Aula_Cap2_Fisica_Solo

Prévia do material em texto

F´ısica do Solo
Cap.2 - Fase so´lida do solo
Prof. H.J.Kliemann
Curso de Agronomia - Campus Palotina
Universidade Federal do Parana´ - UFPR
Palotina, PR, setembro de 2013
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 1 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas dos solos
⇒ A fase so´lida do solo possui:
Part´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;compostos amorfos, o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e hu´mus,..
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
interac¸o˜es com flu´ıdos e solutos;
resisteˆncia, compressibilidade e regimes te´rmico e hidrolo´gico.
⇒ Da´ı, e´ necessa´rio:
Caracterizar quantitativamente o material do solo, por meio de propriedades mensura´veis;
propriedades esta´ticas - intr´ınsecas ao material e na˜o afetadas por varia´veis externas -
Exemplos: textura e densidade de part´ıculas do solo;
propriedades dinaˆmicas - afetadas por varia´veis externas - Exemplos: densidade do solo,
deformac¸o˜es, ruptura, etc.
Neste cap´ıtulo sera˜o estudadas as propriedades esta´ticas da fase so´lida, que sa˜o imuta´veis e
pass´ıveis de medic¸o˜es objetivas:
⇒ Textura, distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 2 / 37
Fase so´lida do solo
Textura dos solos
⇒ O termo textura refere-se ao tamanho das part´ıculas, sem levar em
conta sua a natureza qu´ımica e mineralo´gica:
Sa˜o art´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
sa˜o compostos cristalizados ate´ amorfos, como o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e
hu´mus,
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
O me´todo tradicional de caracterizac¸a˜o destas part´ıculas e´ dividi-las em treˆs faixas
convenientemente separa´veis, conhecidas como frac¸o˜es texturais, chamadas de areia, silte
(ou limo) e argila;
O processo de separac¸a˜o de suas proporc¸o˜es e´ chamado de ana´lise mecaˆnica ou
granulome´trica;
Infelizmente na˜o existe uma escala de tamanho de part´ıculas adotada universalmente. As
mais conhecidas sa˜o as ilustradas na Figura 2.1.
As duas escalas mais usadas na a´rea de Engenharia Agronoˆmica sa˜o a do USDA (Dep. de
Agricultura dos EUA) e a da ISSS (International Soil Science Society), como mostra a
Tabela 2.1.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 3 / 37
Fase so´lida do solo
Textura dos solos
⇒ O termo textura refere-se ao tamanho das part´ıculas, sem levar em
conta sua a natureza qu´ımica e mineralo´gica:
Sa˜o art´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
sa˜o compostos cristalizados ate´ amorfos, como o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e
hu´mus,
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
O me´todo tradicional de caracterizac¸a˜o destas part´ıculas e´ dividi-las em treˆs faixas
convenientemente separa´veis, conhecidas como frac¸o˜es texturais, chamadas de areia, silte
(ou limo) e argila;
O processo de separac¸a˜o de suas proporc¸o˜es e´ chamado de ana´lise mecaˆnica ou
granulome´trica;
Infelizmente na˜o existe uma escala de tamanho de part´ıculas adotada universalmente. As
mais conhecidas sa˜o as ilustradas na Figura 2.1.
As duas escalas mais usadas na a´rea de Engenharia Agronoˆmica sa˜o a do USDA (Dep. de
Agricultura dos EUA) e a da ISSS (International Soil Science Society), como mostra a
Tabela 2.1.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 3 / 37
Fase so´lida do solo
Textura dos solos
⇒ O termo textura refere-se ao tamanho das part´ıculas, sem levar em
conta sua a natureza qu´ımica e mineralo´gica:
Sa˜o art´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
sa˜o compostos cristalizados ate´ amorfos, como o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e
hu´mus,
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
O me´todo tradicional de caracterizac¸a˜o destas part´ıculas e´ dividi-las em treˆs faixas
convenientemente separa´veis, conhecidas como frac¸o˜es texturais, chamadas de areia, silte
(ou limo) e argila;
O processo de separac¸a˜o de suas proporc¸o˜es e´ chamado de ana´lise mecaˆnica ou
granulome´trica;
Infelizmente na˜o existe uma escala de tamanho de part´ıculas adotada universalmente. As
mais conhecidas sa˜o as ilustradas na Figura 2.1.
As duas escalas mais usadas na a´rea de Engenharia Agronoˆmica sa˜o a do USDA (Dep. de
Agricultura dos EUA) e a da ISSS (International Soil Science Society), como mostra a
Tabela 2.1.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 3 / 37
Fase so´lida do solo
Textura dos solos
⇒ O termo textura refere-se ao tamanho das part´ıculas, sem levar em
conta sua a natureza qu´ımica e mineralo´gica:
Sa˜o art´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
sa˜o compostos cristalizados ate´ amorfos, como o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e
hu´mus,
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
O me´todo tradicional de caracterizac¸a˜o destas part´ıculas e´ dividi-las em treˆs faixas
convenientemente separa´veis, conhecidas como frac¸o˜es texturais, chamadas de areia, silte
(ou limo) e argila;
O processo de separac¸a˜o de suas proporc¸o˜es e´ chamado de ana´lise mecaˆnica ou
granulome´trica;
Infelizmente na˜o existe uma escala de tamanho de part´ıculas adotada universalmente. As
mais conhecidas sa˜o as ilustradas na Figura 2.1.
As duas escalas mais usadas na a´rea de Engenharia Agronoˆmica sa˜o a do USDA (Dep. de
Agricultura dos EUA) e a da ISSS (International Soil Science Society), como mostra a
Tabela 2.1.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 3 / 37
Fase so´lida do solo
Textura dos solos
⇒ O termo textura refere-se ao tamanho das part´ıculas, sem levar em
conta sua a natureza qu´ımica e mineralo´gica:
Sa˜o art´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
sa˜o compostos cristalizados ate´ amorfos, como o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e
hu´mus,
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
O me´todo tradicional de caracterizac¸a˜o destas part´ıculas e´ dividi-las em treˆs faixas
convenientemente separa´veis, conhecidas como frac¸o˜es texturais, chamadas de areia, silte
(ou limo) e argila;
O processo de separac¸a˜o de suas proporc¸o˜es e´ chamado de ana´lise mecaˆnica ou
granulome´trica;
Infelizmente na˜o existe uma escala de tamanho de part´ıculas adotada universalmente. As
mais conhecidas sa˜o as ilustradas na Figura 2.1.
