Estudo da erodibilidade de solos da formação barreiras RJ

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ESTUDO DA ERODIBILIDADE DE SOLOS DA FORMAÇÃO BARREIRAS - RJ
Thesis · January 2000
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.1962
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Rodrigo Cruz Araujo
Universidade Federal do Maranhão
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RODRIGO DA CRUZ DE ARAUJO 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DA ERODIBILIDADE DE SOLOS DA FORMAÇÃO BARREIRAS - RJ 
 
 
 
 
 
Dissertação de mestrado submetida ao departamento 
de engenharia civil da Pontifícia Universidade 
Católica do Rio de Janeiro como parte dos requisitos 
necessários à obtenção do grau de mestre. 
Orientadores: Franklin dos Santos Antunes 
 Tácio Mauro Pereira de Campos 
 
 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 
 
Rio de Janeiro, outubro de 2000 
DEDICATÓRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aos meus avós Armando e Ana e às tias Beth e Zezé, 
pela maravilhosa convivência, sempre repleta de carinho 
e apoio; 
Ao meu pai Orlando e à minha irmã Anninha, pelo amor, 
apoio e incentivo; 
À minha noiva Ussinha, pelo apoio constante, 
compreensão e amor; 
À minha mãe, meu maior exemplo para sempre. 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS: 
 
 Aos professores Franklin dos Santos Antunes e Tácio Mauro Pereira de Campos pelo 
apoio, incentivo e transmissão de conhecimentos ao longo da pesquisa. 
 Ao CNPq, pelo apoio financeiro na forma de bolsa de estudos. 
 Aos funcionários do laboratório de solos, William, Amauri e especialmente Josué e Seu 
José, por toda ajuda recebida durante a realização dos trabalhos. 
 Ao Ronaldo, funcionário do laboratório de difratometria de raio-x do DCMM, pela 
presteza em colaborar sempre que requisitado. 
 Ao Carlinhos, funcionário da laboratório de solos da UFRJ, e às colegas daquela 
universidade, Rosemary e Tatiana, pelo auxílio. 
 À colega Ana Cristina, pela ajuda prestada em diversos momentos deste trabalho. 
 Aos amigos da PUC, Ataliba, Antônio, Júnior e Ciro, pelas muitas vezes em que, 
quando me encontrava com dúvidas ou dificuldades, se colocaram à disposição para ajudar e 
foram fundamentais para a superação de tais problemas. 
 Aos demais colegas de turma, Rômulo, Janaina, Ana e Samuel, pela saudável 
convivência durante todo curso. 
 Ao grande amigo Raynyer, pela amizade, ajuda e excelente convivência ao longo de boa 
parte do trabalho. 
 Aos demais professores da Pós-graduação da PUC, pelos conhecimentos transmitidos. 
 A todos os meus familiares, pelo apoio constante. 
 A todos que de alguma forma contribuiram para que houvesse condições deste trabalho 
ser desenvolvido. 
 
RESUMO 
 
 O surgimento e evolução de erosões têm sido objeto de diversos estudos, com os 
mecanismos envolvidos ainda não sendo totalmente compreendidos. 
 Esta dissertação apresenta uma revisão bibliográfica abordando uma conceituação 
básica do fenômeno, os agentes causadores do processo e os fatores que o condicionam. Além 
desta aborda-se também, sucintamente, os principais aspectos da área na qual há ocorrência 
dos solos estudados, com uma descrição de sua localização, geologia, geomorfologia, clima, 
vegetação, etc. Faz-se ainda uma outra revisão, sobre os principais métodos de avaliação de 
erodibilidade descritos na literatura. 
 A partir de visitas de campo, foram escolhidos três solos a serem estudados, tomando-se 
como critério de seleção e avaliação as feições erosivas que os mesmos apresentavam “in 
loco”. 
 Definido como objeto principal do estudo, os solos da Formação Macacu são analisados 
por meio de ensaios de caracterização convencional, análises mineralógicas, análises 
químicas, caracterização MCT, determinação de curva característica, ensaios de resistência à 
tração, ensaios de desagregação e ensaios de penetração de cone (modificado). 
 As observações de campo, associadas aos resultados dos trabalhos de laboratório, 
permitem o reconhecimento e avaliação dos solos mais susceptíveis à erosão, podendo-se 
assim buscar a identificação e definição de correlações entre as características próprias dos 
solos e suas erodibilidades. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 The process of erosion has been the objective of many studies, being the 
mechanics involved not completelly understood. 
 This work presents a literature review on the basics concepts involved on the 
process, the causes and the conditionants aspects of the phenomena. Futhermore, it mentions 
the main characteristics of the studied area, with a description of its localization, geology, 
geomorphology, climate, etc. It also presents the main methods used on erodibility analysis. 
 Three soils from Macacu formation were choosen to be studied, based on 
erosive characteristics observed on site. These materials were submitted to conventional 
characterization tests, mineralogical analysis, chemical analysis, MCT characterization, 
determination of characteristics curves, tensile strength tests, desagregation tests and cone 
tests (modified). 
 The main objective is to correlate experimental data obtained on this work to 
field observations, in order to recognize soils that are more susceptible to erosion. It should 
permit an identification and definition of correlations between the characteristics of the soil 
and its erodibility. 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
 
1 – INTRODUÇÃO 1
 
1.1 – Justificativas 1 
1.2 – Objetivos 3 
1.3 - Escopo do Trabalho 4 
 
2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5 
2.1- Conceitos Gerais 5 
2.2- Agentes Erosivos 9 
2.2.1- Erosão Eólica 12 
2.2.2- Erosão Fluvial 13 
2.2.3- Erosão Interna 18 
2.2.4- Erosão Pluvial 19 
2.3- Previsão de Perda de Solos 29 
2.3.1- Fator Chuva (R) 30 
2.3.2- Fator Erodibilidade (K) 31 
2.3.3- Fatores Comprimento e Declividade (L,S)32 
2.3.4- Fator de Uso e Manejo do Solo (C) 32 
2.3.5- Fator relativo a Prática de Controle (P) 32 
 
 
 
3- ASPECTOS GERAIS DA ÁREA ESTUDADA 33 
3.1- Localização 33 
3.2- Aspectos Geológicos / Geomorfológicos 33 
3.3- Clima 34 
3.4- Solos 34 
3.5- A Formação Macacu 38 
 
4- MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE 43 
4.1- Avaliações Indiretas: Propostas de Correlações Entre Erodibilidade e 
Propriedades dos Solos 43 
4.2- Sucção Associada à Erodibilidade 46 
 4.3- Ensaio de Desagregação 48 
4.4- Ensaio de Interbitzen 49 
4.5- Ensaio de Pinhole ou Furo de Agulha 53 
4.6- Ensaio de Penetração de Cone 57 
 
5- ESTUDOS EXECUTADOS E METODOLOGIAS ADOTADAS 59 
5.1- Trabalhos de Campo 59 
5.2- Ensaios Realizados 64 
5.2.1- Ensaios de Caracterização 65 
5.2.2- Análise Mineralógica 66 
5.2.3- Análises Químicas 68 
5.2.4- Ensaios de Caracterização MCT 69 
5.2.5- Ensaios de Sucção 76 
5.2.6- Ensaios de Resistência à Tração 81 
 5.2.7- Ensaio de Desagregação 83 
 5.2.8- Ensaio de Penetração de Cone 84 
 
6- APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS 86 
6.1- Análises Mineralógicas 86 
6.1.1- Fração Fina 86 
6.1.2- Fração Grossa 92 
 6.2- Análises Químicas 92 
 6.3- Índices Físicos 94 
6.4- Análises Granulométricas 96 
6.5- Limites de Alterberg 101 
6.6- Curva Característica 102 
6.7- Ensaios de Tração (método brasileiro) 106 
6.8- Caracterização MCT 113 
 6.9- Ensaio de Desagregação 118 
 6.10- Ensaio de Penetração de Cone 120 
 
7- POTENCIAL DE EROSÃO DOS SOLOS 122 
7.1- Aspectos Mineralógicos 123 
7.2- Análises Químicas 124 
7.3- Índices Físicos 125 
7.4- Granulometria 126 
7.5- Limites de Atterberg 129 
 7.6- Classificação MCT 131 
 7.7- Resistência à Tração x Sucção 133 
 
8- CONCLUSÕES 135 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 141 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FOTOS: 
Foto 1.1: Exemplo da erosão na cidade de Cametá 2 
Foto 2.1: Exemplo de propriedade destruída por erosão (apud Marçal 1998) 7 
Foto 2.2: Exemplo de erosão fluvial 14 
Foto 2.3: Exemplo de erosão superficial (apud Marçal 1998) 24 
Foto 2.4: Exemplo de voçoroca em solo residual migmatítico na rodovia Rio-Teresópolis 
27 
Foto 3.1: Exemplo de perfil representativo da Formação Macacu 39 
Foto 3.2: Exemplo de perfil representativo da Formação Macacu 39 
Foto 5.1: Perfil representativo da Formação Macacu selecionado para o trabalho 61 
Foto 5.2: Detalhe da camada argilosa verde 62 
Foto 5.3: Detalhe da camada laterítica com presença de concreções ferruginosas 62 
Foto 5.4 : Detalhe de uma exposição do solo branco bastante erodido 63 
Foto 5.5 : Aspecto de um perfil da Formação Macacu com presença de feições erosivas 63 
Foto 5.6: Detalhe de uma feição erosiva em perfil da Formação Macacu 64 
Foto 5.7: Ensaio de classificação MCT em execução 71 
Foto 5.8: Equipamento utilizado nos ensaios de tração 83 
Foto 5.9: Exemplo de ensaio de tração em andamento 83 
Foto 5.10: Equipamento utilizado no ensaio de cone 85 
Foto 5.11: Exemplo de ensaio de cone sendo executado 85 
Foto 6.1 : Aspecto do ensaio de desagregação decorridos 50 minutos 119 
Foto 6.2 : Aspecto do ensaio de desagregação ao final de 24 horas 119 
 
