Análise_dos_Solos_Formação,_Classificação_e_Conservação_do_Meio

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Palloma Ribeiro Cuba dos Santos
João Dalton Daibert
 
 
 
 
 
 
Análise dos Solos
Formação, Classificação e 
Conservação do Meio Ambiente
 
 
 
 
1ª Edição
 
 
 
 
Agradecimentos
Agradeço a Deus, a minha família, minha mãe Marta e meu pai
Alair, minhas irmãs Melissa, Talita e Nicolle, pelo apoio e incentivo;
ao Rafael, pelo apoio e por entender minha ausência e minhas
noites em claro. Agradeço também aos amigos e parceiras pela
força e pela companhia. Agradeço em especial ao meu amigo e
colaborador João Dalton e a sua esposa e amiga Mari pela ajuda.
Agradeço principalmente a minha filha Júlia, minha grande fonte
de inspiração.
Palloma Ribeiro Cuba dos Santos
 
Em primeiro lugar, aos alunos, os egressos e os atuais, sem os
quais este trabalho não teria nenhum sentido.
Aos colegas de trabalho, professores e demais funcionários que
partilham comigo a educação na escola.
Aos meus professores de todas as épocas, do grupo escolar à
faculdade, todo o meu respeito.
Aos colegas da vida profissional, principalmente aos da “lida”
com solos, com os quais aprendi muitos macetes e dicas que
repasso neste livro.
Aos de casa, pais, irmãos, filhos, netos, e todos os parentes e
amigos, vivos ou não, que convivem comigo e com a minha
hiperatividade: o meu melhor “muito obrigado”.
À colega Palloma, muito obrigado por mais esta parceria na
jornada do ensino e da aprendizagem.
João Dalton Daibert
Sobre os autores
Palloma Ribeiro Cuba dos Santos é Engenheira Civil pela
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (Unesp) e
mestre em Tecnologias Ambientais e Recursos Hídricos pela mesma
instituição, com experiência em docência, consultoria ambiental e
investigação de solo, obras de manutenção civil e consultoria
gerencial. Professora da Faculdade de Tecnologia de São Paulo
(Fatec) e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia
(IFSP), ministrando aulas de Mecânica dos Solos e Resistência dos
Materiais.
 
João Dalton Daibert é mineiro, nascido em 31 de janeiro de 1951
em Juiz de Fora, é formado em Engenharia Civil em 1979, pela
Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora
(UFJF). Cursou, na mesma faculdade, pós-graduação em Estradas
com ênfase em Topografia e solos. Atuou como monitor enquanto
estudante dentro dessas áreas e como professor no Colégio
Técnico Universitário (CTU) da mesma UFJF, durante dois anos.
Ainda como professor, atuou no Centro Paula Souza na ETEC de
Itapetininga, trabalhando com alunos na Escola Agrícola entre 1980
e 1999.
Como profissional de engenharia, trabalhou em obras como
Ferrovia do Aço (MG-RJ), Cuiabá a Porto Velho (MT-RO), Gasoduto
Bolívia-Brasil (SP), International Paper (MT), Rodovias Castelo
Branco, Raposo Tavares e Marechal Rondon (SP), atuando nas
diversas fases destas obras, como projeto, execução, fiscalização e
consultoria.
Desde 2008, exerce a função de Professor do Ensino Básico,
Técnico e Tecnológico no Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia (IFSP), no campus de Caraguatatuba-SP, onde logrou
aprovação em concurso público, lecionando atualmente Topografia e
Mecânica dos solos e fundações. Exerceu também o cargo de
Coordenador da Área de Infraestrutura e Recursos Naturais, à qual
estão ligados o Curso Técnico de Edificações e o Curso Técnico em
Aquicultura, este na modalidade a distância.
Autor do livro Topografia – Técnicas e Práticas de Campo,
publicado em 2014, e coautor do livro Análise dos solos, com a profª
Palloma Ribeiro Cuba dos Santos, também em 2014. Ambos
publicados pela Editora Érica.