As duas escalas mais usadas na a´rea de Engenharia Agronoˆmica sa˜o a do USDA (Dep. de
Agricultura dos EUA) e a da ISSS (International Soil Science Society), como mostra a
Tabela 2.1.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 3 / 37
Fase so´lida do solo
Textura dos solos
⇒ O termo textura refere-se ao tamanho das part´ıculas, sem levar em
conta sua a natureza qu´ımica e mineralo´gica:
Sa˜o art´ıculas minerais discretas de natureza e tamanho variados;
sa˜o compostos cristalizados ate´ amorfos, como o´xidos hidratados de ferro e alum´ınio e
hu´mus,
⇒ que determinam o comportamento do solo em relac¸a˜o a`:
O me´todo tradicional de caracterizac¸a˜o destas part´ıculas e´ dividi-las em treˆs faixas
convenientemente separa´veis, conhecidas como frac¸o˜es texturais, chamadas de areia, silte
(ou limo) e argila;
O processo de separac¸a˜o de suas proporc¸o˜es e´ chamado de ana´lise mecaˆnica ou
granulome´trica;
Infelizmente na˜o existe uma escala de tamanho de part´ıculas adotada universalmente. As
mais conhecidas sa˜o as ilustradas na Figura 2.1.
As duas escalas mais usadas na a´rea de Engenharia Agronoˆmica sa˜o a do USDA (Dep. de
Agricultura dos EUA) e a da ISSS (International Soil Science Society), como mostra a
Tabela 2.1.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 3 / 37
Fase so´lida do solo
Frac¸o˜es granulome´tricas do USDA e da ISSS
Tabela 2.1. Comparac¸a˜o entre as frac¸o˜es do solo do Departamento de
Agricultura e da Sociedade Internacional de Cieˆncia do Solo∗.
Frac¸o˜es (USDA) mm mm Frac¸o˜es (ISSS)
Faixas de diaˆmetros
Areia muito grossa 2,00-1,00 2,00-0,20 Areia grossa
Areia grossa 1,00-0,50
Areia me´dia 0,50-0,25
Areia fina 0,25-0,10 0,20-0,02 Areia fina
Areia muito fina 0,10-0,05
Silte (Limo)0,05-0,002 0,02-0,002 Silte (Limo)
Argila < 0,002 < 0,002 Argila
* Fonte: Soil Survey Stuff (1951).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 4 / 37
Fase so´lida do solo
Escalas granulome´tricas internacionais para solos
Figura 2.1. Diversos esquemas convencionais de classificac¸o˜es das frac¸o˜es granulome´tricas do
solo de acordo com a faixa de diaˆmetro das part´ıculas: Departamento de Agricultura dos EUA
(USDA); Sociedade Internacional de Cieˆncia do Solo (ISSS); Administrac¸a˜o das Estradas
Pu´blicas dos Estados Unidos (USPRA); Normas da Indu´stria Alema˜ (DIN); Instituto Tecnolo´gico
de Massachussets (MIT); Instituto Britaˆnico de Padro˜es (BIS); Associac¸a˜o Brasileira de Normas
Te´cnicas (ABNT).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 5 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida, formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida, formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida, formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida, formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida, formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida, formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Propriedades das argilas nos solos
As argilas sa˜o minerais secunda´rios, na maioria aluminossilicatos, com
formato de laˆminas ou agulhas formadas em baixa temperatura, no pro´prio
solo;
A argila → < 2 µm e´ a frac¸a˜o coloidal, podendo conter altos teores de
Fe2O3 e CaCO3, na˜o pertencentes aos aluminossilicatos;
por causa da grande a´rea por unidade de massa, e consequente atividade
f´ısico-qu´ımica, as argilas tem influeˆncia decisiva no comportamento do solo;
adsorvem a´gua e hidratam-se, fazendo o solo expandir-se com o molhamento
e contrair-se com o secamento;
possuem tipicamente carga negativa e, quando hidratadas, formam uma
dupla camada eletrosta´tica de ı´ons, circundando a soluc¸a˜o;
outra manifestac¸a˜o da atividade f´ısico-qu´ımica e´ o calor de molhamento;
a argila apresenta comportamento pla´stico t´ıpico, tornando-se pegajosa
quando u´mida,formando fragmentos duros e cimentados pelo secamento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 6 / 37
Fase so´lida do solo
Classes texturais de solos
⇒ A designac¸a˜o textural de um solo, a chamada classe textural e´ lida, no
sentido hora´rio no triaˆngulo textural (Figura 2.2).
Figura 2.2. Triaˆngulo das classes texturais recomendada pela Sociedade
Brasileira de Cieˆncia do Solo. Fonte: Embrapa (1995).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 7 / 37
Fase so´lida do solo
Classes texturais de solos
⇒ O gra´fico da Figura 2.3. e´ uma representac¸a˜o integral, cumulativa de
todas as frac¸o˜es de part´ıculas de um solo:
Na ordenada temos a percentagem de part´ıculas com diaˆmetros menores que
o diaˆmetro denotado na abcissa, em escala logar´ıtmica para englobar
diversas ordens de magnitude de diaˆmetros de part´ıculas, que permite
espac¸o suficiente para a representac¸a˜o das part´ıculas finas;
Assim, temos a conexa˜o de uma se´rie de pontos, cada uma expressando a
frac¸a˜o cumulativa das part´ıculas mais finas, ate´ cada um dos n diaˆmetros
medidos (F1,F2,F3, . . . ,Fi , . . . ,Fn). Temos, da´ı que
Fi =
Ms −
n∑
i=1
Mi
Ms
(1)
em que: Ms e´ a massa total da amostra de solo analisada e Mi , a massa
cumulativa das part´ıculas mais finas do que o i-e´simo diaˆmetro analisado.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 8 / 37
Fase so´lida do solo
Classes texturais de solos
Figura 2.3. Curvas esquema´ticas de distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho para
va´rios materiais de solo (esquema´tico).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 9 / 37
Fase so´lida do solo
Distribic¸a˜o de part´ıculas por tamanho - Coeficiente de uniformidade
⇒ De uma se´rie de curvas (Figura 2.3) podemos obter as seguintes informac¸o˜es:
O solo e´ composto de grupos distintos de part´ıculas;
solos com preponderaˆncia de um ou de diversos tamanhos distintos, indicando uma
curva de distribuic¸a˜o tipo escada, sa˜o chamados de pobremente graduados;
solos com curvas de distribuic¸a˜o suaves sa˜o chamados de bem graduados.
⇒ Coeficiente ou ı´ndice de uniformidade - Iu
A distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho e´ dado pela raza˜o
Iu =
d60
d10
(2)
em que d60 inclui 60% e d10 10% das part´ıculas;
areias bem graduadas apresentam curvas suavizadas; as mal graduadas, tipo
escada;
Alguns depo´sitos de areia tem Iu < 10; solos bem graduados tem Iu > 1000.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 10 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica de part´ıculas do solo
A superf´ıcie espec´ıfica (SE) e´ expressa em m2 g−1 (massa) ou m2 cm−3 (volume)
de part´ıculas. As argilas, geralmente sa˜o achatadas, em placas, contribuindo ainda
mais para aumentar a superf´ıcie espec´ıfica total, ale´m do indicado por seu reduzido
tamanho;
a argila pode ter algumas centenas de m2g−1; a areia na˜o passa de 1 m2g−1
(Tabela 2.2).