LISTA DE FIGURAS: 
Figura 2.1: Esquema representativo do transporte dos diferentes tipos de cargas detríticas 
(apud Suguio e Bigarela, 1990) 16 
Figura 2.2: Representação esquemática de erosão laminar e por escoamento concentrado, 
formando sulcos na superfície (apud DAAE 1990) 24 
Figura 3.1: Mapa de localização da região da Bacia da Guanabara 35 
Figura 3.2: Mapa geológico da região da Bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000) 36 
Figura 3.3: Mapa geomorfológico da região da Bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000) 
37 
Figura 4.1 : Ábaco de erodibilidade baseado no GEA (apud Vertamatti e Araujo 1998) 47 
Figura 4.2: Resultado dos ensaios de Interbitzen, com faixas classificatórias (apud Fonseca e 
Ferreira, 1981) 51 
Figura 4.3: Perspectiva da versão modificada do aparelho de Interbitzen (apud Fácio 1991)
 52 
Figura 4.4: Representação esquemática do ensaio de pinhole (modificado de Sherard 1976a)
 54 
Figura 4.5: Ábaco classificatório da dispersividade dos solos (modificado de Sherard, 1976b)
 56 
Figura 5.1: Exemplo de curvas a.n em função do número de golpes 72 
Figura 5.2: Exemplo de curva de compactação correspondente a 12 golpes, para determinação 
de d’ 73 
Figura 5.3: Representação esquemática do ensaio de perda por imersão 74 
Figura 5.4: Ábaco classificatório dos solos pela metodologia MCT 76 
Figura 5.5: Representação esquemática da preparação das amostras para o ensaio de 
determinação de sucção pelo método do papel filtro 80 
Figura 6.1: Difratograma solo verde sem tratamento (frações silte e argila) 87 
Figura 6.2: Difratograma solo verde aquecido a 350o (fração silte) 88 
Figura 6.3: Difratograma solo verde glicolado (fração argila) 89 
Figura 6.4: Difratograma solo branco sem tratamento (fração argila) 90 
Figura 6.5: Difratograma solo roxo sem tratamento (fração argila) 91 
Figura 6.6: Curva granulométrica dos solos verde, branco e roxo com defloculante 97 
Figura 6.7: Curva granulométrica dos solos verde, branco e roxo sem defloculante 98 
Figura 6.8: Curvas granulométricas do solo verde com e sem defloculante 99 
Figura 6.9: Curvas granulométricas do solo branco com e sem defloculante 99 
Figura 6.10: Curvas granulométricas do solo roxo com e sem defloculante 100 
Figura 6.11: Curva característica do solo verde 103 
Figura 6.12: Curva característica do solo branco 104 
Figura 6.13: Curva característica do solo roxo 105 
Figura 6.14: Resistência à tração x umidade (solo verde) 107 
Figura 6.15: Resistência à tração x Saturação (solo verde) 108 
Figura 6.16: Resistência à tração x umidade (solo branco) 109 
Figura 6.17: Resistência à tração x saturação (solo branco) 109 
Figura 6.18: Resistência à tração x umidade (solo roxo) 110 
Figura 6.19: Resistência à tração x saturação (solo roxo) 111 
Figura 6.20: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo verde 113 
Figura 6.21: Curvas Mini-MCV do solo verde 114 
Figura 6.22: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo branco 114 
Figuro 6.23: Curvas Mini-MCV do solo branco 115 
Figura 6.24: Curva de compactação para 12 golpes no Mini-MCV do solo roxo 115 
Figura 6.25: Curvas Mini-MCV do solo roxo 116 
Figura 6.26: Classificação dos solos segundo a metodologia MCT 117 
Figura 6.27: Resultados Psat x Pnat comparados com dados de Burgos et al. (1999) 121 
Figura 7.1: Gráfico triangular representativo das frações dos solos 129 
Figura 7.2: Resistência à tração x Sucção 134 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS: 
Tabela 2.1: Agentes e tipos de erosão(modificado de Gray e Leiser ,1989) 10 
Tabela 4.1: Resumo do critério de avaliação dos resultados dos ensaios (modificado Sherard 
1976a) 55 
Tabela 5.1: Quadro característico de solos dos grupos MCT, quanto à erodibilidade hídrica e 
propriedades de interesse à sua previsão (condições típicas do Estado de São Paulo) 
(modificado de Nogami e Vilibor, 1995) 75 
Tabela 6.1: Resultado dos ensaios de pH e ataque sulfúrico 92 
Tabela 6.2: Resultado do ensaio de complexo sortivo 93 
Tabela 6.3: Resumo geral dos índices físicos determinados para os três solos 95 
Tabela 6.4: Resultados da granulometria com o uso de defloculante 97 
Tabela 6.5: Resultados da granulometria sem o uso de defloculante 98 
Tabela 6.6: Resultados dos limites de consistência dos solos 101 
Tabela 6.7: Resultados de umidade e sucção dos três solos, incluindo “pontos teóricos” de 
S=100% 106 
Tabela 6.8: Resultados de umidade, saturação e resistência à tração dos três solos 112 
Tabela 6.9: Resultados do ensaio MCT 116 
Tabela 6.10 : Valores médios de P nat e P sat obtidos para os solos em estudo 120 
Tabela 7.1: Valores de pH obtidos na literatura, relacionados com as condições de campo 
 124 
Tabela 7.2: Valores de porosidade obtidos na literatura, relacionados às condições de erosão 
observadas em campo 125 
Tabela 7.3: Valores de % menor que 5ìm com e sem defloculante e do parâmetro 
porcentagem de dispersão 126 
Tabela 7.4: Valores de % que passa #40 e parâmetro “a” para os solos em estudo 127 
Tabela 7.5: Valores de IP e Wp encontrados na literatura, relacionados com suas 
erodibilidades 130 
Tabela 7.6 : Resultados encontrados por Lima (1999) envolvendo resultados do ensaio de 
Interbitzen e a classificação MCT 131 
Tabela 7.7: Resultados encontrados por Burgos et al. (1999) envolvendo condições de erosão 
em campo e a classificação MCT 132 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS: 
 
a: coeficiente definido pela equação 4.1 
A: horizonte pedológico A 
ABNT: associação brasileira de normas técnicas 
Al: alumínio 
Al3+: cátion de alumínio 
B: horizonte pedológico B 
BR: rodovia federal 
C: fator relativo ao uso e manejo do solo 
C: horizonte pedológico C 
Ca2+: cátion de cálcio 
Cc: coeficiente de curvatura 
CH: argila de alta plasticidade 
CL: argila de baixa plasticidade 
cm: centímetro 
cm2: centímetro quadrado 
cm3: centímetro cúbico 
CNPS: centro nacional de pesquisa de solos 
CPRM: Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais 
Cu: coeficiente de uniformidade 
D: diâmetro da amostra no ensaio de resistência à tração 
DAEE-SP: Departamento de Águas e Energia Elétrica de São Paulo 
E: energia cinética da chuva 
E: expansibilidade 
E: valores de erosão no ensaio de Interbitzen 
e: índice de vazios 
e0 : índice de vazios na umidade inicial 
EMBRAPA: Empresa Brasileira de Pesquisas Agrárias 
fps: pé por segundo 
ft: pé 
g: grama 
GS: densidade dos grãos 
GEA: grau de erosão associada 
GH: cascalhos de alta plasticidade 
GM: cascalhos siltosos 
GP: cascalhos pobremente graduado 
GW: cascalhos bem graduados 
GR.: Greenwich (meridiano) 
h: hora 
H: espessura da amostra no ensaio de resistência à tração 
H+: cátion de hidrogênio 
i: intensidade da chuva 
in: polegada 
iph: polegada por hora 
I.P: índice de plasticidade 
K: fator relativo à erodibilidade do solo 
K+: cátion de potássio 
km: kilômetro 
km2: kilômetro quadrado 
kg: kilograma 
kgf: kilograma-força 
kPa: kilopascal 
L: litro 
L: fator relativo ao comprimento da encosta 
LL: limite de liquidez 
LP: limite de plasticidade 
M.eq.: mili-equivalente 
MCT: sigla de miniatura-compactado-tropical 
Mg2+: cátion de magnésio 
MH: siltes de alta plasticidade 
ML: siltes de baixa plasticidade 
m: metro 
min: minuto 
mL: mililitro 
mm: milímetro 
N: normal 
Na+: cátion de sódio 
no: número 
OL: solo orgânico de baixa plasticidade 
P: fator relativo à prática de controle de erosão adotada 
P: carga máxima de compressão 
Pi: perda por imersão 
pH: potencial de hidrogenização 
Pnat: penetração em amostra natural 
Pp: peso do solo seco correspondente à parte saliente inicial 
Ps: peso do solo seco desprendido 
Psat: penetração em amostra saturada 
R: fator relativo à erosividade da chuva 
s: segundo 
S: índice de sorção 
S: fator relativo à declividade do terreno 
SC: areia argilosa 
SM: areia siltosa 
Sr: saturação 
SW: areia bem graduada 
SP: areia pobremente graduada 
tg: tangente 
ton: tonelada 
USLE: Universal Soil Loss Equation (equação universal de perda de solos) 
Ve: velocidade de erosão 
W: oeste 
wH: umidade higroscópica 
wN: umidade natural 
%: porcentagem 
o : graus 
’ : minutos 
o C: graus Celsius 
ãNAT: peso específico natural 
ãd: peso específico aparente seco 
è: ângulo de incidência dos raios-x 
ð: pi (igual a 3,1416) 
ót: tensão de tração 
ñN: massa específica natural 
ñd: massa específica aparente seca 
 
 
 
 
 1 
CAPÍTULO 1 
INTRODUÇÃO 
 
 A erosão é um fenômeno bastante complexo, uma vez que envolve a ação direta ou 
indireta de diversos fatores, tais como as características geológicas e geomorfológicas, os 
tipos de solos, clima, vegetação, além da interferência humana que modifica as condições 
naturais de cada um deles. O desenvolvimento do processo erosivo é então determinado pela 
ação destes fatores, atuando em conjunto ou separadamente, seja como agentes causadores do 
processo, ou como fatores condicionantes. 
 Devido à complexidade do processo, o qual envolve diversos mecanismos e 
condicionantes, a erosão tem sido tema de pesquisas em diversas áreas, principalmente 
agronomia, geologia, geografia e geotecnia. Entretanto, apesar de todos os estudos já 
desenvolvidos, o entendimento do processo ainda não é completo, necessitando de pesquisas 
que possam confirmar as considerações existentes e proporcionar novos conhecimentos. 
 Neste trabalho, procura-se fazer um estudo direcionado principalmente para a 
avaliação da erodibilidade de solos, por meio da análise conjunta de observações feitas em 
campo e resultados de ensaios de laboratório. 
 
