Pedologia_Aula01_07OUT2016

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- Apresentação Disciplina, Bibliografia e Métodos de Avaliação
- Origem e Formação dos Solos, Superfície Específica , Revisão Índices Físicos
Professor:
Giuliano Bordin Trindade
São José dos Campos, 07 de Outubro de 2016
Pedologia
Aula 01 
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“JULIO DE MESQUITA FILHO”
Definições do Curso: Pendentes para Validação com Alunos
Cronograma: Geral e Reposição de Aulas
Aula 01: Teórica (07/10/2016)
Origem e Formação dos Solos
 Superfície específica
 Índices físicos (revisão)
Conteúdo
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 Entender os fatores e processos envolvidos na formação e distribuição 
dos diferentes tipos de solos na paisagem. 
 Possibilitar o reconhecimento e classificação geral dos principais tipos 
de solos, bem como seu manejo e uso.
Objetivos da DisciplinaObjetivos da Disciplina
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 Classificação e Mapas dos Solos - Princípio básico e as várias classificações: 
sistemas naturais e suas hierarquizações, sistemas nacionais e internacionais.
 Descrição morfológica de perfis de solo
 Classificação e Mapas dos solos – levantamentos pedológicos, mapas de 
solos das regiões do Brasil
 Degradação e Conservação dos Solos
 O recurso solo: um pouco de história, ramificações da ciência do solo, 
conceitos e funções do solo, processos que iniciam a formação do solo
ConteConteúúdodo
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 Formação dos solos: componentes dos Horizontes do solo: constituintes 
minerais da fase sólida, constituintes orgânicos da fase sólida, a fase líquida, 
ar do solo; 
 Horizontes do solo: o que são e como se formam, identificação dos 
horizontes, morfologia do solo, identificação e delimitação dos horizontes;
 Fatores de Formação do solo: clima, organismos, material de origem, 
relevo, tempo.
ConteConteúúdodo
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Realização de aulas com metodologia de ensino ativa, com leituras 
e preparação prévias dos alunos e aplicação de dinâmicas e 
atividades em sala de aula.
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MetodologiaMetodologia
 LEPSCH, I.F. Formação e conservação dos solos. Oficina de textos. São 
Paulo. 2a. edição 2010, 216 p.
 LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia. Oficina de textos, são Paulo. 
2011.
 EMBRAPA,. Sistema brasileiro de classificação de solos. Embrapa Solos. 
Rio de Janeiro.1999, 412p.
Bibliografia Complementar
 BRADY, N.C. Natureza e Propriedades dos Solos. Livraria Freitas 
Bastos, 1989, 878 p.
 COSTA, J. V. B. da. Caracterização e constituição do solo. Fundação 
Calouste Gulbenkian. Lisboa. 1973
 EMBRAPA,. Manual de métodos de análise do solo. Embrapa Solos. Rio 
de Janeiro.1997, 212 p.
BibliografiaBibliografia
 Mecânica dos solos: em engenharia civil, é definida como o estudo do comportamento dos 
materiais que podem ser escavados em função das leis da mecânica, com vistas a projetos de 
construção e conservação de edificações neles fundamentadas.
 Pedologia: (1) Estudo científico do solo no seu hábitat. (2) Parte da Ciência do Solo que trata da 
origem, morfologia, mapeamento e classificação do solo. (3) Sinônimo de Ciência do Solo.
 Pedosfera: camada mais externa da Terra que é composta por solo e sujeita a seus processos de 
formação. Assim, designa o conjunto dos solos em nível mundial. A pedosfera resulta da 
interação entre litosfera, atmosfera, hidrosfera e biosfera.
 Solo: (1) O material mineral ou orgânico inconsolidado imediatamente abaixo da superfície da 
Terra e que serve como meio natural para o crescimento das plantas terrestres. (2) O material 
mineral ou orgânico inconsolidado sob a superfície da Terra, o qual, durante certo tempo, sofreu 
a influência de fatores genéticos e ambientais do clima, de macro e micro-organismos, e foi 
condicionado pelo relevo.