Tabela 2.2. Superf´ıcies espec´ıficas de part´ıculas do solo (a´rea por unidade de peso em
cm2 g−1), referentes a part´ıculas cu´bicas.
Part´ıculas Dimensa˜o N.de part´ıculas A´rea
mm g−1 cm−3 cm2 g−1
Cascalho 10 1.10 6
Areia grossa 1,0 1.103 60
Areia fina 0,1 1.106 600
Silte 0,01 1.109 6000
Argila 0,001 1.1012 60000
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 11 / 37
Fase so´lida do solo - Noc¸o˜es de mineralogia de argilas
Diagramas ba´sicos de tetraedros de sil´ıcio e de octaedros de alum´ınio
Figura 2.4. Diagramas de (a) tetraedro de sil´ıcio; (b) octaedro de alum´ınio; (c)
posic¸a˜o e tamanho relativo dos a´tomos de oxigeˆncio e s´ılico; (d) esquema
tridimensional de uma ce´lula unita´ria.
A definic¸a˜o de ce´lula unita´ria e´ dada em termos de suas dimenso˜es repetidas ao longo dos eixos horizontais (a) e (b) e vertical
(c).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 12 / 37
Fase so´lida do solo - Noc¸o˜es de mineralogia de argilas
Tipo de argila - 1:1 - na˜o expansiva
Figura 2.5. Minerais de argila 1:1 do solo. (A) e (C) Estruturas esquema´ticas da
caulinita - representante dos minerais de argila na˜o expansivas. (B) Imagens de
raios-X do mineral (Bear, 1964)
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 13 / 37
Fase so´lida do solo - Noc¸o˜es de mineralogia de argilas
Tipo de argila - 2:1 - expansiva
Figura 2.6. Minerais de argila 2:1 do solo. (A) e (C) Estruturas esquema´ticas das
esmectitas (tipo montmorilonita)(Bear, 1964) - representante dos minerais de
argila expansivas. (B) Imagens de raios-X do mineral
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 14 / 37
Fase so´lida do solo - Capacidade de troca de ca´tions - CTC
Definic¸a˜o e Estimac¸a˜o/determinac¸a˜o da CTC e CTA
A CTC e´ o desequil´ıbrio de cargas (-); a CTA, o desequil´ıbrio de cargas (+);
Cargas negativas - A fonte prima´ria de cargas negativas, dependente de pH, e´
considerada ser o ganho ou perda de H+ de grupos funcionais nas superf´ıcies dos colo´ides
do solo. Os grupos funcionais incluem o hidrox´ılico [-OH], o carbox´ılico [-COOH], o
feno´lico [−C6H4OH] e o am´ınico [−NH2]. Desenvolve-se no pH da soluc¸a˜o do meio, que
regula a protonac¸a˜o e a desprotonac¸a˜o de grupos funcionais. O desenvolvimento de cargas
nos cristais de caulinita pode ter a representac¸a˜o da Figura 2.6.
Cargas ele´tricas do solo - podem ser constantes (mais comuns em argilas do tipo 2:1) e
varia´veis (mais pronunciadas em o´xidos de Fe e Al) e ainda oriundo da adsorc¸a˜o espec´ıfica
de aˆnions. Quanta a` natureza, as cargas do solo sa˜o positivas (+) e negativas (-) e
quanto ao cara´ter, constantes ou permanentes e varia´veis ou dependentes de pH.
Cargas constantes - substituic¸a˜o isomo´rfica de Si por Al ou Al por Mg e Fe(II) na laˆmina octae´drica. Ocorrem
em minerais de grade 2:1 e 2:1:1 e nas alofanas. Tem origem interna (dentro da rede cristalina) e manifestam-se
externamente. Constituem a maior parte das cargas (-) dos minerais 2:1 ou 2:1:1 e alofanas. Sa˜o sempre
negativas e na˜o ha´ evideˆncia de cargas positivas (+) nesses minerais.
Cargas varia´veis - a carga total de um solo varia em muitos solos com a variac¸a˜o do pH, no qual a carga e´
determinada (Figura 2.7);
As cargas positivas desenvolvidas em baixo pH e as desenvolvida em pH alto sa˜o coletivamente denominadas de
carga dependente de pH. A carga total do solo e´ a soma alge´brica das cargas positivas e negativas e a
contribuic¸a˜o relativa da carga permanente e da dependente de pH e´ func¸a˜o da composic¸a˜o dos colo´ides e do
ambiente ioˆnico no qual o solo foi formado.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 15 / 37
Fase so´lida do solo - Capacidade de troca de ca´tions - CTC
Cargas ele´tricas e CTC - dependentes e na˜o dependentes do pH do solo
Figura 2.7. Representac¸a˜o das mudanc¸as nas cargas ele´tricas positivas e negativas
com o pH do solo (Guenzi, 1974).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 16 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
A SE correlaciona-se com a CTC, influi na retenc¸a˜o e liberac¸a˜o de va´rias substaˆncias
qu´ımicas (incluindo nutrientes e certos poluentes potenciais do meio ambiente);
a SE condiciona a expansa˜o e a retenc¸a˜o de a´gua e as propriedades mecaˆnicas, como a
plasticidade, a coesa˜o e a resisteˆncia;
da´ı, a superf´ıcie do solo serve como um atributo auxiliar na predic¸a˜o do comportamento
do solo.
A SE e´ medida por:
⇒ A superf´ıcie espec´ıfica e´ medida por adsorc¸a˜o de ga´s N2, necessa´rio para formar a
camada monomolecular sobre a superf´ıcie inteira pela equac¸a˜o BET (Brunauer, Emmet &
Teller) - teoria da adsorc¸a˜o multicamada - conduzida no va´cuo e a temperaturas pro´ximas
ao ponto deebulic¸a˜o do N2 l´ıquido (−196o C);
⇒ a estimativa da SE pela ”medic¸a˜o” da a´rea de part´ıculas de geometria defin´ıvel
(p.ex., cu´bica, esfe´rica), pois sa˜o usados dados de ana´lise granulome´trica; apesar da pouca
precisa˜o, da´ uma razoa´vel ide´ia acerca da SE.
⇒ Inconveniente: As argilas tipo 2:1 e materiais orgaˆnicos do solo podem ter SE
interna '10× > que a externa.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 17 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
A SE correlaciona-se com a CTC, influi na retenc¸a˜o e liberac¸a˜o de va´rias substaˆncias
qu´ımicas (incluindo nutrientes e certos poluentes potenciais do meio ambiente);
a SE condiciona a expansa˜o e a retenc¸a˜o de a´gua e as propriedades mecaˆnicas, como a
plasticidade, a coesa˜o e a resisteˆncia;
da´ı, a superf´ıcie do solo serve como um atributo auxiliar na predic¸a˜o do comportamento
do solo.
