5_Uso_Conservação_solo (1)

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Prof. Dr. Marcelo Romero Ramos da Silva
Energia Cinética da Chuva
� A energia cinética é uma função da massa e da velocidade.
� Estudos relacionando:
� A perda de solos pelo impacto,
� À características do tamanho das gotas e sua distribuição,
� E à velocidade terminal das gotas,
� Tem demonstrado que a energia cinética é o parâmetro
apropriado para indicar a magnitude do potencial erosivo da
precipitação.
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� A determinação da energia cinética da chuva natural pode
ser calculada pelas seguintes equações:
KE = 916 + 331 log I
� KE: energia cinética em toneladas-pés/acre-polegada;
� I: intensidade da chuva em polegada/hora;
� Sistema métrico
Ec= 12,14 + 8,88 log I
� Ec: energia cinética em toneladas-metro/hectare-milímetro;
� I: intensidade da chuva em mm/h;
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Diâmetro da gota de chuva Velocidade terminal Altura da queda com a qual a 
gota de água adquire 95% de 
sua velocidade terminal
mm m/s m
1 4,0 2,2
2 6,5 5,0
3 8,1 7,2
4 8,8 7,8
5 9,1 7,6
6 9,3 7,2
Quadro 1.1. Velocidade terminal de gotas de chuva de
vários diâmetros.
Fonte: Laws (1941)
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� Para Hudson (1961)
� A erosão é causada quase que exclusivamente por chuvas com
intensidades maiores que 25 mm/h (Ke > 25);
� Boardman e Robison (1985)
� Apontam que os valores mínimos de 5 mm/h (Ke > 5);
� Morgam (1980)
� Destaca valores de 10 mm/h (Ke > 10) como sendo suficiente
para gerar erosão.
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Chuva Enxurrada
Massa Suponha a massa de queda
da chuva = R
Suponha 25% de enxurrada, e a
massa da enxurrada = R/4
Velocidade Suponha uma velocidade
Terminal de 8m/s
Suponha a velocidade de
escorrimento na superfície de
1m/s
Energia cinética* ½ x R x (8)2 = 32R ½ x R/4 x (1)2 = R/8
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Quadro 1.2. Energia cinética da enxurrada.
* Energia cinética = ½ x massa x (velocidade)2
Fonte: Hudson
� A erosão do solo é um processo de trabalho no sentido
físico em que a energia é usada em todas as fases da
erosão:
� No rompimento dos agregados do solo;
� No salpicamento das particulas;
� Na turbulência da enxurrada na superfície;
� No escorrimento e transporte das partículas de solo;
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Infiltração de Água no Solo
� É o movimento da água para dentro da superfície do
solo.
� Quanto maior sua velocidade, menor a intensidade de
enxurrada na superfície e, conseqüentemente, reduz-se
a erosão.
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� Durante uma chuva,
� A velocidade máxima de infiltração ocorre no começo, e
usualmente decresce muito rapidamente, de acordo com
alterações na estrutura da superfície do solo.
� O tamanho e a disposição dos espaços porosos têm a maior
influência na velocidade de infiltração de um solo.
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Falta de infiltração da água no solo = erosão
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� A umidade do solo no começo da chuva também afeta a
velocidade de infiltração:
� O material coloidal tende a se dilatar quando molhado,
reduzindo, com isso, o tamanho e o espaço poroso e,
conseqüentemente, a capacidade de infiltração.
� O grau de agregação do solo é outro fator que afeta a
infiltração.
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� O preparo do solo exerce um efeito temporário ao deixar o solo solto,
aumentando a infiltração;
� Entretanto, se a superfície não está protegida com vegetação ou
cobertura morta, a chuva e o vento, consolidando a superfície, reduzem
a velocidade de infiltração.
� O fator mais importante na velocidade de infiltração é a cobertura que
está no solo durante a chuva.
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Figura 3. Efeito relativo da cobertura de solo com resíduos vegetais sobre o potencial de
erosão causado por vento ou água.