Fonte: "-19 Lições de Pedologia, 2 Rochas e seus minerais| Igo F. 
Lepsch,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/19-lies-de-pedologia72129
Origem e Formação dos Solos
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 O que é Solo?
 Segundo Vargas (1977), “Solo” é todo material da crosta terrestre que pode ser escavado 
por meio de ferramentas e que, além disso, desagrega perante longa exposição à água.
 O que é Rocha?
 Também segundo Vargas (1977), “Rocha” é todo material que necessita de explosivos 
para o seu desmonte. 
Origem e Formação dos Solos
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Origem e Formação dos Solos
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• Na Pedologia, nem tudo “mais solto” e 
acima das rochas pode ser chamado de 
solo. O nome correto para esta parte 
“mais solta”, entre a superfície da Terra 
e as rochas, é regolito. 
• A Figura 1 ilustra os conceitos de 
regolito, saprólito, solum (e horizontes 
do solum
Figura 1: Representação esquemática da rocha 
(R) e do regolito (tudo o que está acima da rocha). 
O regolito subdivide -se em saprólito (C) e solum, 
que, por sua vez, é composto de várias camadas 
(os horizontes O, A, E e B) (Lepsch, 2011)
• O manto dos solos da Terra – ou pedosfera – é muitas vezes definido como 
aquilo que está acima das rochas. 
Diferenças entre solo, regolito e saprólito
 O solo inteiro – do latim solum = terra, chão –
está localizado na parte superior do regolito. 
 Apesar de não haver um limite muito distinto 
entre ele e o que está abaixo, existem várias 
maneiras de distingui-lo da parte inferior, 
chamada saprólito (horizonte C).
 As distinções entre solo e saprólito são: o solo 
normalmente tem um teor mais alto de 
materiais orgânicos; no solo encontramos 
muitas raízes de plantas e organismos vivos; o 
solo é mais intensamente alterado – ou 
intemperizado – que o saprólito; o solo 
apresenta várias seções (ou zonas) superpostas, 
geralmente paralelas à superfície, que em 
Pedologia são chamadas de horizontes.Cada um 
dos horizontes é composto de quatro partes: 
minerais, matéria orgânica, água e ar (Figura 
2).
Origem e Formação dos Solos
Figura 2: Esquema da composição do horizonte A de um solo 
quando em boas condições para o crescimento de plantas 
cultivadas. O conteúdo de ar e água dos poros é variável: no 
caso, metade deles está ocupada por água (Lepsch,2011)
ORIGEM DOS SOLOS
Resultam do intemperismo ou meteorização das rochas, por dois mecanismos: 
desintegração mecânica ou decomposição química. Em geral, esses processos 
ocorrem simultaneamente, sendo que em determinados locais ou condições 
climáticas, um pode ter predominância sobre o outro.
1.Por desintegração mecânica: através de agentes como água, temperatura, 
vegetação e vento, formam-se pedregulhos e areias (solos de partículas 
grossas), siltes (intermediárias) e em condições especiais apenas, as argilas.
2.Por decomposição química: processo onde há modificação química ou 
mineralógica das rochas de origem, sendo o principal agente a água e os mais 
importantes mecanismos de ataque a oxidação, hidratação, carbonatação e efeitos 
químicos da vegetação. Argilas apresentam o último produto do processo de 
decomposição.
Origem e Formação dos Solos
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 Solo apresenta-se como uma ‘função’ da rochamáter e dos diferentes agentes de alteração.
 Solos que mantém uma nítida macroestrutura herdada da rocha de origem são designados 
como solos saprolíticos.
 Solos que, por sua vez, apresentam aglomerações de partículas envoltas por deposições de 
sais de ferro ou alumínio, decorrentes da laterização*, são designados solos lateríticos.
 A maior ou menor concentração de cada tipo de partícula num solo depende da 
composição química da rocha que lhe deu origem.