1.1-JUSTIFICATIVAS: 
 
 Ao longo do litoral brasileiro, a ocorrência de uma determinada unidade sedimentar 
se faz notável pela sua extensão, sendo encontrada desde o Pará até o Rio de Janeiro, 
delineando-se ainda depósitos correlacionáveis na região sul. Esta unidade é conhecida como 
“Barreiras” e corresponde a depósitos sedimentares continentais pertencentes ao terciário. Os 
 2 
sedimentos apresentam-se, em geral, com seqüências afossilíferas, pouco consolidados, desde 
conglomerados à arenitos e argilitos, de cores e granulometrias variadas. 
 Na região Norte, além da característica ocorrência litorânea, é também marcante a 
presença dessa seqüência ou de similares ao longo das drenagens, onde verificam-se há 
algum tempo sérios problemas de erosão nos solos daquele Grupo, principalmente por 
processo fluvial. A situação é agravada pelo desenvolvimento de cidades às margens dos rios, 
o que é uma tendência natural das civilizações. 
 Um dos casos típicos e mais importantes deste fenômeno é registrado na sede do 
município de Cametá, situado na micro-região do Baixo Tocantins, na porção oeste do Pará. 
Naquela cidade, ocorre o fenômeno conhecido como “terras caídas”, com o desmoronamento 
de falésias pondo em risco o patrimônio histórico da cidade, construído durante a época áurea 
do ciclo da borracha (foto 1.1) 
 
 Foto 1.1: Exemplo da erosão na cidade de Cametá 
 3 
 
 No Rio de Janeiro, também ocorrem sedimentos do Grupo Barreiras em diversos 
munícipios, afetados por processos erosivos. 
 
1.2-OBJETIVOS: 
 
 Tem-se como objetivo deste trabalho alcançar um melhor entendimento dos 
diferentes processos erosivos, com base em uma abordagem envolvendo os fatores 
condicionantes que interferem nos mesmos e os agentes causadores diretos. 
 O foco principal desta abordagem é então estudar especificamente as características 
geotécnicas dos solos da Formação Macacu, descrita e considerada como representante do 
Grupo Barreiras por Meis e Amador (1972 e 1977), buscando caracterizar o potencial de 
erosão dos mesmos e identificar as características relevantes dentro do processo erosivo, na 
tentativa de estabelecer relações entre ambos. 
 A partir dos resultados obtidos, espera-se que os mesmos proporcionem uma 
contribuição para o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação da erodibilidade dos 
solos, em função das propriedades ou características intrínsecas a eles; procurando-se abordar 
ainda a adequabilidade dos métodos tradicionais de avaliação da erodibilidade. 
 Um segundo objetivo é o de promover um conhecimento básico acerca do 
desenvolvimento dos processos erosivos, por intermédio de uma abordagem dos seus agentes 
desencadeadores e fatores condicionantes. 
 Resumidamente, a metodologia proposta para se buscar atingir tais objetivos 
consiste das seguintes contribuições : 
 4 
• Revisão bibliográfica com conceitos de erosão, fatores que influenciam no processo e 
agentes atuantes; 
• Descrição de aspectos do meio físico local da região de Itaboraí e da Formação Macacu; 
• Caracterização das propriedades físicas, químicas e mineralógicas dos materiais em 
estudo; 
• Execução de ensaios de tração (método brasileiro) e de sucção (papel filtro) em amostras 
com diferentes teores de umidade. 
 
1.3-ESCOPO DO TRABALHO : 
 
 Objetivando o melhor entendimento do seu conteúdo, esta dissertação é apresentada 
de forma compartimentada, onde um capítulo introdutório apresenta as justificativas e 
objetivos do trabalho (capítulo 1); o capítulo seguinte, (capítulo 2), sintetiza a revisão 
bibliográfica abordando conceitos, fatores envolvidos no processo e agentes causadores; o 
capítulo 3 trata dos aspectos gerais da região de Itaboraí, local de onde foram retiradas as 
amostras representativas da Formação Macacu, alvo da investigação; a seguir (capítulo 4) se 
apresenta uma descrição dos diversos ensaios propostos na literatura para avaliação da 
erodibilidade; o capítulo seguinte (capítulo 5) realiza uma descrição das metodologias 
adotadas para os ensaios executados neste trabalho; a seguir são apresentados e analisados os 
resultados dos ensaios realizados (capítulo 6); segue-se com uma avaliação do potencial de 
erosão dos solos (capítulo 7) e por fim faz-se a conclusão da dissertação e sugestões para 
futuras pesquisas (capítulo 8). 
 
 
 
 5 
CAPÍTULO 2 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1-CONCEITOS BÁSICOS: 
 
 Ao se iniciar um estudo, qualquer que seja ele, a primeira preocupação que se deve 
ter é a de buscar uma definição clara e objetiva do mesmo. Assim, um estudo sobre erosão 
deve se iniciar apresentando alguns conceitos deste fenômeno, segundo diversos autores. 
Pastore (1986) e Vilar e Prandi (1993), por exemplo, conceituam o fenômeno de modo 
semelhante, descrevendo que erosão no seu sentido mais amplo é o processo geral ou grupo 
de processos através do qual os materiais terrosos ou rochosos da crosta terrestre são 
desagregados, dissolvidos ou desgastados, e transportados de um ponto a outro por agentes 
naturais, tais como rios, mares, vento e chuva. Outra definição semelhante é apresentada por 
Marçal (1998), quando afirma que “o termo erosão refere-se ao desgaste da superfície 
terrestre sob ação dos agentes erosivos, principalmente a água e o vento, e em zonas 
montanhosas a neve e o gelo”. 
 Guerra (1995) relata que “a erosão dos solos é um processo que ocorre em duas 
fases: uma que constitui a remoção (detachment) de partículas, e outra que é o transporte 
desse material, efetuado pelos agentes erosivos”. Pode-se citar ainda a definição de Gray e 
Leiser (1989), segundo os quais “erosão é a remoção das camadas superficiais de solo por 
agentes como vento, água e gelo. A erosão de solos envolve os processos de destacamento e 
transporte por estes agentes, sendo iniciada por arranque, impacto, ou forças de tração 
atuando sobre o material”. 
 6 
 De uma forma geral, pode-se dizer, então, que erosão é a remoção dos detritos, os 
quais são depositado em áreas adjacentes. Durante a erosão, pode ocorrer processo de abrasão 
É a remoção de partículas individuais ou de grumos de partículas que a diferencia de outros 
movimentos de massa, como avalanches e escorregamentos, nos quais massas de solo / rocha 
se movimentam como um todo. 
 Bennett (1965) explica que por vezes a erosão do solo se dá em um ritmo lento, que 
permite a formação de novo solo, abaixo da camada superior, em um tempo semelhante ao de 
desgaste daquela camada. Neste quadro de transformação a erosão é chamada erosão normal 
ou geológica. Explicação semelhante é dada por DAEE-SP (1990), quando relata que “o solo 
é uma camada viva, em processo permanente de formação, através da alteração das rochas e 
de processos pedogenéticos. Este processo é contrabalançado pelo processo de erosão, que 
remove seus constituintes, sobretudo pela ação da água de chuva. Portanto, há um quadro 
dinâmico, no qual diversos processos atuam de forma contraditória, formando e erodindo o 
solo, refletindo um certo equilíbrio na natureza, no qual a erosão é considerada normal “. 
 Ocorre que quando este equilíbrio é rompido por uma intensificação da erosão, mais 
veloz que a formação dos solos, estes não têm tempo de se regenerar, observando-se então a 
perda de diversas de suas camadas ou horizontes. Esta aceleração pode ser desencadeada por 
alterações nas condições geológicas ou climáticas, ou pode ser provocada pelo homem. Este 
último caso costuma ser mais preocupante, pois, de modo geral, requer menos tempo para 
atuar, o que implica na necessidade de combate emergencial. 
 A erosão, quando desencadeada pela atividade humana, está relacionada, 
geralmente, com uso inadequado do solo e traz conseqüências desastrosas para o mesmo, 
sendo uma das formas principais de sua degradação. Alguns exemplos de atividades que 
aceleram o processo erosivo são: desmatamento, ocupação urbana sem planejamento, 
 7 
principalmente no que diz respeito ao lançamento de fluxo de água concentrado; exploração 
de recursos naturais; construção de estradas e barragens (obras altamente agressivas ao meio 
ambiente); produção agrícola, que ataca a camada superficial do solo. 
 Diversos são os resultados danosos provocados pelos processos erosivos, os quais 
representam elevadas perdas, inclusive do ponto de vista econômico. Guerra (1995) cita 
alguns danos causados pela erosão, como por exemplo a contaminação da água dos rios por 
partículas transportadas que venham a estar contaminadas (por defensivos agrícolas, por 
exemplo), e o assoreamento de mananciais. Gray e Leiser (1989) citam que “os custos diretos 
causados por erosão e sedimentação incluem a destruição de propriedades. Os custos 
indiretos são mais difíceis de serem avaliados, mas provavelmente são ainda maiores”. Entre 
estes últimos, pode-se citar: diminuição da produtividade agricultural; assoreamento de 
tubulações; solapamento de fundações e pavimentações; enchentes; assoreamentos de portos 
e canais; etc. Na foto 2.1 observa-se um exemplo de destruição provocada por erosão. 
 