A função de erosão do vento é calculada a partir do modelo da Equação de Erosão do
Vento Revisada (RWEQ – Revised Wind Erosion Equation);
A função da erosão da água é da Equação Universal de Perdas de Solo Revisada (RUSLE
– Revised Universal Soil Loss Equation). 23
Equação de curvas-padrão de infiltração
Fonte: Horton (1940)
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� Houk (1931), tirou algumas conclusões, a saber:
a) Em dado talhão, quanto mais seco o solo, maior a velocidade de
infiltração e menor a intensidade de enxurrada,
� Correspondendo a determinada intensidade de chuva;
b) Para a enxurrada começar de um talhão, são necessárias duas
condições:
� 1°: A precipitação deve ocorrer numa intensidade maior do que a
velocidade com que pode ser absorvida pelo solo;
� 2°: A intensidade em excesso deve ser maior o suficiente para abastecer
o armazenamento superficial disponível em razão das pequenas
depressões na superfície, acumulações de capins ou folhas secas e
vegetação.
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Topografia do Terreno (Relevo)
� A topografia do terreno, representada pela:
� Declividade;
� Comprimento dos lançantes;
Exerce acentuada influência sobre a erosão.
� Do grau de declive dependem diretamente o volume e a
velocidade das enxurradas que sobre ele escorrem.
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� Efeito do declive nas perdas por erosão,
que pode ser expresso pela seguinte equação:
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Efeito do comprimento da rampa, que
pode ser expresso pela seguinte
equação:
Efeito do declive e comprimento da rampa
nas perdas por erosão, que pode ser expresso
pela seguinte equação:
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A = R K L S C P
Declividade: 
É um parâmetro a se considerar da Equação Universal da 
Perda de Solo, sedo S.
� Declividade:
� É a correlação % entre a DV e a DH a partir de um plano horizontal
de referência.
� Declividade não é a inclinação do terreno, mas sim a tangente da
inclinação percentual
� (não é o quanto o terreno cai, mais sim é quanto o terreno cai pelo
que você anda na horizontal, porcento).
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•ex. declividade de 3% -> 100 m -> 3m
•d% = tg α ÷ 100 => d% = tg => α = arc . tg . d%
100 100
•declividade é de 100%, quando anda 1 e cai 1, ou seja, α = 45º
8m
d % = 2 x 100 = 25%
8
2m
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� Importância
� A velocidade duplica, o poder de arrastar elementos quadruplica e
tamanho do material se duplica => dependendo da declinação.
� À medida que aumenta a declividade o mesmo ocorre com a velocidade
de escoamento.
� Tamanho do material = poder de arrastamento.
� Erosão começa de baixo para cima, devido ao turbilhamento da água.
� Aumentando o comprimento do lançante, aumenta a perda, sendo
menor que quando aumenta a declividade.
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� Classes de declive de solo
A. < 3% - declividade fraca
B. 3 - 6% - declividade moderada
C. 6 - 12% -declividade moderada a forte
D. 12 - 20% - declividade forte
E. 20 - 40% - declividade muito forte
F. > 40% - declividade extremamente forte
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� AYRES apresenta alguns princípios de hidráulica que,
teoricamente, podem explicar as relações entre a velocidade da
água e o seu poder erosivo:
� A velocidade da água varia com a raiz quadrada da distância vertical
(DV²) que ela percorre, e a sua energia cinética, de acordo com o
quadrado da velocidade; a energia cinética é a capacidade erosiva.
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Se o declive do terreno aumenta quatro vezes, a
velocidade de escorrimento da água aumenta
duas vezes e a capacidade erosiva quadruplica;
Comprimento de 
rampa
Segmento de rampa com Perda 
total
Média cada 
(m) 1
25m
2
25m
3
25m
4
25m
(t/ha) (t/ha)
25 13,9 13,9 13,9
50 13,9 25,9 39,8 19,9
75 13,9 25,9 38,8 78,6 26,2
100 13,9 25,9 38,8 51,4 130,0 32,5
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Quadro 2 : Efeito do comprimento de rampa nas perdas de solo,
em toneladas por hectare.