 Os minerais são sólidos que se originaram direta ou indiretamente da decomposição das 
rochas. O outro componente sólido encontrado nos solos é a matéria orgânica. Os espaços 
que ficam abertos entre esses dois tipos de sólidos são os poros, os quais normalmente 
estão preenchidos com dois outros componentes, um líquido e outro gasoso: o ar e a água
Origem e Formação dos Solos
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TIPOS MAIS COMUNS DE SOLOS
Solos Residuais: são os que permanecem no local da rocha de origem, 
observando-se uma gradual transição do solo até a rocha (ex: lateríticos, 
expansivos, porosos também chamados de ‘colapsíveis’).
Solos Sedimentares: são os que sofrem a ação de agentes 
transportadores, podendo ser aluvionares,eólicos, coluvionares
(gravidade) e glaciares.
Solos Orgânicos: são os de origem essencialmente orgânica, seja de 
natureza vegetal (plantas, raízes), seja animal (conchas).
Origem e Formação dos Solos
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CONSIDERAÇÕES SOBRE ALGUNS SOLOS BRASILEIROS
Estado de SP: “terra roxa”, solo laterítico, de cor marrom-
avermelhada, de grande importância para cultura do café.
Recôncavo Baiano: “massapê”, solo residual não laterítico, de cor 
escura, muito fértil, apresentando comportamento geotécnico peculiar. 
(solo expansivo, exemplo da montmorilonita).
Trabalho da ABGE: Geologia de Engenharia (1998): livro de consulta 
com caracterização do estágio atual da geologia de engenharia brasileira.
Origem e Formação dos Solos
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA E MINERALÓGICA DOS SOLOS
Os minerais encontrados nos solos são os mesmos das rochas de origem 
(minerais primários), além de outros que se formam na decomposição 
(minerais secundários).
Principais minerais componentes dos solos grossos:
o Silicatos: feldspato, mica, quartzo, serpentina, clorita, talco;
o Óxidos: hematita, magnetita, limonita;
o Carbonatos: calcita, dolomita;
o Sulfatos: gesso, anidrita.
Principais componentes dos solos finos:
o Sílica (SiO2), em forma coloidal, e sesquióxidos metálicos da forma geral R2O3, onde R 
se refere a Al e Fe. 
* Razão de seisquióxidos (em peso): SiO2/R2O3 = SiO2/(Al2O3+Fe2O3), varia 
de 1,33 a 2,0 para solos lateríticos e é maior que 2,0 para os não lateríticos.
Origem e Formação dos Solos
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MINERAIS ARGÍLICOS
Argilas são constituídas de pequeníssimos minerais cristalinos, chamados minerais 
argílicos. Compõem-se do agrupamento de duas unidades cristalográficas fundamentais:
o Configuração tetraedro (Figura 1), formado por um átomo de silício 
equidistante de quatro de oxigênio.
o Configuração octaedro (Figura 2), com um átomo de alumínio no centro 
envolvido por seis de oxigênio, ou grupos de oxidrilas OH. 
Figura 1 (Fonte: Caputo,2015) Figura 2 (Fonte: Caputo,2015)
Origem e Formação dos Solos
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A associação entre si desses elementos forma diversas espécies de minerais argílicos, dentre os 
quais se distinguem três grupos principais: 
Caulinitas: formadas por unidades de silício e alumínio que se unem alternadamente, 
conferindo-lhes uma estrutura rígida (Figura 3). Com isso, as caulinitas são relativamente 
estáveis em presença de água. Fórmula: H4Al2Si2O9 ou Al2O3 • 2SiO2 • 2H20 
Origem e Formação dos Solos
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Figura 3: Estrutura de 
uma camada de 
caulinita:
(a)atômica, 
(b)Simbólica.
Fonte: Pinto, 2003.
 Montmorilonitas: estruturalmente formadas por uma unidade de alumínio entre duas 
unidades de silício (Figura 4). A ligação entre essas unidades, por não ser suficientemente 
firme para impedir a passagem de moléculas de água, torna essas argilas muito expansivas e 
instáveis em presença de água. Fórmula: [(OH)4Si8Al4O20nH2O)]
(a) 
(b)
Origem e Formação dos Solos
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Figura 4: Estrutura de uma camada 
de montmorilonita:
(a)atômica, 
(b)Simbólica.
Fonte: Caputo, 2015.
 Ilitas: estruturalmente análogas às montorilonitas, porém menos expansivas. Em sua 
formula química, ‘y’ é geralmente 1,5. Para micas, 2,0. 
Fórmula: [(OH)4Ky(Si8-y • Aly)(Al4Fe4Mg4Mg6)O20]
Origem e Formação dos Solos
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Figura 5: Estrutura simbólica de minerais com camadas 2:1: (a) esmectita com duas 
camadas de moléculas de água, (b) ilita. Fonte: Pinto, 2003.
Origem e Formação dos Solos
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Tamanho das partículas (valores adotados pela ABNT)
Tabela 1 - Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos (modificado de Pinto, 2003).
• Diferente da ABNT, a separação entre as frações silte e areia é frequentemente tomada como 
0,075 mm, correspondente à abertura da peneira n° 200, que é a mais fina peneira 
correntemente usada nos laboratórios. 
• O conjunto de silte e argila é denominado como a fração de finos do solo, enquanto o 
conjunto areia e pedregulho é denominado fração grossa ou grosseira do solo. 
• Por outro lado, a fração argila é considerada, com frequência, como a fração abaixo do diâmetro 
de 0,002 mm, que corresponde ao tamanho mais próximo das partículas de constituição 
mineralógica dos minerais-argila.
Fração grossa do solo
Fração de finos do solo
Figura 4: Diagrama triangular detalhado (à esq.) e simplificado (à dir.) para determinação das classes texturais de uma 
amostra de solo. Cerca de um terço do triângulo textural é ocupado pelas classes argila ou muito argilosaFonte: Embrapa 
(2006)
Tamanho das partículas Diagrama Triangular
Origem e Formação dos Solos
FIGURA 6 - Exemplo de curva de distribuição granulométrica do solo (Pinto, 2003)
Origem e Formação dos Solos
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“Existem grãos de areia com dimensões de 1 a 2 mm, e 
existem partículas de argila com espessura da ordem de 10 
Angstrons (0,000001 mm). Isto significa que, se uma 
partícula de argila fosse ampliada de forma a ficar com o 
tamanho de uma folha de papel, o grão de areia acima 
citado ficaria com diâmetros da ordem de 100 a 200 m.”
(Pinto, 2003).
Figura 3. Tamanho relativo das partículas de 
areia grossa (acima da escala), areia fina e 
silte (abaixo). As partículas de argila seriam 
invisíveis nesta escala de aumento (Lepsch, 
2011)
Origem e Formação dos Solos
Figura 3: 
Detalhe ensaio sedimentação (Lepsch, 2011)
FIGURA 7 - Curvas granulométricas de alguns solos brasileiros (Pinto, 
2003)
Origem e Formação dos Solos
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 Superfície Específica
Pode ser definida como “a superfície total de um conjunto de partículas dividida 
pelo seu peso” (Pinto, 2003). Caputo (1969), define como “A soma das 
superfícies de todas as partículas contidas na unidade de volume (ou peso) do 
solo.”
Exemplificando:
Imagine um cubo de pedregulho aresta igual a 1 cm. Sua área, portanto, é de 6 
cm2, e seu volume de 1 cm3. Agora imagine um conjunto de cubos com arestas 
de 0,05 mm (siltes), sua área seria 125 cm2 para cada cm3 de volume (ou 125 
cm²/cm³). 
Fazendo esta analogia agora com uma superfície esférica, chegaríamos à mesma 
lógica, que seria: quanto mais fino for o solo, maior será a sua superfície 
específica. 
Origem e Formação dos Solos
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 Certos tipos de argilas chegam a apresentar 300 m2de área por cm3 (1 cm3 é
suficiente para cobrir uma sala de aula!).
Por que isto é importante? Algumas conclusões:
A diferença de superfície específica é uma indicação da diferença de 
comportamento entre solos com distintos minerais-argila, principalmente no que 
diz respeito à sua estrutura e comportamento perante à água (retenção ou não, 
expansão, etc.). 