 Foto 2.1: Exemplo de propriedade destruída por erosão (apud Marçal 1998) 
 8 
 A erosão, de uma forma geral, é influenciada diretamente por dois fatores principais, 
que são a natureza do material (seja rochoso ou terroso) e o clima. Dependendo do tipo de 
processo, cada um destes fatores poderá ter uma maior ou menor importância. Além disso,fatores específicos podem influenciar significativamente um determinado processo, sem que 
o façam em outro. 
 O clima pode influenciar o processo de maneira direta ou indireta. Um exemplo da 
ação direta é a variação de temperatura, que faz com que o material se dilate e se contraia 
alternadamente, causando a fragmentação do mesmo. Outra influência direta do clima diz 
respeito às características de alguns agentes erosivos, como a chuva e o vento. Indiretamente, 
pode-se citar como principal exemplo a vegetação, que, de acordo com cada clima, representa 
uma maior ou menor proteção ao solo, e consequentemente, representar maior ou menor 
dificuldade para a evolução do processo erosivo. 
 O tipo de rocha, por sua vez, influencia no processo porque, de acordo com as suas 
características próprias, o solo resultante apresenta maior ou menor erodibilidade, ou seja, 
maior ou menor susceptibilidade ou facilidade a sofrer erosão. Assim, conforme 
exemplificado por DAEE-SP (1990), “solos mais arenosos se desagregam mais facilmente 
que os solos argilosos, ou seja, a textura é uma das características que condicionam a erosão”. 
Além desta, são também condicionantes a estrutura, composição, entre outros. Gray e Leiser 
(1989) ressaltam que “não há ainda um índice para erodibilidade simples e universalmente 
aceito”. Desta forma, os autores apresentam uma hierarquia clássica de erodibilidade, 
baseada na classificação unificada de solos: 
 Mais erodível → Menos erodível 
 ML > SM > SC >MH > OL>CL > CH > GM > GP > GW 
 9 
 Onde: G indica cascalhos e S areias. Areias e cascalhos bem graduados são 
designados por SW e GW. Materiais pobremente graduados são indicados por SP e GP. As 
partículas finas do solo são subdivididas de acordo com seus limites de liquidez. Se LL <50 o 
símbolo é L, se LL>50 o símbolo é H. As letras M, C e O indicam siltes, argilas e solos 
orgânicos, respectivamente. 
 Os mesmos autores citam ainda algumas tendências de erodibilidade dos solos, tais 
como: é baixa em cascalhos bem graduados; é alta em siltes e areias finas e uniformes; 
diminui com o aumento de argila e matéria orgânica; diminui para índices de vazios baixos e 
teor de umidade alto. Morgan (1986) considera que “as partículas menos resistentes são siltes 
a areias finas”. Evans (1980) analisa a erodibilidade em função do teor de argila e afirma que 
solos com frações argila limitadas são mais susceptíveis à erosão. 
 
2.2-AGENTES EROSIVOS: 
 
 A ocorrência dos processos erosivos pode se dar devido à ação de diversos agentes, 
como por exemplo a água, o gelo, o vento e a gravidade. É importante ressaltar que o agente 
água pode ser dividido em agentes ainda mais específicos, como rios, mar ou chuva. Deve-se 
destacar aqui o conceito de erosividade, que é o potencial que o agente erosivo apresenta de 
promover erosão, não devendo este conceito ser confundido com o de erodibilidade, que, 
como já explicado, diz respeito à susceptibilidade do solo de ser erodido. 
 Analisando-se estes agentes, não é difícil perceber que cada um deles atua de uma 
maneira específica, o que faz com que os processos, apesar de levarem a um mesmo efeito 
final (a erosão), sejam diferentes entre si. Gray e Leiser (1989) apresentam um resumo dos 
 10 
diversos agentes, relacionando-os com os respectivos tipos de processo erosivo, o qual é 
apresentado na tabela 2.1. 
 
Tabela 2.1: Agentes e tipos de erosão (modificado de Gray e Leiser, 1989) 
AGENTE TIPOS DE PROCESSOS EROSIVOS 
Água Gotejamento; Erosão Laminar; Sulcamento; Voçorocamento; Erosão 
Fluvial; Ação de ondas; Erosão Interna. 
Gelo Solifluxão; Ação de Congelamento/Descongelamento; Erosão Glacial; 
Arrancamento. 
 
 Os processos erosivos relacionados ao agente gelo têm alguma ocorrência no Brasil, 
sendo porém pouco representativos e por este motivo também não receberão abordagem 
específica. 
 De uma maneira resumida e objetiva, pode-se apresentar as seguintes definições para 
os diversos processos: 
a) Erosão Fluvial: 
Ocorre, como o próprio nome diz, quando a ação dos rios proporciona 
desgaste de suas margens e carreia material removido ao longo do leito. 
Como os rios escoam sempre em uma mesma direção, este processo 
caracteriza-se por apresentar um fluxo unidirecional, havendo então, 
teoricamente, uma única força de módulo e sentido constante. 
b) Erosão Marinha: 
É o trabalho de destruição causado pelo efeito de ondas e de marés, além de 
eventuais tempestades ao longo dos litorais. Este processo caracteriza-se 
 11 
basicamente por apresentar um fluxo bidirecional (fluxo de vazante e fluxo de 
enchente), havendo portanto, duas forças de módulos e sentidos diferentes. 
c) Erosão Subterrânea: 
Consiste na remoção interna de solo, provocada pela percolação de água 
subterrânea e é comumente conhecida como entubamento (piping). 
Simplificadamente, este fenômeno ocorre porque as forças de percolação 
excedem as forças resistivas (tais como tensões intergranulares ou forças de 
coesão). 
Gray e Leiser (1989) explicam que “uma vez que um tubo se forme aumenta 
rapidamente, porque as linhas de fluxo são atraídas para áreas de menor 
resistência, o que resulta em mais concentração de fluxo, formando um ciclo”. 
d) Erosão Eólica: 
Este processo ocorre quando a ação do vento é responsável pelo arrancamento 
e carreamento de partículas do solo. Neste caso, as etapas de erosão, 
transporte e sedimentação serão função das características de velocidade e 
turbulência do vento. 
e) Erosão Pluvial: 
Este tipo de processo se inicia com as gotas de chuva propriamente ditas. O 
impacto destas gotas no solo podem provocar a desagregação e 
movimentação de partículas, as quais ficam então mais vulneráveis à erosão, 
apresentando maior facilidade em serem transportadas. 
 Dentre as formas de erosão supracitadas, segue-se agora uma abordagem mais 
abrangente dos processos eólico, fluvial, subterrâneo e pluvial, por se considerar que são 
estes os mais importantes, devido as suas ocorrências mais comuns e efeitos mais 
 12 
significativos, uma vez que podem ocorrer em todo território, enquanto o processo marinho 
se restringe à faixa costeira. 
 
 2.2.1-EROSÃO EÓLICA: 
 
 Os fatores que influenciam neste processo são basicamente os mesmos da maioria 
dos casos de erosão, ou seja, o clima e a natureza do solo, conforme descritos anteriormente. 
 Neste caso específico, o clima influencia na velocidade e na direção do vento, na 
temperatura, no tipo de cobertura vegetal, na sua densidade e na sua distribuição sazonal. As 
características do solo que afetam a erosão eólica são a textura, dimensão dos grãos, teor de 
umidade e rugosidade da superfície. 
 Todos estes fatores podem ser expressos em termos de parâmetros possíveis de 
serem identificados e medidos. Alguns fatores, como a rugosidade da superfície e a presença 
de pequenas barreiras que funcionam como quebra-ventos, passam a exercer importante 
influência no processo, merecendo atenção especial. 
 Somente solos relativamente secos são susceptíveis à erosão eólica. Os fatores 
climáticos que mais afetam a umidade do solo são a quantidade e a distribuição de chuvas, a 
temperatura e a umidade local. Este caso evidencia a importância das chuvas em processos 
erosivos, podendo aquela ser o próprio agente desencadeador ou apenas um fator de 
influência indireta. 
 Já entre as características próprias do vento, as mais importantes são a sua 
velocidade, duração, direção e grau de turbulência. De acordo com Gray e Leiser (1989), “o 
vento somente seleciona e carrega em suspensão solos secos com tamanho de grãos 
essencialmente menor que 0,1mm”. 
 13 
 Ainda segundo aqueles autores, “ a erosão eólica consiste em três fases distintas: 
início do movimento, transporte e deposição. O início do movimento é resultado da 
velocidade e da turbulência do vento. A velocidade requerida é maior quanto maioro peso do 
grão. Para muitos solos esta velocidade é de cerca de 13m/h, a uma altura de 30cm acima do 
chão. Uma vez iniciado o movimento, a velocidade requerida para mantê-lo passa a ser bem 
menor”. 
 Além do transporte em suspensão, partículas maiores de solo podem ser 
transportadas por saltação (0,1 a 0,5mm) ou mesmo por rolamento (0,5 a 1mm). A maior 
parte do transporte de partículas de solo por vento ocorre próximo à superfície do terreno, o 
que evidencia a possibilidade de solucionar o problema, ou pelo menos amenizá-lo, através 
de utilização de técnicas simples, como por exemplo a adoção de barreiras relativamente 
pequenas ou de quebra-ventos. Pode-se adotar também vegetação, a qual apresenta ainda a 
função de aumentar a rugosidade da superfície, reduzir e desviar o vento e unir as partículas 
do solo. 
 
 2.2.2- EROSÃO FLUVIAL: 
 
 Este processo ocorre, como o próprio nome diz, quando a ação dos rios proporciona 
desgastes da margens e do fundo do canal e carrea o material removido ao longo do leito 
(foto 2.2). O local onde a erosão ocorre depende do tipo de canal: canais “jovens” (menores) 
geralmente apresentam erosão no fundo; canais “maduros” (maiores) sofrem basicamente 
erosão das margens. Os materiais erodidos e depositados em um trecho específico do canal 
costumam apresentar-se balanceados. 
 
