Física do Solo - Prof. Doutor Alvaro Pires da Silva
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do hidrômetro, a amostra dispersada 
é colocada numa proveta e um hidrômetro é usado para determinar o peso das 
partículas que permanecem em suspensão após diferentes tempos de sedimentação 
(d). (Foto cortesia de R. Weil). 
 
 
 
 
FIGURA 1.9 Distribuição do tamanho de partículas de três solos com ampla variação de textura. 
Note que há uma transição gradual na distribuição do tamanho de partículas em cada um destes 
solos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUADRO 1.3 LEI DE STOKES E O CÁLCULO DO DIÂMETRO DE 
PARTÍCULAS PELO MÉTODO DA SEDIMENTAÇÃO 
 
A dedução da Lei de Stokes mostra que a velocidade (V) de uma partícula em 
sedimentação através de um fluido é diretamente proporcional à aceleração da gravidade (g), à 
diferença entre a densidade de partículas e a densidade do fluido (Dp \u2013 Df) e ao quadrado do diâmetro 
de partículas efetivoa (d2). A velocidade de deposição é inversamente proporcional à viscosidade do 
fluido \u3b7. Como velocidade é igual à distância (h) sobre tempo (t), pode-se escrever a Lei de Stokes da 
seguinte maneira: 
V=
( )
\u3b718
2
fp DDgd
t
h \u2212= 
 
na qual: g = aceleração da gravidade = 9,81 Newton por quilograma (9,81 N/kg); 
\u3b7 = viscosidade da água a 20 °C = 1/1000 Newton\u2013segundos por m2 (10 \u20133 Ns/m2); 
Dp = densidade das partículas sólidas, para muitos solos = 2,65 x 103 kg/m3; 
Df = densidade do fluido (água) = 1,0 x 103 kg/m3; 
 
Substituindo esses valores na equação, podemos escrever: 
 ( )
23
33332
/1018
/100,1/1065,2/81,9
mNs
mkgmKgKgNd
t
hv ×
×\u2212×××== 
 
=
( ) 2
23
33
/1018
/1065,1/81,9 d
mNs
mkgKgN ××
××
 
 
= 22
33
/018,0
/1019,16 d
mNs
mN ×× = 2
5109 dkd
sm
×=×× 
na qual: 
sm
k
5109×= 
 
Note que V = kd2 é a fórmula simplificada mostrada no texto. 
 
Considerando solo em suspensão em um recipiente com 0,1 m (10 cm) de profundidade. Pode-se 
calcular o tempo de sedimentação necessário para que haja apenas partículas de argila em suspensão. 
 
Estabelecendo-se: h = 0,1 m 
 d = 2.10-6 m (0,002 mm, menores partículas de silte) 
 
Colocando-se t em evidência: 
kd
ht
kdh
tkd
t
h
22
2 1 =\u21d2=\u21d2= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Assim: ( ) segundostmsm
mt 777.27
109102
1,0
11526
=\u21d2×××= \u2212\u2212\u2212 =463 minutos = 7,72 horas 
 
Para partículas de areia mais grosseiras (d = 0,05 mm), o tempo de sedimentação seria de apenas 44 
segundos. 
________________ 
 
a A Lei de Stokes aplica-se a partículas lisas e arredondadas. Como a maioria das partículas do solo não são lisas nem 
arredondadas, as técnicas de sedimentação indicam os diâmetros efetivos, não necessariamente o diâmetro real das partículas 
do solo. 
 
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1.3 Estrutura dos Solos Minerais 
 
O termo estrutura refere-se ao arranjamento das partículas primárias do solo em agregados ou 
unidades estruturais. A disposição dos poros e agregados, definida pela estrutura do solo, possui grande 
influência sobre movimento de água, transferência de calor, aeração e porosidade. Desmatamento, aração, 
cultivo, tráfego, drenagem, calagem e adição de material orgânico, são exemplos de práticas que afetam 
diretamente a estrutura do solo, principalmente nos horizontes superficiais. 
 Os processos envolvidos na formação, estabilidade e manejo da estrutura do solo serão discutidos nas 
seções 1.6 e 1.7. 
 
 
Tipos de Estrutura 
 
Diferentes tipos de unidades estruturais ocorrem nos solos, muitas vezes esta diferenciação é 
observada entre horizontes de um mesmo perfil de solo. A estrutura do solo é classificada de acordo com a 
forma, o tamanho e o grau de desenvolvimento das unidades estruturais. Os quatro principais tipos de 
estrutura do solo são: granular ou esferoidal, laminar, prismática e em blocos. Estes tipos de estrutura (e 
alguns subtipos) são mostrados na Figura 1.10 e descritos a seguir. 
 
Esferoidal - Estrutura granular consistindo de unidades estruturais esferoidais ou grânulos livres em um 
arranjamento pouco compacto (Figura 1.10a). Quando estas unidades estruturais são muito porosas, são 
denominadas grumos (crumb2). Os grânulos normalmente variam de <1 a >10 milímetros em diâmetro. 
Estruturas granular e em grumos são características de horizontes superficiais (horizonte A), particularmente 
aqueles com alto teor de matéria orgânica. Consequentemente, são os principais tipos de estrutura afetados 
pelo manejo. Ocorrem principalmente em solos de pastagem e em solos com atividade de macrorganismos 
(minhocas, etc.). 
 
Laminar - Estrutura achatada, caracterizada por unidades estruturais ou placas horizontais relativamente 
finas, que pode ser encontrada tanto nos horizontes superficiais como subsuperficiais. Na maioria dos casos, 
este tipo de estrutura é originada nos processos de formação do solo. Entretanto, ao contrário de outros tipos 
de estrutura, a estrutura laminar também pode ser herdada do material de origem do solo, especialmente 
aqueles depositados por água ou gelo. Em alguns casos, a compactação em solos argilosos por máquinas 
pesadas, pode ocasionar este tipo de estrutura. (Figura 1.10b). 
 
Blocos \u2013 Unidades estruturais em forma de blocos são irregulares e poliédricas, (Figura 1.11) e variam de 5 a 
50 mm de comprimento. Os blocos não são formados individualmente, mas em conjunto com blocos 
adjacentes. Quando as unidades estruturais apresentam faces planas e ângulos agudos na maioria dos vértices 
são chamados blocos angulares (Figura 1.10c). Quando as unidades estruturais apresentam mistura de faces 
arrendondadas e planas com muitos vértices arredondados, são chamados blocos subangulares (Figura 1.10d). 
Estes tipos de estrutura são normalmente encontrados no horizonte B, onde promovem boa drenagem, aeração 
e penetração radicular. 
 
Prismática - Estruturas colunar e prismática são caracterizadas por unidades estruturais semelhantes a 
prismas ou pilares, que variam em comprimento entre diferentes tipos de solos e podem ter diâmetro de 150 
mm ou mais. Estrutura colunar (Figura 1.10e), a qual possui colunas com parte superior arredondada, é muito 
comum em subsolos com alto teor de sódio (ex. Horizontes Nátricos). Quando a parte superior dos prismas é 
angular e horizontalmente plana, a estrutura é chamada prismática (Figura 1.10f). Estes tipos de estruturas são 
normalmente associados a argilas expansivas e comumente ocorrem em horizontes subsuperficiais de regiões 
áridas e semi-áridas. Quando bem desenvolvidas estas estruturas são características do perfil. Em regiões 
úmidas, a estrutura prismática muitas vezes ocorre em solos mal drenados e em fragipans. Os fragipans 
tipicamente apresentam prismas com 200 a 300 mm de diâmetro. 
 
 
 
2 O termo crumb não é mais uma nomenclatura oficial do USDA. 
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FIGURA 1.10 Diferentes tipos de estrutura de solos minerais e sua localização no perfil. Os 
desenhos ilustram suas características essenciais e as fotos indicam como aparecem no campo. 
Para comparação, observe o lápis (15 cm de comprimento) em (e) e a faca (lâmina de 3 cm de 
largura) em (d) e (f). (foto (e) cortesia de J. L. Arndt, restantes cortesia de R. Weil). 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 1.11 Estrutura forte, média com blocos angulares no horizonte B de um Alfisol 
(Ustalf) em uma região semi-árida. A faca é mostrada separando uma unidade estrutural 
(bloco).