A SE e´ medida por:
⇒ A superf´ıcie espec´ıfica e´ medida por adsorc¸a˜o de ga´s N2, necessa´rio para formar a
camada monomolecular sobre a superf´ıcie inteira pela equac¸a˜o BET (Brunauer, Emmet &
Teller) - teoria da adsorc¸a˜o multicamada - conduzida no va´cuo e a temperaturas pro´ximas
ao ponto de ebulic¸a˜o do N2 l´ıquido (−196o C);
⇒ a estimativa da SE pela ”medic¸a˜o” da a´rea de part´ıculas de geometria defin´ıvel
(p.ex., cu´bica, esfe´rica), pois sa˜o usados dados de ana´lise granulome´trica; apesar da pouca
precisa˜o, da´ uma razoa´vel ide´ia acerca da SE.
⇒ Inconveniente: As argilas tipo 2:1 e materiais orgaˆnicos do solo podem ter SE
interna '10× > que a externa.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 17 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
A SE correlaciona-se com a CTC, influi na retenc¸a˜o e liberac¸a˜o de va´rias substaˆncias
qu´ımicas (incluindo nutrientes e certos poluentes potenciais do meio ambiente);
a SE condiciona a expansa˜o e a retenc¸a˜o de a´gua e as propriedades mecaˆnicas, como a
plasticidade, a coesa˜o e a resisteˆncia;
da´ı, a superf´ıcie do solo serve como um atributo auxiliar na predic¸a˜o do comportamento
do solo.
A SE e´ medida por:
⇒ A superf´ıcie espec´ıfica e´ medida por adsorc¸a˜o de ga´s N2, necessa´rio para formar a
camada monomolecular sobre a superf´ıcie inteira pela equac¸a˜o BET (Brunauer, Emmet &
Teller) - teoria da adsorc¸a˜o multicamada - conduzida no va´cuo e a temperaturas pro´ximas
ao ponto de ebulic¸a˜o do N2 l´ıquido (−196o C);
⇒ a estimativa da SE pela ”medic¸a˜o” da a´rea de part´ıculas de geometria defin´ıvel
(p.ex., cu´bica, esfe´rica), pois sa˜o usados dados de ana´lise granulome´trica; apesar da pouca
precisa˜o, da´ uma razoa´vel ide´ia acerca da SE.
⇒ Inconveniente: As argilas tipo 2:1 e materiais orgaˆnicos do solo podem ter SE
interna '10× > que a externa.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 17 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
A SE correlaciona-se com a CTC, influi na retenc¸a˜o e liberac¸a˜o de va´rias substaˆncias
qu´ımicas (incluindo nutrientes e certos poluentes potenciais do meio ambiente);
a SE condiciona a expansa˜o e a retenc¸a˜o de a´gua e as propriedades mecaˆnicas, como a
plasticidade, a coesa˜o e a resisteˆncia;
da´ı, a superf´ıcie do solo serve como um atributo auxiliar na predic¸a˜o do comportamento
do solo.
A SE e´ medida por:
⇒ A superf´ıcie espec´ıfica e´ medida por adsorc¸a˜o de ga´s N2, necessa´rio para formar a
camada monomolecular sobre a superf´ıcie inteira pela equac¸a˜o BET (Brunauer, Emmet &
Teller) - teoria da adsorc¸a˜o multicamada - conduzida no va´cuo e a temperaturas pro´ximas
ao ponto de ebulic¸a˜o do N2 l´ıquido (−196o C);
⇒ a estimativa da SE pela ”medic¸a˜o” da a´rea de part´ıculas de geometria defin´ıvel
(p.ex., cu´bica, esfe´rica), pois sa˜o usados dados de ana´lise granulome´trica; apesar da pouca
precisa˜o, da´ uma razoa´vel ide´ia acerca da SE.
⇒ Inconveniente: As argilas tipo 2:1 e materiais orgaˆnicos do solo podem ter SE
interna '10× > que a externa.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 17 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
A SE correlaciona-se com a CTC, influi na retenc¸a˜o e liberac¸a˜o de va´rias substaˆncias
qu´ımicas (incluindo nutrientes e certos poluentes potenciais do meio ambiente);
a SE condiciona a expansa˜o e a retenc¸a˜o de a´gua e as propriedades mecaˆnicas, como a
plasticidade, a coesa˜o e a resisteˆncia;
da´ı, a superf´ıcie do solo serve como um atributo auxiliar na predic¸a˜o do comportamento
do solo.
A SE e´ medida por:
⇒ A superf´ıcie espec´ıfica e´ medida por adsorc¸a˜o de ga´s N2, necessa´rio para formar a
camada monomolecular sobre a superf´ıcie inteira pela equac¸a˜o BET (Brunauer, Emmet &
Teller) - teoria da adsorc¸a˜o multicamada - conduzida no va´cuo e a temperaturas pro´ximas
ao ponto de ebulic¸a˜o do N2 l´ıquido (−196o C);
⇒ a estimativa da SE pela ”medic¸a˜o” da a´rea de part´ıculas de geometria defin´ıvel
(p.ex., cu´bica, esfe´rica), pois sa˜o usados dados de ana´lise granulome´trica; apesar da pouca
precisa˜o, da´ uma razoa´vel ide´ia acerca da SE.
⇒ Inconveniente: As argilas tipo 2:1 e materiais orgaˆnicos do solo podem ter SE
interna '10× > que a externa.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 17 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Ca´lculos da superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
⇒ A superf´ıcie espec´ıfica de um material de solo e´ definida como a superf´ıcie de a´rea total de part´ıculas por unidade de massa
(am) ou volume (av ) ou ainda por unidade de volume global(ag ), com um todo:
am =
As
Ms
(3)
av =
As
Vs
(4)
ag =
As
Vt
(5)
Para o ca´lculo do diaˆmetro d de uma esfera, a raza˜o da superf´ıcie para o volume e´:
av =
pid2
pid3
6
=
6
d
(6)
e a raza˜o da superf´ıcie para a massa e´:
am =
6
ρs d
(7)
com part´ıculas de densidade de ≈ 2,65 gcm−3, temos, aproximadamente:
am ≈ 2,3/l
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 18 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Ca´lculos da superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas cu´bicas
Para um cubo de lado L, a raza˜o da superf´ıcie para o volume e´:
av =
6L2
L3
=
6
L
(8)
e a raza˜o da superf´ıcie para a massa e´, novamente:
am =
6
ρs L3
(9)
Assim, as expresso˜es para part´ıculas de dimenso˜es aproximadamente iguais, tais como os gra˜os
de areia e silte, sa˜o similares e o conhecimento da distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho
permite o ca´lculo da superf´ıcie espec´ıfica pela equac¸a˜o de somato´rio:
am =
6
ρs
.
1
d3i
=
6
ρs
.
n∑
i=1
ci
di
(10)
em que ci e´ frac¸a˜o da massa de part´ıculas de diaˆmetro me´dio di .
