 
 
 
 
Figura 7 – Variação de forças associadas à consistência com a variação da umidade do solo. 
 
O preparo e o tráfego do solo têm relação estreita com a consistência, pois afeta 
a resistência do solo e, por conseguinte, sua compressibilidade, compactabilidade, 
capacidade suporte e especialmente orientar manejo de solo em umidades ótimas de 
uso, exigindo menor esforço para tração ou compactando menos por unidade de carga 
aplicada. 
A consistência do varia muito de solo para solo e depende, especialmente, dos 
seguintes fatores: textura, mineralogia, teor de matéria orgânica e da agregação do solo. 
 
 
 
 
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6.9 Relações solo-água 
 
 
A água é necessária para cada ser vivo e influencia de maneira direta ou indireta os 
principais fenômenos e mecanismos que ocorrem nos solos. O intemperismo, os 
processos de formação, atividade biológica, crescimento de plantas, assim como, 
poluição do lençol freático recebem impacto direto do regime hídrico dos solos. 
A água chega no solo através da chuva, infiltra, preenche a capacidade de 
armazenamento no solo, é conduzida pelo solo para camadas mais profundas e alimenta 
o lençol freático e aquíferos. A fração que não penetra no solo, escoa alimentando 
diretamente lagos, rios e oceano. A fração armazenada é em parte disponível para as 
plantas, sendo absorvida e transpirada ao mesmo tempo e evapora diretamente do solo 
para a atmosfera. As relações solo-água apresentadas neste texto estão associadas aos 
principais processos que regem o ciclo da água na agricultura. 
 
 
6.9.1 Retenção da água no solo 
 
 
A água na forma líquida apresenta uma série de propriedades de fundamental 
importância em seu comportamento no solo. A polaridade, pontes de hidrogênio e tensão 
superficial da água fazem com que a água em sistemas porosos atinja estado de 
menor energia livre e seja retida contra a gravidade, especialmente por capilaridade e 
também por adsorção. 
A equação fundamental da capilaridade estabelece que a força de retenção da água 
é inversamente proporcional ao diâmetro do capilar multiplicado por uma constante 
derivada das condições locais (gravidade local, Dp, temperatura). Se considerarmos o 
sistema poroso do solo como um sistema capilar e com determinada área superficial 
entenderemos que a água é retida no solo devido aos dois mecanismos: capilaridade e 
adsorção. A força capilar explica a ascensão da água em vasos ou no campo, de baixo 
para cima contra a gravidade e lateralmente quando a água é adicionada num ponto e 
aumenta a medida que o tamanho de poro diminui. A medida que o solo seca diminui o 
volume de água retido até que a lâmina de água fica restrita a superfície das partículas, 
retida por efeito eletrostático ou por adesão. Nestes dois processos de retenção, o maior 
volume de água e o mais disponível é retido por efeito capilar e o volume menor e 
fortemente retido no solo é retido por adsroção. 
A textura e a estrutura do solo que definem a área superficial e a arquitetura do 
sistema poroso são os principais fatores associados ao armazenamento e disponibilidade 
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da água nos solos, assim como, com a habilidade dos solos de deixar passar água na sua 
matriz para camadas profundas do perfil do solo e da camada terrestre. 
A quantidade de água retida é um importante parâmetro do solo, porém não informa 
sua disponibilidade ou a sua força de retenção. O movimento de massas na natureza se 
dá de pontos de energia livre mais altos para pontos de energia mais baixa, e como no solo 
o movimento de água é pequena a energia considerada é a potencial. Modernamente, no 
solo estipulou-se medir o quanto de trabalho deve ser realizado numa quantidade de água 
para se deslocar de um dado estado ao estado de referência. Três forças definem o total da 
energia livre da água: 1) osmótica; 2) gravitacional e; 3) forças originadas pela matriz do 
solo. No solo as concentrações de sais tendem a se igualar por difusão, sendo a diferença 
de energia devido a forças osmóticas, predominantes no domínio solo-raiz, influindo pouco 
no movimento e retenção da água. Na gravidade a energia potencial toma conotação de 
energia de posição dentro do campo gravitacional, importante na definição do movimento 
de água e deve ser computado para equacionamento de fluxo de água no solo. As 
forças originadas pela matriz do solo, através dos fenômenos de adsorção e capilaridade, 
são as responsáveis pelo potencial matricial, antigamente chamado de potencial capilar. 
O total de energia por unidade de volume de água é definido como sendo o potencial 
total expresso em termos de pressão (kPa, bar, cm de coluna de Hg ou água). O principal 
componente do potencial total em solos não saturados é o potencial matricial, responsável 
pela retenção de água contra a ação da gravidade e por isso ter sinal negativo e chamado 
de tensão da água no solo. Pela equação da capilaridade temos que, quanto menor o 
tamanho dos poros maior a força capilar e maior tem que ser a força para extrair a água 
de dentro deste capilares. Deste modo um solo saturado ao secar os poros maiores são 
esvaziados primeiro e a medida que a umidade do solo vai reduzindo, a energia livre 
é menor e a água vai ficando mais fortemente retida. Assim na mesma posição 
gravitacional e no mesmo solo ou horizonte a água de desloca de pontos mais úmidos para 
mais secos, no entanto, quando a posição gravitacional não é a mesma não 
necessariamente a água se move de pontos mais úmidos para mais secos. 
Em laboratório constrói-se curvas relacionando umidade do solo e potencial matricial 
denominado-as de curva de retenção de água no solo ou curva característica de água 
no solo (Figura 6). No campo a medição do potencial matricial é feita por um equipamento 
chamado de tensiômetro. 
 
Capítulo 6 – Solo Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 17 de 18 
 
Figura 6 – Modelo conceitual de uma curva de retenção de água no solo 
 
 
 
Um solo saturado apresenta toda sua porosidade cheia de água, que após 
drenado em condições naturais, os macroporos são drenados e os microporos ficam 
preenchidos com água. Neste estado o movimento descendente é pequeno e 
tradicionalmente considera- se que o solo apresenta a sua máxima capacidade de 
armazenamento de água contra a gravidade e considera-se a umidade deste estado como 
sendo a capacidade de campo (CC). O potencial matricial da água no solo encontra-se na 
faixa de -10 a -33 kPa, dependendo da textura e estruturação do solo. Ao contrário, a 
umidade onde as plantas murcham permanentemente é chamada de ponto de murcha 
permanente (PMP) e apresenta potencial matricial em torno de –1500 kPa. A diferença de 
umidade entre a CC e PMP nos indica a faixa de água disponível de um solo, que pode 
ser dada em termos percentuais ou em lâmina de água. Esta última é uma excelente 
indicadora da habilidade de um solo reter água a ser utilizada pelas plantas. A textura, 
matéria orgânica e a agregação são os principais fatores que afetam a disponibilidade de 
água para as plantas. 
 
EXERCÍCIO 
 
 
1. Qual a classificação de um solo com 28% de argila, 30% de areia e 42% de silte? 
2. Qual a importância da relação água-solo na sua consistência? Qual sua relação quando 
submetido a esforços? 
3. Qual apresenta maior resistência mecânica silte ou argila? Justifique sua resposta 
4. Qual diferença de permeabilidade de porosidade de um solo?5. Qual a relação entre a estrutura do solo e sua porosidade?