 14 
 
 Foto 2.2: Exemplo de erosão fluvial 
 
 Uma série de variáveis controlam o comportamento dos sistemas fluviais, dentre as 
quais se incluem a descarga do canal, o tamanho dos grãos, a largura do canal, a 
profundidade do fluxo, a forma e sinuosidade do canal. O comportamento do sistema é então 
definido a partir de uma situação em que todas estas variáveis se encontrem em estado de 
equilíbrio dinâmico. 
 Através dos sedimentos erodidos, transportados e depositados nos rios, pode-se 
avaliar o poder de trabalho dos mesmos. Estes três processos são definidos pela velocidade e 
turbulência do fluxo, apresentando interdependência e ocorrendo a partir de mudança no 
fluxo ou na carga. 
 15 
 A velocidade e a turbulência variam tanto no perfil longitudinal quanto no 
transversal do leito de um rio. De acordo com Cunha (1994), “ao longo do perfil longitudinal, 
quando a velocidade é lenta e uniforme, as águas fluem em camadas, sem haver misturas 
entre elas, constituindo o fluxo laminar, no qual os processos erosivos são diminutos e a 
capacidade de transporte se torna reduzida, deslocando apenas partículas muito finas”. Já 
para os fluxos turbulentos, com flutuação de velocidade, a capacidade de transporte atingirá 
partículas maiores. 
 A variação na velocidade e na turbulência, ao longo do perfil transversal, define 
locais preferenciais de erosão e de sedimentação. Em geral, as áreas de menor velocidade e 
turbulência encontram-se na superfície da água (devido ao atrito com ar), nas paredes laterais 
e no fundo do canal. Assim, as áreas de maior velocidade encontram-se no centro do leito, 
logo abaixo da superfície de água. A exceção a esta regra ocorre em canais com seção 
transversal assimétrica, nos quais a velocidade e turbulência decrescem da margem côncava 
para a convexa. 
 Dois importantes parâmetros para a quantificação do trabalho de um rio são sua 
competência e sua capacidade, sendo que ambos dependem da relação entre a seção do canal 
e a velocidade do fluxo. A competência do rio está relacionada com o tamanho máximo do 
material a ser transportado, enquanto que sua capacidade é definida pelo volume de carga 
transportada. A carga por sua vez, é definida como a soma das quantidades de material em 
suspensão ao longo do leito do rio. 
 A carga do fundo ou carga do leito do rio é formada por partículas de granulação 
maior como areia e cascalho, enquanto que a carga suspensa é composta por partículas 
menores, que de tão pequenas se mantêm em suspensão na água (argilas). Há ainda a carga 
 16 
dissolvida, que são substâncias resultantes do intemperismo, transportadas em forma de 
solução química. 
 As cargas suspensa e dissolvida são transportadas com a mesma velocidade da água 
que flui, permanecendo em movimento até que a velocidade decresça e atinja um limite 
mínimo, a partir do qual se inicia a deposição. Por sua vez, a carga do leito move-se com 
velocidade inferior à da água, já que suas partículas rolam, deslizam ou saltam ao longo do 
leito do rio (figura 2.1). 
 
Figura 2.1: Esquema representativo do transporte dos diferentes tipos de cargas detríticas 
(apud Suguio e Bigarela, 1990) 
 
 A erosão das paredes e do fundo do leito pode se dar por meio de corrosão, abrasão 
ou cavitação: 
a) Corrosão: É o processo pelo qual ocorre uma reação química entre as rochas e 
a água, acontecendo a dissolução do material. 
 17 
b) Abrasão: Também chamada de corrasão, é o processo em que ocorre o 
desgaste por atrito mecânico entre as partículas transportadas e as rochas, 
havendo uma tendência de redução da rugosidade do leito. 
c) Cavitação: A desagregação da rocha se dá graças à variação de pressão de 
paredes do canal, fato que ocorre devido às condições de velocidade elevada 
da água. 
 A erosão do canal de um rio pode ocorrer devido à atuação de diferentes processos, 
como por exemplo: 
a) Erosão Regressiva da Base: Ocorre quando a base de um talude submerso é 
atacada, levando à erosão e desmoronamento das margens. 
b) Erosão das margens: Causada diretamente pela ação das correntes. 
c) Ruptura dos Taludes sem Superfície Definida: Ocorre nas margens, em solos 
siltosos e arenosos saturados, quando ocorrem condições que causem a 
liquefação destes. 
d) Piping: Erosão das margens devido à perda de sustentação, ocasionada por 
erosão interna, a partir da percolação de água subterrânea em áreas 
preferenciais. 
 Conforme observam Gray e Leiser (1989), “o reconhecimento e compreensão destes 
processos é muito útil quando se projeta um sistema de prevenção e controle. Por outro lado, 
esta classificação não é particularmente útil na determinação da causa da erosão de um 
canal”. A explicação da causa está relacionada ao ajuste das características de um canal, até a 
obtenção de um equilíbrio dinâmico, ocorrendo então três mecanismos principais: 
a) Alargamento do Canal: Devido a aumento do fluxo ou da carga de 
sedimentos. 
 18 
b) Aprofundamento do Canal: Devido a aumento do fluxo ou mudança de 
declividade. 
c) Mudança de Sinuosidade: Relacionado a transformações na configuração 
longitudinal do canal. Ocorre perda de material nas margens acompanhada de 
acréscimo de material em local adjacente. 
 
 2.2.3-EROSÃO INTERNA OU ENTUBAMENTO: 
 
 Segundo Guerra (1995), “os dutos (pipes) ou túneis são grandes canais, abertos em 
subsuperfície, com diâmetros que variam de poucos centímetros até vários metros”. Gray e 
Leiser (1989) relatam que o tipo de erosão comumente chamada de entubamento (piping) 
consiste “na remoção de solo causada pela percolação da água subterrânea ou pelo seu 
movimento através de uma face livre”. 
 O processo de formação dos dutos, de acordo com Guerra (1995), “está relacionado 
ao próprio intemperismo, sob condições especiais geoquímicas e hidráulicas, havendo a 
dissolução e carreamento de minerais, em subsuperfície... É preciso haver forte gradiente 
hidráulico que proporcione o escoamento em subsuperfície e o transporte de material 
dissolvido”. 
 Hargerty (1991) descreve que o processo se inicia no momento em que as forças 
geradas pelo gradiente hidráulico superam as forças resistivas tais como: imbricamento e 
atrito entre as partículas; coesão entre os grãos, provenientes de atrações físico-químicas; 
cimentação e aglutinação por raízes. 
 19 
 Gray e Leiser (1989) fazem consideração semelhante ao afirmar que o fenômeno 
ocorre “quando as forças de percolação excedem as tensões inter-granulares ou forças de 
coesão”. 
 Guerra (1995) e Gray e Leiser (1989) afirmam queuma vez formados os dutos, os 
mesmos passam a representar zonas preferenciais para o fluxo subsuperficial, tornando-o 
concentrado. Com isso, a tendência é de aumentar a intensidade do processo, segundo os 
mesmos autores. 
 Deve-se observar que trata-se de um processo bastante complexo e de díficil 
entendimento. As principais dificuldades que podem ser citadas são: a própria avaliação de 
quais as variáveis envolvidas, além da mensuração das forças consideradas atuantes. Outro 
fato que merece destaque é que a observação e identificação do processo no campo é muito 
difícil, segundo Santos (1997) e Bacellar (2000). 
 
 2.2.4-EROSÃO PLUVIAL: 
 