SUMÁRIO
Capa
1 - Introdução à Análise dos Solos
1.1 Conceito
1.2 Importância do estudo da rocha e do solo
1.3 Funções do solo
1.4 Perfil do solo: horizontes
2 - Minerais do Solo
2.1 Conceitos
2.2 Composição mineralógica das rochas
2.3 Mineralogia do solo
2.3.1 Minerais primários
2.3.2 Minerais secundários
2.4 Minerais secundários mais frequentes no solo
2.4.1 Minerais de argila
2.4.2 Óxidos de Al
2.4.3 Óxidos de Fe
2.4.4 Carbonatos
3 - Origem e Formação do Solo
4 - Intemperismo
5 - Classificação dos Solos
5.1 Conceito
5.2 Classificação dos solos segundo sua formação
5.2.1 Solos sedimentares
5.2.2 Solo residual
5.3 Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS)
5.3.1 Argissolo
5.3.2 Cambissolo
5.3.3 Chernossolo
5.3.4 Espodossolo
5.3.5 Gleissolo
5.3.6 Latossolo
5.3.7 Luvissolo
5.3.8 Neossolo
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5.3.9 Nitossolo
5.3.10 Organossolo
5.3.11 Planossolo
5.3.12 Plintossolo
5.3.13 Vertissolo
5.4 Classificação granulométrica
5.4.1 Relações entre a composição granulométrica e mineralógica
do solo
6 - Erosão nos Solos – Causas, Efeitos e Controle
6.1 Conceito
6.2 Causas das erosões
6.2.1 Causas naturais
6.2.2 Causas artificiais
6.3 Efeitos das erosões
6.4 Controle das erosões
7 - Relevo
7.1 Conceitos
7.2 Tipos do relevo
8 - Poluição: Causas e Efeitos
8.1 Conceito
9 - Impactos Ambientais
9.1 Conceito
9.2 Impactos no solo e nas águas
10 - Legislação
10.1 Conceito
10.2 Legislação ambiental brasileira
10.2.1 Lei da Ação Civil Pública – n.º 7.347 de 24/07/1985
10.2.2 Lei dos Agrotóxicos – n.º 7.802 de 10/07/1989
10.2.3 Lei da Área de Proteção Ambiental n.º 6.902 de 27/04/1981
10.2.4 Lei das Atividades Nucleares – n.º 6.453 de 17/10/1977
10.2.5 Lei de Crimes Ambientais – n.º 9.605 de 12/02/1998
10.2.6 Lei da Engenharia Genética – n.º 8.974 de 05/01/1995
10.2.7 Lei da Exploração Mineral – n.º 7.805 de 18/07/1989
10.2.8 Lei da Fauna Silvestre – n.º 5.197 de 03/01/1967
10.2.9 Lei das Florestas – n.º 4.771 de 15/09/1965
10.2.10 Lei do Gerenciamento Costeiro - n.º 7.661 de 16/05/1988
10.2.11 Lei da criação do Ibama – n.º 7.735 de 22/02/1989
10.2.12 Lei do Parcelamento do Solo Urbano - n.º 6.766 de
19/12/1979
10.2.13 Lei Patrimônio Cultural – Decreto-lei n.º 25 de 30/11/1937
10.2.14 Lei da Política Agrícola – n.º 8.171 de 17/01/1991
10.2.15 Lei da Política Nacional do Meio Ambiente – n.º 6.938 de
17/01/1981
10.2.16 Lei de Recursos Hídricos – n.º 9.433 de 08/01/1997
10.2.17 Lei do Zoneamento Industrial nas Áreas Críticas de Poluição
– n.º 6.803 de 02/07/1980
10.3 Áreas contaminadas (AC)
10.3.1 Controle e prevenção da poluição
10.3.2 Padrão Holandês para o solo e a água subterrânea
10.3.3 U.S. Environmental Protection Agency (EPA)
10.3.4 Diagnóstico ambiental
11 - Conservação e o Uso Correto dos Solos
11.1 Conceitos
11.2 Degradação e mau uso do solo
Bibliografia
Glossário
Apresentação
O solo é um recurso natural básico no mundo, muito utilizado
pelo homem. A análise do solo torna-se cada vez mais importante,
pois sua utilização está diretamente relacionada a problemas de
outros recursos: recursos hídricos, biodiversidade e risco de vida da
população.
Além da importância do estudo dos solos para a concretização
das obras de estradas, túneis, barragens, pavimentação, pontes e
edificações em geral, englobando geologia, engenharia, entre outras
áreas, como cálculo estrutural, a investigação do solo também é
muito importante para a agricultura e as áreas ambientais em geral.
O mau uso do solo pode gerar sua própria erosão ou
desertificação, utilização de tecnologias inadequadas, diminuição da
conservação de água no solo e destruição da cobertura vegetal.
