Classificação dos Solos
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Classificação dos Solos

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rocha-solo e forma grãos de siltes e areias. Sua
composição química é simples (SiO2), as partículas são eqüidimensionais, como cubos
ou esferas e apresenta baixa atividade superficial (devido ao tamanho de seus grãos).
Outros minerais como feldspato, gibsita, calcita e mica também podem ser encontrados
neste tamanho.

Os feldspatos são os minerais mais atacados pela natureza originando os argilo-
minerais que constituem a fração mais fina dos solos (geralmente com dimensão inferior
a 2 m). Os argilo-minerais apresentam uma estrutura complexa. Seu estudo pode ser
facilitado "construindo-se" o argilo-mineral a partir de unidades estruturais básicas. Este
enfoque é puramente didático e não representa necessariamente o método pelo qual o
argilo-mineral é realmente formado na natureza. Assim, as estruturas apresentadas neste
capítulo são apenas idealizações. Um cristal típico de um argilo-mineral é uma estrutura
complexa similar ao arranjo estrutural aqui idealizado, mas contendo usualmente
substituições de íons e outras modificações estruturais que acabam por formar novos
tipos de argilo-minerais.

Na composição química das argilas existem dois tipos de estrutura: uma
estrutura de tetraedros justapostos num plano, com átomos de silício ligados a quatro
átomos de oxigênio (SiO2) e outra de octaedros, em que átomos de alumínio são
circundados por oxigênio ou hidroxilas [Al (OH)3]. Essas estruturas se ligam por meio
de átomos de oxigênio que pertencem simultaneamente a ambas. Alguns minerais-argila
são formados por uma camada tetraédrica e uma octaédrica (estrutura de camada 1:1),
determinando uma espessura da ordem de 7 Å (1 Angstron = 10-10 m), como a caulinita,
cuja estrutura está representada na Figura (1.3). As camadas encontram-se firmemente
empacotadas, com ligações de hidrogênio que impedem sua separação e que entre elas
se introduzam moléculas de água. A partícula resultante fica com espessura da ordem de
1.000 Å, sendo sua dimensão longitudinal de cerca de 10.000 Å.

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Figura 1.3. Estrutura de uma camada de caulinita (a) atômica (b) simbólica (PINTO,
2000)

Noutros minerais, o arranjo octaédrico é encontrado entre duas estrututras do
arranjo tetraédrico (estrutura de camada 2:1). Nesses casos, a espessura será da ordem
de 10 Å. Exemplos típicos são as esmectitas e as ilitas cujas estruturas simbólicas estão
representadas na Figura (1.4).

Figura 1.4. Estrutura simbólica de minerais com camadas 2:1; (a) esmectita com duas
camadas de moléculas de água (b) ilita (PINTO, 2000)

Nesses minerais, as ligações entre camadas são feitas por íons O2- e O2+ dos
arranjos tetraédricos, que são mais fracos do que as ligações entre camadas de caulinita
onde íons O2+ da estrutura tetraédrica se ligam a OH- da estrutura octaédrica. As
camadas ficam livres e as camadas, no caso das esmectitas, ficam com a espessura da
própria camada estrutural, que é de 10 Å. Sua dimensão longitudinal também é
reduzida, ficando com cerca de 1000 Å, pois as placas se quebram por flexão. As
partículas de esmectitas apresentam um volume de 10-4 vezes menor do que as de
caulinita e uma área 10-2 vezes menor. Isto significa que para igual volume ou massa, a
superfície das partículas de esmectitas é 100 vezes maior do que das partículas de
caulinita. A superfície específica (superfície total de um conjunto de partículas dividida
pelo seu peso) das caulinitas é da ordem de 10 m2/g, enquanto que a das esmectitas é de

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cerca de 1000 m2/g. As forças de superfície são muito importantes no comportamento
de partículas coloidais, sendo a diferença de superfície específica uma indicação da
diferença de comportamento entre solos com distintos minerais-argila.