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 19 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Ca´lculos da superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas laminadas
Agora, vamos considerar uma part´ıcula laminada. A` guisa de argumento, vamos supor que a
laˆmina (placa) com forma quadrada, com lado L e espessura l . A raza˜o da superf´ıcie para o
volume e´:
av =
2L2 + 4Ll
L2l
(11)
e a raza˜o da superf´ıcie para a massa e´:
av = 2
L + ���
0
2l
l
 (12)
Se a lam´ınula e´ muito fina, de forma que a espessura l e´ desprez´ıvel (' 0), se comparada com a
dimensa˜o principal L e se a densidade de part´ıculas for igual ρs = 2,65 kg cm−3, enta˜o:
am ≈ 2,3/(ρs l)
am ≈0,7547/l
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 20 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Ca´lculos da superf´ıcie espec´ıfica das part´ıculas
Assim, estima-se asuperf´ıcie espec´ıfica se a espessura das lam´ınulas e´ conhecida:
A espessura de uma lam´ınula de montmorilonita dispersa e´ de ' 1 nm;
por isso, am = 7,547/10−7 (em que: 1.107 cm = 1 nm) ou 754 m2 g−1, pro´ximo do valor
estimado pela equac¸a˜o BET (800 m2 g−1);
se as part´ıculas de montmorilonita na˜o estiverem totalmente dispersas, as lam´ınulas teˆm
espessura de va´rias camadas unita´rias;
a espessura me´dia da lam´ınula de ilita (argila 2:1) e´ de 5 nm; da caulinita, de poucas
unidades (ou frac¸o˜es) de nm;
→ Pela Tabela 2.4 podemos verificar que:
Os diferentes tipos de argilas, o´xidos de ferro e mate´ria orgaˆnica possuem superf´ıcie
espec´ıfica, CTC e atividade coloidal muito variadas;
o espac¸amento basal das argilas caulin´ıticas e´ fixo (0,720 nm), porque na˜o sa˜o expansivas;
as esmectitas, devido a` expansibilidade, tem espac¸amento basal varia´vel de 0,98 a 1,80
nm;
a grande variac¸a˜o da superf´ıcie espec´ıfica dos o´xidos de ferro (e tambe´m de Al, Ti e Mn)
e´ devida ao maior ou menor grau de cristalizac¸a˜o;
a CTC e a atividade coloidal sa˜o varia´veis, isto e´, dependentes do pH do meio nas
caulinitas, nas micas, nos o´xidos de ferro e alum´ınio e na mate´ria orgaˆnica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 21 / 37
Fase so´lida do solo - Superf´ıcie espec´ıfica
Estimac¸a˜o de superf´ıcie espec´ıfica de part´ıculas do solo
Tabela 2.4. Superf´ıcie espec´ıfica (SE), espac¸amento basal (EB), diaˆmetro efetivo (DE),
capacidade de troca de ca´tions (CTC) e atividade coloidal (AC) de argilas, o´xidos de
ferro e mate´ria orgaˆnica.
Tipo de mineral EB SE DE CTC AC
nm m2 g−1 µm cmolc kg−1 cmolc kg−1
Caulinita 0,72 10-30 0,2-2,0 * *
Esmectitas 0,98-1,80 600-800 0,001-0,0001 80-120 alta
Vermiculita 1,00 600-800 - 12-150 alta
Mica - 70-120 - 20-40 *
Cloritas 7,00-15,00 - - alta
O´xidos de ferro - 100-400 - 1-5 *
Mate´ria orgaˆnica - 700∗∗ - * *
* A CTC e AC sa˜o varia´veis e dependentes do pH do solo.
** A SE e´ aparente, podendo ser aumentada com a elevac¸a˜o do pH. .
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 22 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lises granulome´tricas
Te´cnicas de dispersa˜o
⇒ A ana´lise mecaˆnica dos solos, conforme procedimentos padronizados
(Embrapa, 1997) e´ executada em treˆs fases:
O pre´-tratamento, a dispersa˜o do solo (qu´ımica e mecaˆnica) e a separac¸a˜o
de part´ıculas;
Va´rias modificac¸o˜es esta˜o sendo empregadas, por causa do comportamento
diferenciado dos solos (grau de intemperismo, natureza das argilas,
composic¸a˜o qu´ımica, etc.);
Como a maioria das te´cnicas sa˜o relativamente demoradas e de altos custos,
simplificac¸o˜es diversas;
Kettler et al. desenvolveram um me´todo ra´pido de separac¸a˜o de part´ıculas,
para uso na avaliac¸a˜o da qualidade do solo, encontraram relac¸o˜es estreitas
com os me´todos padronizados.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 23 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lise granulome´trica
Pre´-tratamento e dispersa˜o das amostras de solo
⇒ O pre´-tratamento consiste na remoc¸a˜o dos agentes cimentantes, ı´ons floculantes e sais solu´veis, que podem interferir na
dispersa˜o e na estabilizac¸a˜o da suspensa˜o do solo.
Remoc¸a˜o da mate´ria orgaˆnica - feita em solos com teores de carbono > 50 g kg−1 pela oxidac¸a˜o com pero´xido de
hidrogeˆnio (H2O2);
Remoc¸a˜o dos o´xidos (Fe, Al) - feita com ditionito-citrato-bicarbonato de so´dio (DCB);
Remoc¸a˜o de carbonatos (Ca, Mg) - feita com a´cido clor´ıdrico dilu´ıdo (HCl);
Remoc¸a˜o de sais solu´veis - feita por lixiviac¸a˜o (dia´lise) dos sais com a´gua destilada.
⇒ O solo, em estado natural, encontra se na forma de agregados→ Necessidade de remoc¸a˜o dos agentes cimentantes e
desfloculac¸a˜o dos agregados com agitac¸a˜o mecaˆnica + dispersantes.
A desfloculac¸a˜o do solo e´ feita com reagentes qu´ımicos dispersantes e agitac¸a˜o mecaˆnica:
Os dispersantes qu´ımicos usados para deslocar os ca´tions adsorvidos a` argila, particularmente ca´tions di- e trivalentes e´
o so´dio, que tem a habilidade de aumentar a hidratac¸a˜o das micelas de argilas, causando efeito de repulsa˜o, em vez de
coalesceˆncia, como ocorre no estado floculado;
A agitac¸a˜o mecaˆnica e´ complementar a` dispersa˜o qu´ımica e, na maioria dos casos, ambas sa˜o indispensa´veis. Quando
na˜o se consegue dispersar completamente o solo, a argila flocula, formando agregados, que se sedimentam, como se
fossem part´ıculas maiores, isto e´, do tamanho de silte ou areia. Da´ı, ocorrerem resultados distorcidos da ana´lise
mecaˆnica do solo, isto e´, o teor de argila determinado e´ menor do que o real e geralmente maior o teor de silte;
Os principais dispersantes qu´ımicos usados sa˜o o NaOH 0,1 molar, para solos com baixos teores de ca´lcio, magne´sio,
pota´ssio, etc. O metafosfato de so´dio (ou o Calgon - metafosfato de so´dio + carbonato de so´dio) e´ obrigatoriamente
usado em solos de origem calca´ria. A dispersa˜o ou agitac¸a˜o mecaˆnica e´ feita por agitac¸a˜o alternativa, agitac¸a˜o circular e
vibrac¸a˜o ultrassoˆnica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 24 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lise granulome´trica
Pre´-tratamento e dispersa˜o das amostras de solo
⇒ O pre´-tratamento consiste na remoc¸a˜o dos agentes cimentantes, ı´ons floculantes e sais solu´veis, que podem interferir na
dispersa˜o e na estabilizac¸a˜o da suspensa˜o do solo.