Logo, na Análise do Solo, vamos analisar as características do
solo, sua origem e formação, as principais classificações e estrutura
mineralógica. Também veremos a erosão, o relevo, a poluição e os
impactos ambientais e a legislação ambiental para entender e
gerenciar suas fontes poluidoras, buscando auxiliar para seu uso da
melhor maneira. Assim, vamos iniciar esse aprendizado desde a
formação do solo até sua utilização.
Os autores
1 - Introdução à Análise dos Solos
1.1 Conceito
O solo ocupa a parte mais externa do globo terrestre, na posição
de contato com as massas gasosas e líquidas. É ao mesmo tempo
uma região de transição dos três estados da matéria e um regulador
da manifestação de propriedades de sólidos, líquidos e gases.
O solo não apresenta apenas uma mistura de valores
fragmentados e matéria orgânica em vários estágiosde
decomposição e de mineralização. É na realidade um pouco mais
do que os conhecimentos disponíveis permitem visualizar:
representa um conjunto de fenômenos naturais ainda mal
percebidos pelos recursos atuais disponíveis à investigação.
Quando se caracteriza o solo, claramente se percebe tratar-se de
uma parte bem organizada da natureza, ajustada a múltiplas
funções de um equilíbrio dinâmico. Aquele que se aproxima do solo
verifica ser ele um corpo natural, independente e dinâmico,
adquirindo propriedades ou características variáveis com a
natureza, a intensidade e a extensão das forças que sobre ele
atuam.
Na parte superior do corpo do solo, nas proximidades da
interface sólido-gás, desenvolve-se uma biologia caracterizada pela
presença de formas desde as mais primitivas a seres altamente
organizados, que, exercitando demolições e sínteses, concorrem
para a manifestação de importantes atributos que interessam a
vegetais e animais superiores.
O estudo das características do solo e de sua classificação
busca prever seu comportamento com as ações provocadas pelo
homem ou pela natureza e engloba: Geologia de Engenharia,
Investigação Geotécnica, Barragens, Fundações, Taludes/Aterros,
Estruturas de Contenção, Mecânica das Rochas, Túneis,
Pavimentos, Estabilização de Solos, Geotécnica Ambiental, entre
outras disciplinas como Resistência dos Materiais e Cálculo.
Geotecnia é a aplicação de métodos científicos e princípios de
engenharia para a aquisição, interpretação e uso do conhecimento
dos materiais da crosta terrestre e materiais terrestres para a
solução de problemas de engenharia. Abrange as áreas de
mecânica dos solos e mecânica das rochas, e muitos dos aspectos
de engenharia da geologia, geofísica, hidrologia e ciências afins.
Além da construção civil, uma das áreas de destaque do
profissional especialista em solos é a ambiental, com atribuições de
investigação do nível de contaminação de solos e elaboração de
projetos de tratamento dos terrenos. No segmento imobiliário
clássico, os serviços desse profissional também são solicitados,
principalmente nas etapas iniciais da obra, pois é ele quem
coordenará as atividades de investigação do solo, terraplenagem,
escavações, contenções, projeto e execução de fundações, entre
outros.
De acordo com Marbut (1935), que introduziu os conceitos de
solo no Ocidente, traduzindo as obras de Glinka, o solo passou a
ser caracterizado como a camada mais externa da crosta terrestre,
não consolidada, com espessura variável e diferindo do material que
o sustenta em cor, estrutura, constituição física, composição química
e mineralógica e em propriedades.
Logo, o solo é um corpo de material inconsolidado que cobre a
superfície terrestre emersa, entre a litosfera e a atmosfera. Pode
apresentar diferentes comportamentos, dependendo do meio
ambiente onde está, como clima, vazios, umidade, saturação, por
isso o solo é diferente para cada local. Normalmente, o solo a ser
pesquisado não está situado na superfície, mas sim em horizontes
profundos, com a sondagem, dificultando a produção em laboratório
de suas características reais.
Sondagem é um processo de exploração e reconhecimento do
subsolo, muito utilizado durante uma investigação de solo, que
permite, por exemplo, a definição do tipo e o dimensionamento das
fundações que servirão de base para uma edificação. A partir da
sondagem podemos coletar amostras de solo e determinar o perfil
vertical do subsolo.
No volume total do solo, pode-se considerar que existem as
fases sólida, líquida e gasosa. A parte sólida é ocupada por
partículas sólidas de solo, e os espaços entre as partículas sólidas
são chamados de vazios. Os vazios estão normalmente preenchidos
por água e/ou ar. Um solo que apresenta seus vazios totalmente
preenchidos por água é chamado de solo saturado.