Fonte: Circular número 20 do IAC-Campinas
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� O comprimento de rampa não é menos importante que o declive,
pois à medida que o caminho percorrido vai aumentando,não
somente as águas vão-se avolumando proporcionalmente como,
também, a sua velocidade de escoamento vai aumentando
progressivamente.
� Em princípio, quanto maior o comprimento de rampa, mais
enxurrada se acumula, e a maior energia resultante se traduz por
uma erosão maior.
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� Um dos aspectos na topografia do terreno é a forma do 
declive:
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Cobertura Vegetal
� A cobertura vegetal é a defesa natural de um terreno contra a erosão.
� O efeito da vegetação pode ser assim enumerado:
a. Proteção direta contra o impacto das gotas de chuva;
b. Dispersão da água, interceptando-a e evaporando-a antes que atinja o solo;
c. Decomposição das raízes das plantas que, formando canalículos no solo,
aumentam a infiltração da água;
d. Melhoramento da estrutura do solo pela adição de matéria orgânica,
aumentando assim sua capacidade de retenção da água;
e. Diminuição da velocidade de escoamento da enxurrada pelo aumento do
atrito na superfície.
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Tipo de uso Perdas de solo Perdas de água
t/ha % da chuva
Mata 0,004 0,7
Pastagem 0,4 0,7
Cafezal 0,9 1,1
Algodoal 26,6 7,2
Quadro. Efeito do tipo de uso do solo sobre as perdas por erosão.
Médias ponderadas para três tipos de solo do Estado de São Paulo.
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� A vegetação também tem parte importante na erosão eólica,
reduzindo a velocidade do vento na superfície do solo e
absorvendo a maior parte da força exercida por ele.
� Aprisionando as partículas de solo, a vegetação previne a
formação de nuvens de areia e impede que tais partículas sejam
carregadas pelo vento.
� A vegetação é mais eficiente, porém, se os restos culturais estão
bem fixados no solo, é benéfica na redução da erosão eólica.
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Natureza do Solo
� A erosão não é a mesma em todos os solos.
� As propriedades físicas, principalmente estrutura, textura,
permeabilidade e densidade, assim como as características químicas
e biológicas do solo exercem diferentes influências na erosão.
� As condições físicas e químicas,
� Ao conferir maior ou menor resistência à ação das águas, tipificam o
comportamento de cada solo exposto a condições semelhantes de
topografia, chuva e cobertura vegetal.
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� A textura,
� Ou seja, o tamanho das partículas, é um dos fatores que influem na
maior ou menor quantidade de solo arrastado pela erosão.
� Exemplo,
� O solo arenoso, com espaços porosos grandes, durante uma chuva de
pouca intensidade, pode absorver toda água, não havendo, portanto,
nenhum dano;
� Entretanto, como possui baixa proporção de partículas argilosas que
atuam como uma ligação de partículas grandes, pequena quantidade de
enxurrada que escorre na sua superfície pode arrastar grande quantidade
de solo.
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� Já no solo argiloso, com espaços porosos bem menores, a
penetração da água é reduzida, escorrendo mais na
superfície;
� Entretanto, a força de coesão das partículas é maior, o que faz
aumentar a resistência à erosão.
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� Resende (1985),
� O solo mais resistente à erosão é aquele que apresenta a
melhor combinação das duas caracteristicas
antagônicas:
� Permeabilidade;
� Coerência entre as partículas;
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Estrutura,
Ou seja, o modo como se arranjam às partículas de solo, também é de
grande importância na quantidade de solo arrastado na erosão.
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� Dois aspectos de estrutura do solo a ser considerado no
estudo da erosão:
� A propriedade física-química da argila que faz com que
os agregados permaneçam estáveis em presença de água;
� A propriedade biológica causada pela abundância de
matéria orgânica em estado de ativa decomposição.
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� O conteúdo de matéria orgânica;
� A profundidade do solo;
� As características do subsolo;
� Também exercem efeito nas perdas por erosão.
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