Remoc¸a˜o da mate´ria orgaˆnica - feita em solos com teores de carbono > 50 g kg−1 pela oxidac¸a˜o com pero´xido de
hidrogeˆnio (H2O2);
Remoc¸a˜o dos o´xidos (Fe, Al) - feita com ditionito-citrato-bicarbonato de so´dio (DCB);
Remoc¸a˜o de carbonatos (Ca, Mg) - feita com a´cido clor´ıdrico dilu´ıdo (HCl);
Remoc¸a˜o de sais solu´veis - feita por lixiviac¸a˜o (dia´lise) dos sais com a´gua destilada.
⇒ O solo, em estado natural, encontra se na forma de agregados→ Necessidade de remoc¸a˜o dos agentes cimentantes e
desfloculac¸a˜o dos agregados com agitac¸a˜o mecaˆnica + dispersantes.
A desfloculac¸a˜o do solo e´ feita com reagentes qu´ımicos dispersantes e agitac¸a˜o mecaˆnica:
Os dispersantes qu´ımicos usados para deslocar os ca´tions adsorvidos a` argila, particularmente ca´tions di- e trivalentes e´
o so´dio, que tem a habilidade de aumentar a hidratac¸a˜o das micelas de argilas, causando efeito de repulsa˜o, em vez de
coalesceˆncia, como ocorre no estado floculado;
A agitac¸a˜o mecaˆnica e´ complementar a` dispersa˜o qu´ımica e, na maioria dos casos, ambas sa˜o indispensa´veis. Quando
na˜o se consegue dispersar completamente o solo, a argila flocula, formando agregados, que se sedimentam, como se
fossem part´ıculas maiores, isto e´, do tamanho de silte ou areia. Da´ı, ocorrerem resultados distorcidos da ana´lise
mecaˆnica do solo, isto e´, o teor de argila determinado e´ menor do que o real e geralmente maior o teor de silte;
Os principais dispersantes qu´ımicos usados sa˜o o NaOH 0,1 molar, para solos com baixos teores de ca´lcio, magne´sio,
pota´ssio, etc. O metafosfato de so´dio (ou o Calgon - metafosfato de so´dio + carbonato de so´dio) e´ obrigatoriamente
usado em solos de origem calca´ria. A dispersa˜o ou agitac¸a˜o mecaˆnica e´ feita por agitac¸a˜o alternativa, agitac¸a˜o circular e
vibrac¸a˜o ultrassoˆnica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 24 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lises granulome´tricas
Te´cnicas de separac¸a˜o de part´ıculas por tamanho
⇒ A separac¸a˜o de part´ıculas por tamanho e´ feita por:
O peneiramento e´ empregado ate´ o limite de 0,05 mm (silte); ate´ essa faixa
ainda e´ poss´ıvel a separac¸a˜o por peneiramento, porque as part´ıculas ainda
na˜o apresentam atividade f´ısico-qu´ımica relevante;
as tentativas para separar part´ıculas menores do que 0,05 mm por
peneiramento teˆm apresentado erros por causa das cargas eletroqu´ımicas da
frac¸a˜o menor que osilte e argila possuem;
abaixo de 0,05mm usa-se a separac¸a˜o por sedimentac¸a˜o das part´ıculas, uma
vez que ja´ possuem atividade de superf´ıcie no solo;
a te´cnica baseia-se na medic¸a˜o da velocidade de sedimentac¸a˜o de part´ıculas
de va´rios tamanhos em suspensa˜o aquosa;
a velocidade de sedimentac¸a˜o das part´ıculas do solo e´ estimada pela lei de
Stokes, que tem o seguinte enunciado:
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 25 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lises granulome´tricas
Velocidade de sedimentac¸a˜o - Lei de STOKES
Inicialmente, aumenta a velocidade de queda da part´ıcula. Eventualmente,
um ponto e´ alcanc¸ado no qual a forc¸a de resisteˆncia crescente se iguala a`
forc¸a cont´ınua descendente (Fg ) gravitacional, e a part´ıcula enta˜o continua
caindo sem acelerac¸a˜o a uma velocidade constante, ou velocidade terminal
ut . A forc¸a (Fg ) expressa por:
Fg =
4
3pir 3(ρs − ρf )g (13)
em que: 4pir 3 e´ o volume da esfera (part´ıcula); ρs , a densidade da part´ıcula;
ρf , a densidade do flu´ıdo; e g , a acelerac¸a˜o da gravidade;
Igualando-se as duas forc¸as, obte´m-se a lei de STOKES:
u
2
9
.
r 2g
η
(ρs − ρf ) = d
2g
18η
(ρs − ρf ) (14)
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 26 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lises granulome´tricas
Velocidade de sedimentac¸a˜o
⇒ Lei de STOKES
Pressupondo-se que a velocidade terminal seja alcanc¸ada quase
instantaneamente, podemos obter o tempo t necessa´rio para a part´ıcula cair
de uma altura h:
t =
18hη
d2g(ρs − ρf ) (15)
Rearranjando e resolvendo para o diaˆmetro das part´ıculas, obte´m-se:
d =
√
18hη
tg(ρs − ρf ) , (16)
em que: d e´ o diaˆmetro da part´ıcula.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 27 / 37
Fase so´lida do solo - Aplicac¸a˜o da lei de Stokes
Me´todo da pipeta
O me´todo da pipeta foi idealizado nos idos de 1920, independentemente por Robinson, na
Inglaterra, por Thomas e Gardner nos Estados Unidos da Ame´rica e por Jennings e Krauss
na Alemanha;
baseia-se na teoria de Oden que, por sua vez, e´ uma aplicac¸a˜o da lei de Stokes (1851);
Embora simples e preciso, o me´todo e´ trabalhoso. Consiste em pipetar volumes conhecidos
de uma amostra dispersa, a uma dada profundidade, na suspensa˜o a tempos regulares
apo´s o in´ıcio da sedimentac¸a˜o. Pela lei de Stokes e´ poss´ıvel, com aux´ılio da equac¸a˜o (15),
part´ıculas que ainda permanecem em suspensa˜o em profundidades e tempos pre´
determinados. A metodologia padra˜o encontra-se em Day (1965).