 Conforme já citado, a chuva é um dos principais agentes desencadeadores de 
processos erosivos, adquirindo importância ainda maior em regiões tropicais ou subtropicais 
úmidas, nas quais se incluem grande parte do território brasileiro. Nestas regiões, a erosão 
provocada pela ação da chuva costuma ser, de fato, a mais pronunciada. A erosão pluvial é 
controlada basicamente por três fatores naturais, que são: o clima, o solo e o relevo. 
 Santiago (1999) cita a precipitação como fator controlador mais importante do 
processo. O clima será determinante principalmente nas características da intensidade, 
duração e distribuição das chuvas. Chuvas torrenciais ou pancadas de chuvas intensas 
representam as formas mais agressivas de atuação deste agente. 
 20 
 Outra influência deste fator, conforme já visto, é feita indiretamente, através da 
vegetação. Isto porque o clima será decisivo nas características naturais da cobertura vegetal, 
definindo o tipo de proteção oferecida ao terreno. Esta proteção consiste na redução do 
escoamento superficial e na redução do impacto direto das gotas de chuva no solo, 
diminuindo assim a capacidade das águas de removerem e transportarem partículas do solo. 
 A respeito deste ponto, Vilar e Prandi (1993) descrevem como principais efeitos da 
vegetação a interceptação e retenção da chuva; a proteção do solo contra a atuação da gota e 
seu aumento de resistência ao escoamento superficial, com conseqüente deposição das 
partículas por interceptação ou redução de velocidade; e a retenção e aglutinação do solo pela 
ação das raízes. Guerra (1995) e Santiago (1999) corroboram com tais considerações, 
acrescentando ainda o papel da vegetação na formação do húmus, que afeta a estabilidade e o 
teor de agregados. 
 É importante, porém, atentar para o fato de que muitas vezes as características 
naturais da vegetação não se encontram preservadas, devido à atuação humana. Nestes casos, 
o fator vegetação não mais estará relacionado ao clima, mais continuará, obviamente, 
representando grande influência no processo. 
 O solo é determinante nos processos erosivos devido à maior ou menor facilidade 
que apresentem de serem erodidos, conforme explicado anteriormente. Esta susceptibilidade 
à erosão, chamada de erodibilidade, depende de características do solo, tais como textura, 
composição, estrutura, porosidade, etc. 
 Uma importante observação é feita por DAEE-SP (1990), ao relatar que “o tipo de 
solo tende a representar os fatores extrínsecos da erosão: clima, topografia e cobertura 
vegetal”. O mesmo exemplifica que “os solos do tipo podzólico são, em geral, mais 
susceptíveis à erosão que os do tipo latossólico. Além dos podzólicos ocorrerem geralmente 
 21 
em topografia mais movimentada que os latossolos, apresentam logo abaixo do horizonte 
superficial um horizonte ou camada com maior concentração de argila, o que representa uma 
certa barreira à infiltração das águas. Como conseqüência, o fluxo de água, logo abaixo da 
superfície, paralelo à encosta, tende a propiciar uma maior erosão neste tipo de solo”. 
 A topografia é importante no que diz respeito à declividade e comprimento da 
encosta, sendo um fator determinante na velocidade dos processos erosivos. Isto porque 
relevos mais acidentados, com declividades mais acentuadas, favorecem a concentração e 
aumento de velocidade do escoamento superficial, aumentando sua capacidade erosiva. Vilar 
e Prandi (1993) citam ainda que “a erosão varia com a forma da encosta, sendo mais 
pronunciada em encostas convexas, do que em encostas côncavas”. 
 Em DAEE-SP (1990) é descrito que “a declividade tem tanta importância quanto 
maior for o trecho percorrido pela água, ou seja, quanto maior for o comprimento da 
encosta”. 
 Já Gray e Leiser (1989) descrevem que “a influência ou importância do 
comprimento tende a aumentar à medida que a declividade se torne mais íngreme”. Os 
mesmos autores exemplificam que “dobrando o comprimento de uma encosta de 30m para 
60m o aumento da perda de solo será de apenas 29% se a declividade for de 6%, enquanto o 
mesmo aumento de comprimento, para uma declividade de 20%, resultará em um aumento de 
perda de solo de 49%”. 
 É razoável então concluir que, na verdade, a importância dos dois fatores será 
interdependente, com a influência da topografia sendo tomada pela ponderação de ambos. 
Este é um dos motivos para a adoção de bancadas ou terraços como forma de controle do 
processo. 
 22 
 Guerra (1995) considera que “o ciclo hidrológico é o ponto de partida do processo 
erosivo”. Resumidamente pode-se descrever que, ao ocorrer um evento chuvoso, parte da 
água chega até o solo e parte não. A porção que chega à superfície pode então ser 
armazenada em pequenas depressões ou se infiltrar no terreno. 
 Ocorre que os solos possuem limites máximos de absorção, ou seja, possuem 
capacidades de infiltração. Uma vez que a capacidade de água que chega ao solo exceda sua 
capacidade de infiltração haverá runoff. 
 Guerra (1995) explica, porém, que “como mecanismo gerador de runoff, esta 
comparação entre intensidade de chuva e capacidade de infiltração nem sempre se aplica”. 
Isto porque nem sempre o runoff será gerado apenas depois de excedida a capacidade de 
infiltração. O autor segue explicando que, em certos casos, o fator controlador não será 
aquela capacidade, e sim “um teor limitante de umidade dos solos, que resulta do 
encharcamento dos mesmos”, relacionado à capacidade de armazenamento por capilaridade. 
 A partir do momento em que começa a se acumular na superfície, a água fica retida 
em pequenas depressões, até que esta capacidade de armazenamento seja saturada, se 
iniciando então o runoff. 
 O impacto direto das gotas de chuva sobre o solo desprotegido, desencadeia a forma 
de erosão conhecida como “splash” ou salpicamento. Este processo pode proporcionar o 
destacamento e transporte de grande quantidade de solo. 
 Através do impacto das gotas de chuva, o solo tem suas partículas desagregadas, 
libertando partículas menores e mais soltas, mais facilmente transportadas pelo escoamento 
superficial. Guerra (1995) descreve que a formação da crosta diminui a ação erosiva do 
impacto das gotas de chuva, uma vez que a superfície se torna mais resistente. Por outro lado, 
 23 
com a superfície selada, a infiltração da água diminui consideravelmente, aumentando, 
consequentemente, o runoff. 
 O impacto da chuva sobre o terreno desprotegido também é muito importante 
porque as partículas finas liberadas no processo preenchem os poros do solo e formam uma 
crosta, deixando-o selado. 
 Diversos parâmetros são utilizados para investigar a erosividade da chuva, podendo-
se citar como exemplos o total de chuva, sua intensidade e energia cinética. Baseados nas 
relações entre a energia cinética da chuva e sua intensidade, Wischmeier e Smith (1958) 
propuseram a seguinte equação: 
E.C.=11,87+8,73log10i (Equação 2.1), 
 onde: 
E.C.: energia cinética da chuva (joules/m2/mm) 
i: intensidade da chuva (mm/h) 
 
 Ellison (1948) estimou que até 25 kg/m2 podem ser lançadas no ar durante uma 
tempestade. Gray e Leiser (1989) dizem que “partículas lançadas podem se mover mais de 
60cm verticalmentee 1,5m lateralmente”. 
 À medida que caem no terreno, as gotas de chuva rapidamente se juntam, formando 
filetes de água. Estes, ao escoarem encosta abaixo, podem fazê-lo como um lençol de água, 
lavando a superfície como um todo, ou podem se juntar cada vez mais, chegando até mesmo 
a formar enxurradas, com elevada capacidade de erodir e transportar partículas do solo. A 
erosão provocada pelo primeiro tipo de escoamento é conhecida como laminar, uma vez que 
a água escorre como uma lâmina, lavando o terreno por inteiro, sem formar canais definidos. 
Já no segundo caso, como ocorre a concentração da água, a erosão provocada é conhecida 
 24 
como erosão por escoamento concentrado, a qual forma sulcos que podem evoluir para 
ravinas e até voçorocas (Figura 2.2 e Foto 2.3). 
 
Figura 2.2: Representação esquemática de erosão laminar e por escoamento concentrado, 
formando sulcos na superfície (apud DAAE 1990) 
 
Foto 2.3: Exemplo de erosão superficial (apud Marçal 1998) 
 25 
 As gotas de chuva costumam ter velocidades de 600 a 900 cm/s, enquanto que as 
velocidades do fluxo superficial são de 30 a 60 cm/s, o que faz com que a erosão por 
salpicamento pareça ser mais importante que a laminar, do ponto de vista da energia do 
processo. Gray e Leiser (1989) descrevem que “o poder de erosão e transporte de um 
escoamento laminar para determinado tamanho, forma e densidade das partículas de solo ou 
agregados são funções da profundidade e velocidade do runoff ”. 
 Conforme citado anteriormente, o escoamento superficial, quando concentrado, pode 
levar à formação de ravinas e voçorocas. Nestas situações, o fluxo superficial deixa de ser 
laminar, concentrando-se em filetes líquidos, que através da velocidade da água provocam 
erosão no terreno. 
 Rego (1978) considera que as ravinas ocorrem a partir da concentração de fluxos 
d’água em determinados pontos, formando canaletas bem definidas. 
 A erosão por ravinamento é, então, aquela que atua no terreno devido à ação da água 
escoando em canais pequenos, bem definidos, nos quais o fluxo superficial se concentra. Esta 
forma de erosão é mais preocupante que a laminar, uma vez que as velocidades de 
escoamento nas ravinas ou canais são mais elevadas. Schawb et al (1966) diz que o 
ravinamento é, dentre as formas de erosão pluvial, aquela nas quais ocorrem as maiores 
perdas, afirmação corroborada por Morgan (1986), que considera que é dentro das ravinas 
que se dá o transporte da maior parte dos sedimentos erodidos em uma encosta. 
 A erosão por ravinamento é ainda mais grave quando em locais com características 
de escoamento superficial elevado e camada superior de solo rasa e fofa. As ravinas se 
caracterizam por serem pequenas porém facilmente visualizáveis e com relativa estabilidade. 
Neste aspecto, Gray e Leiser (1989) consideram que “são suficientemente largas e estáveis 
 26 
para serem prontamente vistas, mas pequenas o bastante para serem facilmente removidas por 
operações normais de aragem e nivelamento do terreno”. 
 Uma feição ainda mais flagrante da ocorrência de processo erosivo é a voçoroca 
(Foto 2.4). As voçorocas são constituídas geralmente por canais maiores que as ravinas, 
profundos, com paredes íngremes e fundo chato. Estes canais se caracterizam por 
apresentarem fluxo de água durante e imediatamente após eventos chuvosos. 
 Rego (1978) considera que as voçorocas são um estágio avançado da erosão por 
ravinamento. Vilar e Prandi (1993) , de forma semelhante, descrevem que “voçorocas são 
ravinas de grandes dimensões, normalmente provocadas por grande concentração de fluxo”. 
Bacellar (2000), entretanto, ressalta que as ravinas não necessariamente evoluem para 
voçorocas, sendo comum sua estabilização devido às condições locais, que impeçam seu 
aprofundamento até o lençol freático. 
 Alguns autores, como Guidicini e Nieble (1984) e Vilar e Prandi (1993) descrevem 
o processo de formação das voçorocas como sendo o avanço das ravinas, após atingirem o 
lençol freático. 
 De acordo com Bigarella e Mazuchovski (1985) “a voçoroca é nitidamente um 
fenômeno hídrico, envolvendo tanto a ação das águas superficiais como também das 
subterrâneas, iniciando-se com a concentração de água na superfície da vertente”. 
 Guerra (1995) relata que as voçorocas estão associadas a problemas de erosão 
acelerada, e portanto, com a instabilidade da paisagem. O mesmo autor descreve ainda que as 
voçorocas podem ter origens variadas, e estão ligadas a um desequilíbrio entre a quantidade 
de água que escoa na superfície da encosta, o tipo de escorregamento, a forma da encosta e a 
erodibilidade do material, podendo acontecer de se aprofundarem tanto que cheguem a atingir 
o lençol freático. 
 27 
 Em DAEE-SP (1990), por sua vez, considera-se que “a voçoroca pode ser formada 
seja através de uma passagem gradual da erosão laminar para a erosão em sulcos e ravinas 
cada vez mais profundas , ou então, diretamente, a partir de um ponto de elevada 
concentração de água sem a devida dissipação de energia”. 
 Guerra (1995) refere que “existem várias classificações espalhadas pelo mundo, 
sobre os limites, quanto à profundidade e largura, entre as ravinas e as voçorocas.” Cita ainda 
Goudie (1985), que propõe que as ravinas podem ser obliteradas pelas máquinas agrícolas, 
enquanto as voçorocas não. 
 