O comportamento das argilas seria menos complexo se não ocorressem
imperfeições na sua composição mineralógica. É comum, entretanto, a ocorrência de um
átomo de alumínio (Al3+) substituindo um átomo de silício (Si4+) na estrutura
octaédrica, e que nesta, átomos de alumínio estejam substituídos por outros átomos de
menor valência, como o magnésio (Mg++). Estas alterações são definidas como
alterações isomórficas, pois não alteram o arranjo dos átomos, mas partículas resultam
com uma carga negativa. Para neutralizar essas cargas negativas, existem cátions livres
nos solos como o cálcio (Ca++) ou o sódio (Na+) aderidos às partículas. Estes cátions
atraem camadas contíguas, mas com força relativamente pequena, o que não impede a
entrada de água entre as camadas. A liberdade de movimento das placas explica a
elevada capacidade de absorção de água de certas argilas, sua expansão quando em
contato com a água e sua contração considerável ao secar. As bordas das partículas
argilosas apresentam cargas positivas, resultantes das descontinuidades da estrutura
molecular, mas íons negativos neutralizam essas cargas. Os cátions e íons são
facilmente trocáveis por percolação de soluções químicas. O tipo de cátion presente
numa argila condiciona o seu comportamento. Uma argila esmectita com sódio
adsorvido, por exemplo, é muito mais sensível à água do que tendo cálcio adsorvido.
Daí a diversidade de comportamentos apresentados pelas argilas e a dificuldade de
correlacioná-los por meio de índices empíricos (PINTO, 2000).

Sistema Solo-água

A água se apresenta no solo sob diferentes formas. Nom entanto, torna-se
extremamente difícil isolar-se os estados em que a água se apresenta em seu interior. Os
termos mais comumente utilizados para descrever os estados da água no solo são os
seguintes:

Água livre: Preenche os vazios dos solos. Pode estar em equilíbrio
hidrostático ou fluir sob a ação da gravidade ou de outros gradientes de
energia.

Água capilar: É a água que se encontra presa às partículas do solo por
meio de forças capilares. Esta se eleva pelos interstícios capilares
formados pelas partículas sólidas, devido à ação das tensões superficiais
nos contatos ar-água-sólidos, oriundas a partir da superfície livre da água.

Água adsorvida (adesiva): É uma película de água que adere às partículas
dos solos finos devido à ação de forças elétricas desbalanceadas na
superfície dos argilo-minerais. Está submetida a grandes pressões,
comportando-se como sólido na vizinhança da partícula de solo.

Água de constituição: É a água presente na própria composição química
das partículas sólidas. Não é retirada utilizando-se os processos de
secagem tradicionais. Ex: Montmorilonita (OH)4Si2Al4O20nH2O

Água higroscópica: Água que o solo possui quando em equilíbrio com a
umidade atmosférica e a temperatura ambiente.

Quando a água entra em contato com as partículas argilosas, as moléculas se
orientam em relação a estas e aos íons que circundam as partículas, ficando circundados

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por moléculas de água. No caso das esmectitas, a água penetra entre as partículas,
formando estruturas como a da Figura (1.4a) em que duas camadas de moléculas de
água se apresentam entre as camadas estruturais, elevando a distância basal a 14 Å.
Uma maior umidade provoca o aumento desta distância basal, até a completa liberdade
das camadas. As ilitas, que apresentam estruturas semelhantes às das esmectitas, não
absorvem água entre as camadas, pela presença de íons de potássio provocando uma
ligação mais firme entre elas, como ilustrado na Figura (1.4b). Portanto, seu
comportamento perante a água será intermediário entre o da caulinita e o da esmectita.

Com a elevação do teor de água, forma-se no entorno das partículas a conhecida
camada dupla. É a camada em torno das partículas na qual as moléculas de água estão
atraídas a íons do solo e ambos à superfície das partículas. As características da camada
dupla dependem da valência dos íons presentes na água, da concentração eletrolítica, da
temperatura