⇒ Visualizac¸a˜o do processo
Vamos supor um plano hipote´tico na altura hi , abaixo da superf´ıcie da suspensa˜o. Com a
equac¸a˜o (2.15) pode-se calcular o tempo ti necessa´rio para que todas as part´ıculas com
um diaˆmetro igual ou maior do que di caiam abaixo de dado plano apo´s o in´ıcio (tempo
zero, to ) da sedimentac¸a˜o;
Em um dado momento a concentrac¸a˜o de todas as part´ıculas com diaˆmetros menores
(com velocidades menores do que hi ti ), permanece constante no plano em considerac¸a˜o,
uma vez que o nu´mero dessas part´ıculas alcanc¸ando o plano hi , a partir de cima, deve ser
igual ao nu´mero caindo atra´s dele
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 28 / 37
Fase so´lida do solo - Aplicac¸a˜o da lei de Stokes
Me´todo da pipeta
Figura 2.8. Vista da amostragem de uma suspensa˜o de solo com pipeta no plano hi
Por exemplo, para pipetar uma al´ıquota que represente o limo (silte) deve- se, assim, calcular o tempo de sedimentac¸a˜o
da areia muito fina, porque nesse tempo todas as part´ıculas maiores (limite inferior da areia muito fina) ja´ se encontram
abaixo da altura hi e acima se encontram as part´ıculas menores.
Por isso, medindo a concentrac¸a˜o das part´ıculas de diaˆmetro di neste plano no tempo ti , consegue-se calcular a massa
total de part´ıculas originalmente presentes na suspensa˜o, a partir do volume de a´gua no cilindro (Figura 2.8).
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 29 / 37
Fase so´lida do solo - Aplicac¸a˜o da lei de Stokes
Restric¸o˜es ao uso da lei de Stokes em solos
⇒ O uso da lei de Stokes depende de certas suposic¸o˜es simplificantes, que na˜o esta˜o de acordo
com a realidade:
Na realidade, as part´ıculas do solo, embora r´ıgidas, na˜o sa˜o esfe´ricas e nem lisas e
algumas tem formato laminar. Assim, o diaˆmetro calculado a partir da velocidade de
sedimentac¸a˜o na˜o corresponde necessariamente a`s dimenso˜es reais da part´ıcula;
Por isso, os resultados de ana´lise mecaˆnica baseados no peneiramento podem diferir
daqueles de uma ana´lise de sedimentac¸a˜o das mesmas part´ıculas. Ale´m disso, as
part´ıculas do solo na˜o tem todas a mesma densidade;
A maioria dos silicatos tem densidade de part´ıculas ρs = 2,6 a 2,7 kg dm−3; os o´xidos de
ferro podem ter densidades superiores a 5 kg dm−3;
Da´ı, termos na ana´lise mecaˆnica resultados apenas aproximados, que nada informam sobre
o tipo de argila. Entretanto, a sua precisa˜o e´ suficiente para a maioria das ana´lises
granulome´tricas de solos, com fins agronoˆmicos e de engenharia.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 30 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lise granulome´trica
Me´todo do dens´ımetro ou hidroˆmetro de Bouyoucos
O me´todo de Bouyoucos mede a densidade de uma suspensa˜o de solo disperso a uma dada profundidade em func¸a˜o do
tempo com um hidroˆmetro (dens´ımetro) padronizado;
A densidade da suspensa˜o muda com o passar do tempo, na medida em que as part´ıculas maiores e progressivamente as
menores ”emigram” da regia˜o da suspensa˜o sendo medida;
Com o hidroˆmetro padronizado, um tempo de sedimentac¸a˜o de 40 (quarenta) segundos a 20o C e´ usado para medir a
concentrac¸a˜o de silte + argila (ja´ tendo sedimentado toda a areia) e um tempo de 4 (quatro) horas e´ necessa´rio para
medir toda a argila;
Deve-se fazer a correc¸a˜o para a temperatura, densidade de part´ıculas ou concentrac¸a˜o de suspenso˜es, quando estas
aumentam. Entretanto, devemos lembrar que as determinac¸o˜es feitas com o hidroˆmetro de Bouyoucos sa˜o menos
precisas do que as feitas pela te´cnica da pipeta (Figura 2.9).
Figura 2.9. Ilustrac¸a˜o do hidroˆmetro de Bouyoucos para medir a densidade da suspensa˜o de solos dispersos.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 31 / 37
Fase so´lida do solo - Ana´lise granulome´trica
Argila dispersa em a´gua e ı´ndice de floculac¸a˜o
Em levantamentos pedolo´gicos, ale´m das ana´lises granulome´tricas de rotina, determina-se
o teor de argila dispersa em a´gua (Embrapa, 1997), a partir de que e´ calculado o ı´ndice de
floculac¸a˜o;
Vem sendo usada com um ı´ndice de qualidade do solo, pois a argila dispersa e´ relacionada
com a desestruturac¸a˜o e, ou, desagregac¸a˜o do solo. Por isso e´ um bom ı´ndice de
erodibilidade do solo, ale´m de representar tambe´m a atividade da frac¸a˜o argila;
O ı´ndice de floculac¸a˜o e´ calculado pela expressa˜o:
IF =
T − A
T
.100 (17)
em que: IF e´ o ı´ndice de floculac¸a˜o (%); T , a frac¸a˜o de argila total (%); e A, a frac¸a˜o de
argila dispersa em a´gua (%);
Em alguns casos os horizontes superficiais podem apresentar teores mais elevados de
argila dispersa em a´gua, quando comparados com os horizontes subsuperficiais. Isso pode
ser associado com a mate´ria orgaˆnica, que libera cargas ele´tricas;
Nos Latossolos, na sua maioria, ha´ baixos teores de argila dispersa em a´gua, o que pode
ser interpretado como uma consequeˆncia da baixa atividade da frac¸a˜o argila, mas os
o´xidos, em especial os de Al, possuem forte poder floculante.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 32 / 37
Fase so´lida do solo - Resoluc¸a˜o de problemas
Problema 1
⇒ Determinar as classes texturais de diversos solos, usando e o triaˆngulo textural, utilizando os
dados da Tabela 2.4.1,a distribuic¸a˜o de part´ıculas por tamanho do USDA e o triaˆngulo textural
da SBCS:
Tabela 2.4.1. Distribuic¸a˜o (%) das part´ıculas por tamanho de va´rios solos.
Solos Faixas granulome´tricas de part´ıculas de solos por tamanho (mm)
<0,002 0,002-0,02 0,02-0,01 0,01-0,5 0,50-0,25 0,25-2,00
a 5 10 20 25 20 20
b 6 9 30 30 15 10
c 10 30 10 20 30 30
d 4 6 10 20 30 30
Soluc¸a˜o:
areia=40%; silte=45%; argila=15%. → Classe de solo: barrento.
areia=25%; silte=60%; argila=15%. → Classe de solo: siltoso-barrento (franco).
areia=15%; silte=25%; de argila=60%. → Classe de solo: argila.
areia=60%; de silte=30%; de argila=10% . → Classe de solo: areia-barrento.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 33 / 37
Fase so´lida do solo - Resoluc¸a˜o de problemas
Problema 2
⇒ Usando a lei de Stokes, calcular o tempo necessa´rio para sedimentar todas as part´ıculas de
areia com diaˆmetro > 50 µm numa suspensa˜o aquosa a 30o C , ate´ a profundidade de 20, 40 e
60 cm. Quanto tempo e´ necessa´rio para sedimentar todas as part´ıculas de silte (> 2 µm) e de
argila grossa (> 1 µm)?