Foto 2.4: Exemplo de voçoroca em solo residual de migmatito, na rodovia Rio-Teresópolis. 
 
 De acordo com Gray e Leiser (1989) “a dinâmica da formação de voçorocas é 
complexa e não entendida completamente”. 
 28 
 Quando as voçorocas ainda estão ativas, continuam a crescer ou se alargar, e podem 
ser reconhecidas pelo fato de que o solo das margens não apresenta vegetação, a qual começa 
a se desenvolver nos canais durante a cicatrização. 
 Quando se verificar vegetação bem desenvolvida e estabelecida, protegendo o solo 
contra o risco de nova erosão; as laterais da voçoroca se encontrarem estáveis e houver 
gradiente em equilíbrio no canal, considera-se que o estágio de estabilização da voçoroca foi 
atingido. 
 O aprofundamento de ravinas levando até o surgimento de voçorocas parece estar 
associado a alguns fatores naturais condicionantes, relativos ao tipo de solo, ao tipo de relevo 
e, indiretamente, ao substrato rochoso. 
 Quanto ao tipo de solo, observa-se como condições favoráveis a textura arenosa e 
média, a estrutura prismática (por facilitar a concentração das águas) e a ocorrência de 
camadas razoavelmente espessas abrigando em si o lençol freático. 
 Quanto ao relevo, aqueles mais declivosos e/ou com menores interflúvios são os que 
apresentam maior incidência de voçorocas. 
 Já o substrato rochoso tem influência indireta na formação de voçorocas, relacionada 
com as coberturas pedológicas que dele se originam, não se observando, porém, atuação 
direta. 
 Uma análise sobre a influência da ação antrópica na formação de voçorocas é 
complexa, uma vez que estes fenômenos são condicionados por formas de ocupação do solo 
diversificadas e pontuais, por vezes anteriores à forma verificada atualmente. 
 Apesar da aparência mais espetacular, as voçorocas podem não ser tão significativas 
quanto as ravinas, em termos de quantidade de solo erodido. São, entretanto, mais difíceis de 
serem controladas e impedidas. Gray e Leiser (1989) consideram que “um controle efetivo de 
 29 
voçorocas deve estabilizar tanto o gradiente no canal quanto a cabeceira. O entalhamento da 
base da voçoroca leva ao aprofundamento e alargamento, enquanto que o entalhamento da 
cabeceira extende o canal para dentro de áreas de nascentes não voçorocadas e aumenta a 
rede de fluxo e sua densidade, através do desenvolvimento de tributários”. 
 
2.3- PREVISÃO DE PERDA DE SOLOS: 
 
 Uma previsão da quantidade de solo perdido através da erosão pluvial em uma 
determinada área é sempre muito importante para quese possa avaliar a gravidade da 
situação enfrentada e suas possíveis conseqüências. 
 Com a finalidade de fazer esta previsão de perda de solos, diversas equações 
empíricas foram desenvolvidas ao longo de décadas de estudos, até se chegar a um modelo 
final considerado mais adequado e satisfatório em função de sua aplicabilidade e dos 
resultados obtidos. Desta forma, a equação desenvolvida por Wischmeier e Smith (1960) é 
hoje mundialmente consagrada e conhecida como a Equação Universal da Perda de Solos 
(Universal Soil Loss Equation, ou USLE). 
 Tal equação leva em conta todos os fatores que se tem conhecimento de que 
influenciam na erosão pluvial, os quais são: o clima, o solo, a vegetação e a topografia. Trata-
se de uma equação baseada em análises estatísticas de medições de erosão, sendo estas 
medições feitas em campo, para eventos chuvosos naturais ou simulados. A equação final é 
expressa pela fórmula: 
 X=RKSLCP (Equação 2.2), 
 onde: 
 X : Perda de solo computada por unidade de área; 
 30 
 R : Índice relativo à erosividade da chuva; 
 K : Índice relativo à erodibilidade do solo; 
 L : Índice relativo ao comprimento da encosta; 
 S : Índice relativo à declividade do terreno; 
 C : Índice relativo ao uso e manejo (vegetação) do solo; 
 P : Índice relativo à prática de controle de erosão adotada 
 Apesar de representar um método simples e objetivo de estimativa de perdas de solo, 
esta equação apresenta certas limitações que devem ser respeitadas antes de se pensar em 
aplicá-la indiscriminadamente. Marçal (1998) ressalta, por exemplo, que diversos autores 
contestam a precisão dos resultados obtidos pelo modelo, quando aplicado em condições 
diferentes daquelas nas quais foi desenvolvido. 
 
 2.3.1-FATOR CHUVA (R) : 
 
 A chuva é, dentre os fatores controladores da erosão, um dos mais significativos, 
tendo importante influência nas taxas de infiltração e, consequentemente, no escoamento 
superficial. 
 O índice de erosividade de uma chuva é função da energia da mesma, vezes a 
intensidade máxima em trinta minutos, sendo então dada por: 
 R=
100
EI
 (Equação 2.3), 
 onde: 
 E : Energia cinética total para um dado evento chuvoso; 
 I : Chuva máxima em trinta minutos 
 31 
 Gray e Leiser (1989) explicam ainda que “os registros de tempestades individuais 
são somados ao longo de um determinado intervalo e tempo para obter valores acumulados 
de “R” para outros períodos de tempo (por exemplo, um mês ou um ano)”. 
 
 2.3.2-FATOR ERODIBILIDADE (K) : 
 
 Conforme já definido, a erodibilidade é a resistência dos solos à erosão, ou seja, a 
terem suas partículas destacadas e transportadas, sendo esta resistência uma função das 
características próprias do material, tais como textura, teor de matéria orgânica, etc. 
 A obtenção deste fator pode ser feita através de um monógrafo desenvolvido por 
Wischmeier et al (1971), o qual requer apenas cinco parâmetros do solo: porcentagem de silte 
e areia muito fina, porcentagem de areia, porcentagem de matéria orgânica, estrutura e 
permeabilidade. Até mesmo o uso apenas dos três primeiros parâmetros já costuma ser 
suficiente para a obtenção de uma boa aproximação. 
 Morgan (1986) diz que “onde os valores de K foram determinados a partir de 
medições de erosão no campo, eles são válidos. Dificuldades surgem, entretanto, com 
tentativas de predizer os valores a partir do normógrafo”. 
 Observa-se portanto que a determinação da erodibilidade de um solo com o uso deste 
normógrafo é bastante restrita, sendo pouco confiável para solos de características diferentes 
daqueles utilizados na sua elaboração, além de levar em consideração poucas variáveis. Por 
estes motivos, o estudo das propriedades do solo que possam influenciar nos processos 
erosivos e a avaliação desta influência são importantes contribuições para a tentativa de um 
melhor conhecimento e tratamento do fenômeno. 
 
 32 
 2.3.3-FATORES COMPRIMENTO E DECLIVIDADE (L,S) : 
 
 Apesar de terem sido estudados separadamente, estes dois fatores costumam ser 
considerados em conjunto, em um “fator topográfico LS”, o que é justificado pelo fato de 
que, como já visto, ambos tem importância interdependente. A obtenção deste “fator 
topográfico” é feita por meio de uma equação empírica. 
 
 2.3.4-FATOR DE USO E MANEJO DO SOLO (C) : 
 
 Este fator procura descrever os efeitos protetores da vegetação contra a erosão. O 
fator “C” é tabelado, buscando atender as diversas possibilidades, como por exemplo solos 
desprotegidos, pastagens, florestas, etc 
 
 2.3.5-FATOR RELATIVO À PRÁTICA DE CONTROLE (P) : 
 
 O fator “P” é um parâmetro que representa a redução nas perdas de solo conseguida 
através da adoção de medidas de controle de erosão, tais como aragem, terraceamento e 
estabilização de cursos d’água. Os valores de “P” para as práticas de controle mais usuais 
também podem ser encontrados em tabelas. 
 
 33 
CAPÍTULO 3 
ASPECTOS GERAIS DA ÁREA ESTUDADA 
 
3.1-LOCALIZAÇÃO: 
 
 Representantes de depósitos do Grupo Barreiras na região do recôncavo da Baía de 
Guanabara foram considerados e descritos por Meis e Amador (1972 e 1977) como 
pertencentes à “Formação Macacu”, ocorrendo em territórios dos municípios de Duque de 
Caxias, Rio de Janeiro, Magé, Itaboraí, Cachoeiras de Macacu e São Gonçalo. 
 Para a realização deste trabalho optou-se por se concentrar nas ocorrências em 
Itaboraí. A partir das visitas iniciais àquela região optou-se então por um perfil localizado no 
distrito de Itambi, o qual faz parte do município de Itaboraí (figura 3.1). 
 
3.2- ASPECTOS GEOLÓGICOS / GEOMORFOLÓGICOS: 
 
 O município de Itaboraí é geologicamente representado por unidades sedimentares, 
correlacionadas às Formações Macacu, Caceribu e coberturas aluvionares mais recentes, de 
onde emergem unidades cristalinas gnáissicas e migmatíticas pertencentes ao pré-cambriano 
(figura 3.2). No distrito de Itambi, local de coleta das amostras, ocorrem depósitos 
sedimentares pertencentes à Formação Macacu. As formações cristalinas ocorrem em relevos 
mais acidentados, com altitudes da ordem de 140m, enquanto as unidades pertencentes à 
formação Macacu (do terciário) se apresentam sob a forma de tabuleiros (figura 3.3). As 
baixadas são cobertas em grande parte por sedimentos quaternários. 
 