Exemplos: Caulinita 10m²/g ; Ilita 80m²/g ; Montmorilonita 800m²/g.
Para a mesma porcentagem de fração argila, o solo pode ter comportamento 
muito diferente, dependendo das características dos minerais presentes. 
Todos esses fatores interferem no comportamento do solo.
Origem e Formação dos Solos
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Origem e Formação dos Solos
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Exercício 1.1
Calcule a superfície específica dos seguintes sistemas de partículas, expressando-as em m2/g. Admita 
que a massa específica das partículas seja de 2,65 g/cm3:
(a) areia fina: cubos com 0,1 mm de aresta;
(b) silte: esferas com 0,01 mm de diâmetro;
(c) argila caulinita: placas em forma de prismas quadrados com 1μ de aresta e 0,1μ de altura;
(d) argila esmectita: placas em forma de prismas quadrados com 0,1μ de aresta e 0,001μ de altura.
Solução: Os cálculos estão na tabela abaixo:
Origem e Formação dos Solos
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Exercício 1.2 Considerando que uma molécula de água tem cerca de 2,5 Å (= 2,5 × 10-8 cm) e que, 
envolvendo as partículas, a camada de água tem pelo menos a espessura de 2 moléculas, portanto 5 Å, 
estime a umidade de solos constituídos de grãos como os referidos no Exercício 1.1, quando eles 
estiverem envoltos por uma película de água de 5 Å. Que conclusões vc pode tirar a partir dos 
resultados?
Solução: Multiplicando-se a superfície específica pela espessura da película de água, tem-se o volume 
de água. Para o caso da areia fina, 1 g de solo será envolvido por230 × 5 × 10-8 = 1,15 × 10-5 cm3 de 
água. A massa dessa água é de 1,15 × 10-5 g. Sendo de 1 g a massa do solo, a umidade é de 0,00115%.
Análise semelhante para os outros solos dão os seguintes resultados:
- silte: w = 0,0113%;
- argila caulinita: w = 0,38%; e
- argila esmectida: w = 38%.
Conclusões?
A “finura” (ou tamanho!) das partículas é importante no relacionamento com a água.
Índices Físicos
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FIGURA 8: As fases no solo: (a) no estado natural, (b) separada em volume (Pinto, 2003).
Índices Físicos
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Índices Físicos
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FIGURA 9 
Esquema da determinação do volume dos sólidos pelo peso de água deslocada, 
no ensaio de peso específico dos grãos (Pinto, 2003).
Índices Físicos
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Índices Físicos
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CÁLCULO DOS ÍNDICES DE ESTADO
Dos índices vistos, só três são determinados diretamente em laboratório: a umidade, o peso específico 
dos grãos e o peso específico natural. O peso específico da água é adotado; os outros são calculados a 
partir dos determinados.
Como? Adota-se o volume de sólidos igual a 1 (uma unidade de volume), como na Figura 10. Com 
esse esquema, correlações são facilmente obtidas.
FIGURA 10 As fases no solo: (c) em função do volume de sólidos (Pinto, 2003).
Índices Físicos
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CÁLCULO DOS ÍNDICES DE ESTADO
Algumas relações entre índices físicos (mais importantes e mais comumente utilizadas).
Algumas resultam diretamente da definição dos índices:
Outras resultam de deduções. A sequência natural dos cálculos, a partir de valores determinados em 
laboratório, ou estimados, é a seguinte:
Questões a Serem Respondidas – Aula 01
 Qual a diferença entre um elemento químico, um mineral e uma rocha?
 Onde e como esses materiais se originam?
 Como eles adquirem as atuais características?
 Por que uns se decompõem mais facilmente que outros?
 Será que diferentes rochas com diferentes minerais sempre dão origem a 
diferentes solos?
 Capítulo 2 Livro “19 Lições de Pedologia” (Lepsch, 2011) 
LER MATERIAL para Aula 02 (14/out)
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FIM AULA 01
Obrigado!
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