Vamos utilizar a lei de STOKES:
t =
18hη
d2g(ρs − ρf )
(18)
em que: g e´ a acelerac¸a˜o da gravidade (981 cm s−2; h), 20 cm (ou qualquer outra altura); η,
0,008 cm s−1 (viscosidade, em poise); d , o diaˆmetro das part´ıculas (cm); ρs , a densidade de
part´ıculas (2,65 kg dm−3); e ρf , a densidade do flu´ıdo (a´gua=1,0 kg dm−3)
Areia
t= 18.20(8.10
−3)
(50.10−4)2.981(2,65−1,00)
∼= 71 segundos
Silte
t= 18.20(8.10
−3)
(2.10−4)2.981(2,65−1,00)
∼= 44.815 segundos
Argila ”grossa”
t= 18.20(8.10
−3)
(1.10−4)2.981(2,65−1,00)
∼= 177.984 segundos
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 34 / 37
Fase so´lida do solo - Resoluc¸a˜o de problemas
Problema 3
⇒ Calcule a a´rea de superf´ıcie espec´ıfica aproximada de uma areia composta da
seguinte faixa de tamanhos de part´ıculas:
Tabela 2.4.3. Superf´ıcie espec´ıfica (SE), espac¸amento basal (EB), diaˆmetro efetivo (DE) e
capacidade de troca de ca´tions (CTC) e atividade coloidal (AC) de argilas, o´xidos e mate´ria
orgaˆnica.
Diaˆmetro me´dio 1 mm 0,5 mm 0,2 mm 0,1 mm
% por massa 40 30 20 10
Vamos usar a expressa˜o:
am =
6
ρs
.
n∑
i=1
ci
di
am=
6
2,65
( 0,4
0,1
+ 0,3
0,5
+ 0,2
0,02
+ 0,1
0,01
)=0,006792 m2 g−1
Nota: O diaˆmetro menor do que 0,01 cm representa so´ 10% da massa, mas e´ responsa´vel por
um terc¸o da a´rea de superf´ıcie espec´ıfica.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 35 / 37
Fase so´lida do solo - Resoluc¸a˜o de problemas
Problema 4
⇒ Estime a superf´ıcie espec´ıfica aproximada (m2 g−1) de um solo composto de 10% de areia grossa (� me´dio de 0,1 cm),
20% de areia fina (� me´dio de 0,01 cm), 30% de silte (� me´dio de 0,002cm); 20% de argila caulinita (espessura me´dia de 40
nm) (=10.10−8 cm) da lam´ınula; 10% de argila ilita de 5,0 nm e 10% de argila montmorilonita (espessura me´dia de 1,0 nm).
Qual e´ a % da superf´ıcie espec´ıfica total ocupada por cada frac¸a˜o granulome´trica?
– SE das frac¸o˜es das areias + silte
am1 =
6
2,65
( 0,1
0,1
+ 0,2
0,01
+ 0,3
0,02
)=0,03872 m2 g−1
– SE das frac¸o˜es das argilas
As frac¸o˜es das argilas sera˜o calculadas, separadamente, pela expressa˜o:
am ≈ 0,7547/l
am2 =
0,2.0,7547
400.10−8 =3,7735 m
2 g−1 −→ caulinita
am3 =
0,2.0,7547
50.10−8 =15,0940 m
2 g−1 −→ ilita
am4 =
0,2.0,7547
10.10−8 =75,470 m
2 g−1 −→ montmorilonita
– Superf´ıcie espec´ıfica total
Sera´ estimada pelo somato´rio de todas as frac¸o˜es individuais:
am = am1 + am2 + am3 + am4
am=(0,0387 + 3,7735 + 15,0940 + 75,4700) m
2 g−1 = 94,3375 m2 g−1
Finalmente, ainda podemos calcular a porcentagem da a´rea ocupada por uma frac¸a˜o espec´ıfica, como, por exemplo:
– Porcentagem da frac¸a˜o ocupada pela frac¸a˜o argila
94,3762−−−−−−−−−−−−−−−−100
94,3375−−−−−−−−−−−−−−−−x
x=99,59 porcento da SE total
– Porcentagem da frac¸a˜o ocupada pela montmorilonita
94,3762−−−−−−−−−−−−−−−−100
75,4700−−−−−−−−−−−−−−−−x
x=79,97 porcento da SE total
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 36 / 37
Fase so´lida do solo
Refereˆncias bibliogra´ficas
Soil Survey Stuff. Soil Conservation Service. Soil survey manual. Washington, D.C, .U.S: Department of Agriculture.
1951. 503p. [Handbook, 18]
Embrapa. Centro Nacional de Pesquisa de Solos.(Rio de Janeiro, RJ). Procedimentos normativos de levantamentos
pedolo´gicos/Humberto Gonc¸alves dos Santos et al.. Bras´ılia: Embrapa-SPI. 1995. 101p. il.
Day, P.R. Particle fractionation and particle size analysis..In: Black, C.A. et al., eds, Methdos of soil analysis; physical
and mineralogical properties, including, statistics of measurement and sampling. Madison, WI: American Society of
Agronomy, cap.43, p.545-567. 1965. [Agronomy, 9].
Stokes, G.G. On the effect of the internal friction of fluids on the motion of pendulums.Cambridge: Trans.Cambridge
Phil.Soc., v.9, p.8 106. 1851.
Brunauer, S.L.; Emmet, P.H.; Teller, E. Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Am. Chem. Soc., v.60, p.309.
1938.
Embrapa. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro).Manual de me´todos de ana´lise de solo. 2 ed. ver. atual.
Rio d Janeiro: CNPS-EMBRAPA. 1997. 212 p.
Hwang, S.Il e Powers, S.E. Using particle-size distribution models to estimate soil hydraulic properties. Madison, WI: Soil
Sci. Soc. Am. J. v.67, p.1102-1112. 2003.
Arya, L.M.; Leij, L.J.; Shouse, P.J.’; Genuchten, M. Th. van. Relation between the hydraulic conductivity function and
the particle-size distribution. Madison, WI: Soil Sci. Soc. Am. J. v.63, p.1063-1070. 1999.
Medina, H.M.; Taravally, M.; Valle, A. del; Ruiz, M.E. Estimating soil water retention curve in rhodic ferralsols from
basic soil data. Amsterdam, NL: Geoderma, v.108, p.277-285. 2002.
Prof.H.J. Kliemann (PVNS/CAPES/MEC) F´ısica do Solo ... 37 / 37