 34 
3.3-CLIMA: 
 
 A região de Itaboraí apresenta clima tropical subquente úmido. Este clima se 
caracteriza por não haver freqüência muito grande de temperaturas elevadas no verão e um 
predomínio de temperaturas amenas no inverno. Ainda dentro desta classificação, no que diz 
respeito à seca, verifica-se apenas de 1 a 2 meses secos na região ao longo do ano. 
 Na região, a temperatura média anual varia de 240 na baixada a 200 nas serras. 
Quanto à pluviosidade, na região de Itaboraí verifica-se, ao longo do ano, uma pluviosidade 
superior a 2000mm nas encostas e variando entre 1200mm a 2000mm na baixada. 
 
3.4-SOLOS: 
 
 A partir de processos pedológicos, desenvolveram-se na região diversos tipos de 
solo, sendo os principais: Latossolos Vermelho-Amarelo, Solos Podzólicos Vemelho-
Amarelo, Solos Hidromórficos, Solos Halomórficos e Areias Quartzosas Marinhas. Destes, o 
mais importante para o presente trabalho é o latossolo vermelho-amarelo, por ser o tipo 
relacionado à Formação Macacu. 
 Os Latossolos Vermelho-Amarelo são solos minerais com seqüencia de horizontes 
A, B e C. Estes solos apresentam textura argilosa, são profundos, bem drenados, bastante 
porosos e têm fraca diferenciação entre os horizontes. O horizonte B é profundo, poroso, de 
consistência macia a dura quando seco, friável quando úmido e ligeiramente plástico e 
pegajoso à medida que o material é amassado e homogeneizado. Sua estrutura é do tipo 
granular fracamente desenvolvida, com aparência maciça, porosa e pouco coerente.Figura 3.1: Mapa de localização da região da bacia da Guanabara (modificado de Amador, 1996) 
 
Figura 3.2: Mapa geológico da região da bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000) 
ITAMBI
ITABORAÍ
0 20 Km
 
 
 
Figura 3.3: Mapa geomorfológico da região da bacia da Guanabara (fonte: CPRM, 2000) 
 
 
ITAMBI
ITABORAÍ
0 20 Km
 38 
3.5- A FORMAÇÃO MACACU: 
 
 A Formação Macacu, da qual foram coletadas as amostras dos solos estudados neste 
trabalho, foi descrita por Meis e Amador (1972 e 1977) e Amador (1980) e corresponde a 
depósitos representantes do Grupo Barreiras na região da Baía de Guanabara. Sua ocorrência 
na região é bastante significativa, com uma abrangência que inclui os municípios de Itaboraí, 
Cachoeiras de Macacu, Duque de Caixias, São Gonçalo e Rio de Janeiro. A seção tipo 
indicada por Meis e Amador (1977) se situa no km-29 da BR-180, em Magé, local onde 
aqueles autores consideram haver as melhores exposições da formação. 
 Apesar de conhecida há muito tempo, seu estudo e mapeamento como unidade 
litoestratigráfica é relativamente recente, a partir de Amador e Meis (1972) e Meis e Amador 
(1977). 
 Amador (1996) descreve a formação como “uma sucessão de lentes e camadas 
pouco espessas de sedimentos arenosos, areno-argilosos, argilo-arenosos e argilo-sílticos, 
pouco consolidados e afossilíferos”. 
 As observações de campo indicam um predomínio de cores variegadas (amarelada, 
avermelhada e arroxeada), com freqüente mosqueamento por óxido de ferro, aspecto este 
condizente com a descrição de Amador (1996), segundo a qual “muito provavelmente as 
cores oxidantes não sejam primárias, e sim produzidas por alteração pós-deposicional”. 
 Os depósitos observados apresentam, também, espessura bastante expressiva. 
Segundo Amador (1996), “os depósitos da formação ocorrem em níveis de tabuleiros, com 
altitudes que oscilam entre 15m e 40m... Normalmente os padrões de drenagem da Formação 
Macacu são retilíneos, com canais alongados e poucos tributários”. 
 39 
 Ainda em sua descrição da formação, Amador (1996) diz que “os litossomas que 
compõem a Formação Macacu dispõem-se predominantemente sob a forma de camadas e 
lentes. As camadas, normalmente tabulares, correspondem, via de regra, à parte basal da 
seqüência, enquanto as lentes e/ou camadas irregulares ocorrem no topo”. Um perfil no qual 
podem ser observados alguns aspectos descritos é mostrado nas fotos 3.1 e 3.2, podendo ser 
identificadas as camadas arroxeada, esbranquiçada e laterítica amarelada. 
 
 Foto 3.1: Exemplo de perfil representativo da formação Macacu 
 
Foto 3.2: Exemplo de perfil representativo da formação Macacu 
 40 
 Diversos estudos realizados em diferentes localidades, como nas Bacias de Resende 
(Amador, 1975 e 1980) e do Espírito Santo (Amador, 1978) indicaram a ocorrência de 
discordâncias internas no pacote sedimentar, as quais delimitam fases de sedimentação 
distintas. Em termos morfológicos, os depósitos da fase de sedimentação mais antiga e os da 
fase mais jovem se diferenciam porque os primeiros apresentam-se dispostos em camadas 
tabulares, enquanto os últimos ocorrem em lentes ou camadas irregulares. 
 É importante também citar que os depósitos da Formação Macacu se encontram em 
discordância sobre o embasamento cristalino ou depósitos das camadas Pré-Macacu. 
 Os sedimentos da formação apresentam baixa seleção, atribuída à pouca 
competência do agente de deposição, em termos de produzir selecionamento, e às distorções 
provocadas nos sedimentos por alteração pós-deposicional. Quanto às características 
mineralógicas dos depósitos, Amador (1996) descreve que “são constituídas 
predominantemente por quartzo, seguido pelos cristais opacos e semi-alterados de feldspato 
e, secundariamente, pelas palhetas de micas muscovitas. Os minerais pesados, que ocorrem 
em pequenos percentuais, são constituídos, quase que exclusivamente pelo grupo dos ultra-
estáveis, ocorrendo zircão, turmalina e ilmenita”. 
 Ainda segundo Amador (1996), “submetidas à difração por raio-x e Análise Térmica 
Diferencial (D.T.A.), as argilas da Formação Macacu mostraram o predomínio de minerais 
do grupo caulinita, podendo ocorrer eventualmente minerais do grupo montmorillonita”. 
 A análise detalhada de um perfil deve ser feita tendo-se em mente que ele é um 
produto de alteração de seu substrato, sendo, portanto, o resultado do intemperismo atuante 
sobre o mesmo. Através do processo de intemperização da rocha-mãe, os seus elementos 
químicos sofrem sucessivos “rearranjos”, o que justifica possíveis diferenças nas 
 41 
características químicas e mineralógicas ao longo do perfil, diferenças estas determinantes na 
definição dos diferentes horizontes. 
 Freqüentemente podem ser encontradas ferrificações (concreções limoníticas) , 
como produto da diagênese. Também se verificam, embora mais eventuais, concreções 
silicosas, normalmente desenvolvidas a partir de areias arcoseanas. 
 A partir dos aspectos estruturais e litológicos da Formação Macacu, Amador e Meis 
(1972) e Meis e Amador (1972, 1974 e 1977) a interpretaram como tendo sido formada por 
processo de deposição fluvial torrencial, provavelmente de tipo anastomosante (leito com 
inúmeras canalizações inter-barras e inter-ilhas, com planície de inundação bem definida), em 
condição climática mais seca que a atual. Fácies sedimentares relacionadas a processos de 
encosta são mais comuns na periferia da bacia. 
 Na Ilha do Governador, Itaboraí, Porto das Caixas e em Magé, os afloramentos 
apresentam como destaque depósitos relacionados a processo fluvial, em ambiente de 
“bajada” (acúmulo de sedimentos originados do aplainamento de uma zona de lençol de 
detritos formada pela ação dos rios), no qual a energia é média, com as estruturas 
sedimentares estando bem desenvolvidas. 
 Já em Itambi, local do perfil em estudo, ocorre o ambiente de “playa” (depressão, 
lago ou mesmo pântano que algumas vezes aparecem na “bajada”), no qual se verificam 
afloramentos da fácies mais fina, de baixa energia e característica de centro de bacia. Muito 
finos e plásticos, os sedimentos deste ambiente são explorados para serem utilizados como 
matéria-prima da indústria de cerâmicas e olarias, atividade esta já tradicional na região. 
 Segundo Amador (1996), sondagens realizadas para fins hidrogeológicos indicaram 
que a espessura da formação é de cerca de 100m, sendo provável que, no início da 
sedimentação, a posição do nível do mar estivesse abaixo da atual, entre 60m e 100m. 
 42 
 Através do critério geomorfológico de correspondência de depósitos com superfícies 
de erosão, definiu-se que a idade dos sedimentos da Formação Macacu estaria entre o 
Pleistoceno Inferior e Médio. 
 Amador (1996) relata ainda que “a reconstituição da direção de transporte do 
paleosistema fluvial da Formação Macacu, bem como a inexistência de sedimentos desta 
unidade, na Baía de Guanabara, a juzante da Ilha do Governador e a existência de um 
compartimento estrutural que produziu a elevação relativa de um bloco falhado do 
embasamento na área ocupada pelas ilhas do Governador e de Paquetá, indicam que durante a 
deposição da formação, os sedimentos eram dirigidos para a Baía de Sepetiba, utilizando a 
depressão atualmente ocupada pela Bacia do Rio Guandu. Como remanescentes dispersos 
desta unidade ocorrem manchas dispersas da formação, na Ilha Santa Cruz, que 
corresponderiam provavelmente a depressões da paleotopografia. 
 Os depósitos continentais cenozóicos da Bacia da Guanabara, que inicialmente se 
dirigiam para a Bacia de Campos, com a criação de um auto-estrutural na região de Rio 
Bonito, provocada pela falha de Rio Bonito, provavelmente no Terciário Inferior/Médio, 
passaram a dirigir-se para a Baía de Sepetiba, mantendo esta direção de transporte até o 
término da deposição da Formação Macacu”. 
 
 
 43 
CAPÍTULO 4 
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE