Aula 5 Consistência Grad 2018 1

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Fase sólida:
Consistência do solo
Consistência do solo
► É a manifestação das forças físicas de coesão e adesão
atuando em diferentes condições de umidade do solo
► É uma resposta do solo à ação de forças externas que
tendem a deformá-lo, promovendo fraturas, compressão ou fluxo
da matriz porosa (colapsar agregados)
► Força Tangenciais
Tração de hastes de
preparo de solo,
semeadoras etc.
Aplicação de tensões no solo = aplicação de forças externas
► Forças Normais
Tráfego de animais,
máquinas, pessoas etc.
► Raízes de plantas
Consistência do solo
► Coesão
Atração entre partículas de mesma natureza (S-S; L-L) devido:
- Atração eletrostática entre superfícies (cargas + e -)
- Atração molecular (forças de Van der Waals)
- Materiais coloidais (ex. argila fina + areia)
- Pontes catiônicas etc.
Consistência do solo
► f (ASE, H2O, distância e orientação das partículas)
► Adesão
Atração entre partículas de naturezas distintas (S-L; S-M) devido:
-f (H2O)
- Quanto menor o diâmetro partículas, maior é a força de adesão?
- Tensão superficial da água (interface água-ar)
Consistência do solo
Coesão x Adesão x Tensão superficial
Estados de 
umidade 
Seco Úmido Molhado 
Teor de água
Equilíbrio
com o ar
Abaixo
da CC
Capacidade de 
campo (CC)
Acima
da CC
Predomina 
fase líquida
Formas de
consistência
Tenaz
(duro)
Friável Plástica
Pegajosa
(aderente)
Fluída
Consistência do solo
1
2 3 4
5
Formas de consistência do solo
Pontos de 
contato
Efeito 
cimentante
minimizado
Manejo
Efeito 
lubrificante
Compactação
Capacidade 
de hidratação
Qtde. de água:
> saturação
Estados de 
umidade 
Seco Úmido Molhado 
Teor de água
Equilíbrio
com o ar
Abaixo
da CC
Capacidade de 
campo (CC)
Acima
da CC
Predomina 
fase líquida
Formas de
consistência
Tenaz
(duro)
Friável Plástica
Pegajosa
(aderente)
Fluída
Consistência do solo
A
d
ap
ta
d
o
d
e
A
m
ar
o
F
ilh
o
et
al
.(
20
08
)
Friabilidade Plasticidade
Pegajosidade
Consistência do solo: percepção tátil-visual
► Solo seco: coesão é máxima e não há adesão (caracterizado pela
dureza). Solo altamente resistente
► Solo úmido: ambas, coesão e adesão ocorrem juntas, porém coesão e
adesão . Solo menos suscetível à compactação
► Solo molhado: adesão (máx. a mín.) e coesão mínima
Grau de molhamento:
1. Plástica: solo deforma com aplicação pressão e após remoção desta, não retorna à
condição original
H2O: Lubrificante
2. Pegajosa: idem à plástica, porém após separação há aderência aos dedos
H2O: Hidratação
3. Fluída: solo saturado pode fluir sob pressão ou por ação da força gravitacional
(é possível cultivar?)
Consistência do solo: resumo
Exemplos de formas
de consistência do solo
Estados de 
umidade 
Seco Úmido Molhado 
Teor de água
Equilíbrio
com o ar
Abaixo
da CC
Capacidade de 
campo (CC)
Acima
da CC
Predomina 
fase líquida
Formas de
consistência
Tenaz
(duro)
Friável Plástica
Pegajosa
(aderente)
Fluída
Consistência do solo: Limites de Atterberg (1912)
A
d
ap
ta
d
o
d
e
A
m
ar
o
F
ilh
o
et
al
.(
20
08
)
1. Limite de contração – LC
2. Limite de plasticidade – LP
3. Limite de liquidez – LL
4. Índice de plasticidade – IP
1. Limite de contração – LC
- Menor teor de água onde permanece somente água residual, não sendo
possível sua utilização pelas plantas
- Relação deformação e preparo do solo?
► Limites de Atterberg (1912)
Consistência do solo: Como determinar?
2. Limite de plasticidade – LP
- É o menor conteúdo de água em que o solo apresenta mínima coesão e pode ser
moldado por forças externas para formar um cilindro: filmes de água
- Difícil determinar em solos não plásticos (solos arenosos)
- Base: Conteúdo de água em que um “cilindro” de solo úmido passa a se romper
- Umidade máxima e limite para tráfego de máquinas em lavouras
- Apresenta boa relação com CTC e carbono orgânico do solo
Nota: resistência ao cisalhamento é mínima. Preparo do solo?
► Limites de Atterberg (1912)
Consistência do solo: Como determinar?
Limite de plasticidade:
Ruptura do cilindro (Ø 3 mm x 100 mm)
Materiais:
vidro esmerilhado, balança, frascos, estufa
3. Limite de liquidez – LL
- É o menor teor de água com que o solo flui pela
ação de sua própria massa
- Sofre maior influência do carbono orgânico do solo.
Implicações?
Num mesmo solo pode variar com o manejo
- Metodologia
12 < Nº batidas < 38
Correção para 25 batidas
- Material
Aparelho de Casagrande
► Limites de Atterberg (1912)
Im
ag
em
da
in
te
rn
et
y = -0.0046x + 0.6494
R² = 0.9551
0.48
0.50
0.52
0.54
0.56
0.58
15 20 25 30 35
U
m
id
ad
e 
g
ra
vi
m
ét
ri
ca
 (
g
/g
)
N = número de batidas no
Aparelho de Casagrande
Determinação do Limite de liquidez
Batidas ΘN (g/g)
18 0,57
22 0,54
28 0,52
32 0,50
30 0,52
LL = 0,5344 g g-1
► Limites de Atterberg (1912)
LL = ΘN / (1,419 – 0,3 log N)
ou
LL = ΘN (N / 25)
0,12
4. Índice de Plasticidade – IP
- Intervalo entre LP (umidade limite para tráfego/manejo) e LL (solo flui)
- Faixa umidade que solos coesivos apresentam propriedades de material plástico
- Comparação entre solos
- Adimensional (embora relacionado com H2O)
Índice de plasticidade (%, g/g) Consistência do solo
<1 Sem plasticidade
1 a 7 Fracamente plástico
>7 até 15 Medianamente plástico
Acima de 15 Altamente plástico
IP (%, g/g) = (LL – LP) x 100
► Limites de Atterberg (1912)
► Depende
- Textura: diâmetro de partículas
- Mineralogia: solos com predomínio de 2:1 x 1:1 x Óxidos (Fe, Al)
- MOS: relacionado com retenção de água
- Estrutura: agregação x retenção de água
Consistência do solo
(“2:1”)
► Influencia
- Momento de preparo e cultivo do solo
- Resistência à penetração de raízes (tenacidade)
- Erodibilidade (coesão: solos argilosos x arenosos)
- Estrutura: estabilidade de agregados (seco x úmido)
Consistência do solo
Umidade do solo
Exemplo de aplicação
► Identifique as formas de consistência do solo:
Consistência de um Latossolo Vermelho Distrófico
S
ilv
a 
et
 a
l. 
(2
00
4)
Aplicação de tensões (cargas) no solo:
Comportamento da matriz porosa
Tensões no solo
Aplicação de forças (externas; internas)
► Compressão ► Cisalhamento 
F
F
► Pressão aplicada ao solo por diferentes tipos de tráfego
Adaptado de Klein (2008)
Danos provocados
ao solo pelo tráfego
de máquinas
Mesma massa sobre 
diferentes pneus
agrícolas e seu 
recalque no solo
Disposição das lonas 
(tranças) em pneus agrícolas
Determinação da umidade do solo
1- Método termogravimétrico, padrão
Ug (g/g) = (massa H2O) / (massa sólidos) ou Ug (g/g) = Uv / Ds
1º. Estufa:
• 105 ºC; ≥ 24 h
2º. Micro-ondas:
• Aquecimento: 20 min
• Repouso: 5-10 min
• Aquecimento final: 10 min
Imagens da web
Determinação da umidade do solo
2- Técnicas eletromagnéticas
Reflectometria no domínio do tempo - TDR
• “Era” do telégrafo
• Necessidade de calibração
Imagens da web
Determinação da umidade do solo
3- Técnicas nucleares
Sonda de nêutrons – não destrutiva
Im
ag
em
 d
a 
w
eb
Não há necessidade de 
coletar amostras
Possibilita a realização 
de medições repetidas
Medição instantânea
Custo elevado
Radioativo
Influência da MOS e 
raízes
Inadequado para 
leituras à superfície
Determinação da umidadedo solo
3- Técnicas nucleares - Sonda de nêutrons
• Fonte de nêutrons rápidos (Am-Be)
Interação com “H” e materiais orgânicos 
• Necessidade de calibração
U
m
id
ad
e
 v
o
lu
m
ét
ri
ca
m
3
/ 
m
3
Contagem relativa, CR
K
le
in
 (
2
0
1
4
)
Determinação da umidade do solo
3- Técnicas nucleares - Sonda de nêutrons
• Exemplo de aplicação:
Após a medição com uma sonda de nêutrons, calibrada conforme a 
figura anterior, qual a umidade do solo quando a CR = 1,7?
U
m
id
ad
e
 v
o
lu
m
ét
ri
ca
m
3
/ 
m
3
Contagem relativa de nêutrons lentos
K
le
in
 (
2
0
1
4
)
Determinação da umidade do solo
4- Outras técnicas
• Atenuação de raios gama
Imagem da web
Determinação da umidade do solo
4- Outras técnicas
• Blocos de resistência elétrica (blocos de gesso / náilon) – não destrutivo
Efeito da salinidade do solo versus
[sais], textura, densidade do bloco de gesso
Im
ag
en
s 
d
a 
w
eb
Determinação da umidade do solo
4- Outras técnicas
• Método do acetileno: carbureto de cálcio + água = acetileno
Im
ag
en
s 
d
a 
w
eb
Quando a umidade do solo é importante ser 
expressa em termos volumétricos?