Figura 1.1 − Fases do solo.
O solo, contudo, pode ser visto sob diferentes óticas. Para um
engenheiro agrônomo, através da edafologia e da pedologia, solo é
a camada na qual se pode desenvolver vida (vegetal e animal). Para
um engenheiro civil, sob o ponto de vista da mecânica dos solos,
solo é um corpo passível de ser escavado, sendo utilizado dessa
forma como suporte para construções ou material de construção.
Para um biólogo, através da ecologia e da pedologia, o solo interfere
sobre a ciclagem biogeoquímica dos nutrientes minerais e determina
os diferentes ecossistemas e hábitats dos seres vivos.
1.2 Importância do estudo da rocha e do solo
O conhecimento dos solos é indispensável, por exemplo, na
engenharia estrutural, já que todas as estruturas se apoiam, direta
ou indiretamente, em solos ou rochas. Essa razão, por si só, já
justificaria a necessidade de conhecer em detalhe o comportamento
dos solos, mas deve-se ainda adicionar a complexidade do seu
comportamento conferida pela sua natureza de material particulado
e multifásico.
A importância da rocha na formação do solo é conhecida já de
algum tempo. Nos meados do século XIX, cientistas europeus como
Thaer (1853), Fallou (1862) e Richthofen (1866) propuseram
sistemas de classificação de solos com base na geologia e na
composição mineralógica do material que lhes deu origem.
A maior ênfase ao material de origem como fator de formação de
solos, entretanto, foi dada pelo grande cientista russo pioneiro da
pedologia moderna, Dokuchaev (1883), e pelos seus discípulos
Glinka e Sibirtsev.
O solo pode ser considerado um conjunto de minerais em íntima
coexistência e em contato próximo uns dos outros. Esses minerais
podem sofrer as mais diversas transformações, na rocha ou no
próprio solo. Essas transformações dos minerais, aliadas ao
transporte, à adição e à remoção de materiais do perfil, deram
origem aos mais diversos solos. Ou, ainda, o solo pode ser
considerado “um corpo natural, composto de materiais minerais e
orgânicos, situados à superfície da terra, onde as plantas se
desenvolvem”.
O mapeamento geológico constitui-se em um estudo geológico
detalhado das áreas, com relevo, tipos de solo e rocha,
caracterizando do ponto de vista da geologia de uma dada região.
Os movimentos de massa, em particular os deslizamentos,
constituem, junto com as enchentes, uma das ameaças naturais que
apresenta o maior grau de recorrência em todo o mundo, e,
portanto, causam fortes danos à sociedade e ao meio ambiente.
Estimativas mostram que a quantidade de deslizamentos
registrados ao redor do mundo e, especialmente, em países
montanhosossupera a de outras ameaças naturais como sismos,
furacões e vulcões (CHEN & LEE, 2004; BONACHEA, 2006). Várias
cidades brasileiras podem ser incluídas nessa situação, e
recentemente passaram por grandes catástrofes estados como
Santa Catarina, Rio de Janeiro, Minas Gerais e São Paulo.
O estudo dos solos, pelas suas características físicas, químicas,
coloidais e biológicas, integradas em noções de gênese, definidas
em termos morfológicos e analíticos, é muito importante para se
entender seu comportamento e sua capacidade.
As características morfológicas impressas no corpo do solo pelos
processos de gênese são acessíveis à observação mediante
cuidadoso exame das partes constituintes do perfil do solo. Esse
exame ou descrição morfológica, auxiliado pela confirmação
analítica, identifica o efeito observado com as suas causas
determinantes, possibilitando o estabelecimento de interpretações
destinadas à eleição das modalidades de utilização, manejo e
conservação do solo.
No Brasil, um país extenso, com diferentes realidades de
subsolo, desde grandes planícies rochosas a áreas pantanosas, a
importância do estudo do subsolo local torna-se indispensável,
ajudando a compreender o comportamento da natureza e do meio.
1.3 Funções do solo
As principais funções do solo são:
Sustentar a atividade biológica, a diversidade e a
produtividade; o solo é o principal substrato utilizado pelas
plantas para o seu crescimento (H2O e nutrientes) e
disseminação;
Regular o fluxo de água e solutos, controlando o fluxo da
água superficial e subterrâneo;
Filtrar e tamponar, degradando,imobilizando e
detoxificando resíduos, mantendo a qualidade da água
subterrânea;
Armazenar e reciclar nutrientes e outros elementos dentro
da biosfera terrestre;
Servir de hábitat para a fauna;
Prover o suporte de estruturas socioeconômicas e
proteção para tesouros arqueológicos associados a
habitações humanas.
1.4 Perfil do solo: horizontes
O perfil do solo pode ser dividido em horizontes, conforme figura
a seguir:
Figura 1.2 − Esquema das camadas do solo.
Horizonte O: camada orgânica superficial. É constituído
por detritos vegetais e substâncias húmicas acumuladas
na superfície, ou seja, em ambientes em que a água não
se acumula (ocorre drenagem). É bem visível em áreas
de floresta e distingue-se pela coloração escura e
conteúdo em matéria orgânica (cerca de 20%).
Horizonte A: camada mineral superficial adjacente à
camada O ou H. É o horizonte onde ocorre grande
atividade biológica, o que lhe confere coloração
escurecida pela presença de matéria orgânica. Existem
diferentes tipos de horizonte A, dependendo de seus
ambientes de formação. Essa camada apresenta maior
quantidade de matéria orgânica que os horizontes
subjacentes B e C.
Horizonte E ou B: camada mineral situada mais abaixo do
horizonte A. Apresenta menor quantidade de matéria
orgânica e acúmulo de compostos de ferro e
argilominerais. Ocorre concentração de minerais
resistentes, como quartzo em pequenas partículas (areia
e silte). Éo horizonte de máximo acúmulo, com bom
desenvolvimento estrutural.
Horizonte C: camada mineral de material inconsolidado,
ou seja, por ser relativamente pouco afetado por
processos pedogenéticos, o solo pode ou não ter se
formado, apresentando-se sem ou com pouca expressão
de propriedades identificadoras de qualquer outro
horizonte principal.
Ainda existe a última camada mineral de material consolidado,
que constitui substrato rochoso contínuo ou praticamente contínuo,
a não ser pelas poucas e estreitas fendas que pode apresentar
(rocha), normalmente denominado Horizonte E.
1. Em quais as áreas o estudo das características do solo
é importante?
1. Pesquise sobre o interior da Terra e suas camadas.
1. Defina solo.
1. Quais as principais funções do solo?
1. Comente sobre o perfil do solo.
2 - Minerais do Solo
2.1 Conceitos
Uma rocha é formada de um ou mais minerais. A maioria das
rochas compõe-se de vários tipos de minerais. Minerais são
elementos ou compostos químicos, geralmente sólidos, encontrados
naturalmente no planeta.
Os minerais são substâncias naturais provenientes de processos
inorgânicos definidos e apresentando composição da qual
participam um ou mais elementos químicos.
Há mais de dois mil tipos diferentes de minerais. Eles são
formados pela união de vários tipos de átomos, como silício,
oxigênio, alumínio, cálcio e ferro. As diferenças entre os minerais
devem-se aos diferentes tipos de átomos que os formam e também
à maneira como os átomos estão “arranjados”.
Os compostos inorgânicos, ou minerais, formam a maior parte da
fase sólida dos solos, exceto nos solos orgânicos. Esses minerais
podem ser fundamentalmente de dois tipos: cristalinos, compostos
por átomos arranjados conforme um padrão tridimensional ou
periódico, e amorfos, que não possuem qualquer arranjo
tridimensional dos átomos constituintes.
O solo, um derivado da rocha, é composto de partículas
minerais, matéria orgânica e espaço poroso, que é o espaço vazio
entre as partículas, conforme visto no Capítulo 1. Essa composição
pode ser representada, em média, conforme a Figura 2.1.
Figura 2.1 − Componentes do solo.
2.2 Composição mineralógica das rochas
As rochas se constituem de um mineral ou da reunião de dois ou
mais minerais. O número de minerais conhecidos é muito grande,
porém poucas são as espécies presentes na maioria das rochas,
particularmente nas rochas ígneas.
Os minerais de rochas e aqueles que constituem o material de
formação de solos podem ser divididos em dois grupos: primários e
secundários. Não obstante, é necessário dar ênfase ao número
relativamente pequeno de minerais primários constituintes das
rochas ígneas, através dos quais se originam grupos numerosos de
minerais secundários.
Entre os minerais primários devem ser ressaltados os silicatos,
por constituírem o maior número das espécies presentes em rochas
ígneas e na maioria dos solos.
Tabela 2.1 − Composição mineralógica média das rochas ígneas
Minerais %
Quartzo 12,40%
Feldspatos alcalinos 31,00%
Feldspatos plagioclásios 29,20%
Piroxênios 12,00%
Hornblenda 1,70%
Biotita 3,80%
Muscovita 1,40%
Olivina 2,60%
Nefelina 0,30%
Apatita 0,60%
Minerais de metais pesados 4,10%
Fonte: Rankana e Sahama, 1954.
A proporção dos minerais primários nos solos é dependente do
seu conteúdo nas rochas matrizes, de sua resistência ao
intemperismo, bem como da intensidade desse processo. Depende,
ainda, da sua granulometria no material matriz que deu origem ao
solo.
As proporções aproximadas das espécies minerais expostas ao
intemperismo podem ser observadas na Tabela 2.2.
Tabela 2.2 − Proporções aproximadas das espécies minerais expostas ao
intemperismo
Minerais %
Feldspato 30%
Quartzo 28%
Minerais de argila e mica 18%
Calcita e dolomita 9%
Óxidos de ferro 4%
Piroxênio e anfibólio 1%
Outros 10%
Fonte: Rankana e Sahama, 1954.
2.3 Mineralogia do solo
Os minerais do solo pertencem a dois grandes grupos: minerais
primários e minerais secundários.
2.3.1 Minerais primários
Os minerais primários são herdados do material originário;
mantêm-se praticamente inalterados na sua composição. Como
exemplos de minerais primários que se podem encontrar nos solos
estão: quartzo, feldspatos, plagioclases, micas, piroxenas, anfíbolas,
olivinas etc.
Os minerais primários do solo têm importância para a avaliação
do grau de evolução do solo e da sua reserva mineral.
Assim, no que respeita ao grau de evolução do solo, pode-se
observar o seguinte:
Os minerais primários mais abundantes nos solos são o
quartzo e os feldspatos – são os mais abundantes nas
rochas da crosta terrestre e os mais resistentes.
A presença de olivina, augita, hornblenda ou plagioclase
cálcica indica um estádio inicial de meteorização das
rochas e de evolução do solo.
Um solo derivado de rochas com quartzo, feldspatos e
minerais ferromagnesianos e em que predominam o
quartzo e o feldspato potássico como minerais primários
será um solo muito mais evoluído.
A capacidade dos minerais primários de funcionarem como
reserva de nutrientes depende da sua granulometria e resistência à
meteorização. Assim, pode ter-se:
Reserva mineral a curto prazo: minerais
ferromagnesianos, feldspatos e outros mais resistentes,
todos com dimensão não superior à do limo (<0,02 mm);
Reserva mineral a médio prazo: minerais
ferromagnesianos (olivinas, anfíbolas, piroxenas e biotita)
e plagioclases com dimensão superior à do limo (<0,02
mm);
Reserva mineral a longo prazo: feldspatos potássicos,
moscovita e outros minerais mais resistentes, com
dimensão superior à do limo (>0,02 mm).
2.3.2 Minerais secundários
Os minerais secundários do solo podem ter três origens:
São sintetizados no próprio solo (in situ) a partir dos
produtos da meteorização dos minerais primários menos
resistentes;
Resultam de alterações da estrutura de certos minerais
primários, que ocorrem também in situ;
São herdados do material originário.
Os minerais secundários mais frequentes no solo são: minerais
de argila (silicatos de alumínio no estado cristalino); silicatos não
cristalinos; óxidos e hidróxidos de alumínio e ferro; carbonatos de
cálcio e de magnésio.
2.4 Minerais secundários mais frequentes no solo
Os minerais secundários mais frequentes no solo são: minerais
de argila (silicatos de alumínio no estado cristalino), silicatos não
cristalinos; óxidos e hidróxidos de alumínio e ferro; carbonatos de
cálcio e de magnésio.
2.4.1 Minerais de argila
Nos solos, a classe de mineral mais importante é a dos
filossilicatos (argilominerais), os quais possuem o maior impacto
sobre suas características físicas equímicas. Esses minerais são
classificados em três categorias, de acordo com o número de
camadas tetraedrais e octaedrais. As camadas tetraedrais possuem
como célula unitária um tetraedro composto por um íon Si+4
coordenando 4 íons O-2. Já nas camadas octaedrais, a célula
unitária consiste em um íon Al+3 coordenando 6 íons O-2.
Dentre os argilominerais pode-se citar a caulinita e a haloisita.
Também são representantes dos argilominerais a esmectita, a
vermiculita, a mica e a ilita.
Os minerais de argila são os silicatos de alumínio no estado
cristalino pertencentes ao grupo dos filossilicatos e constituem
partículas de diâmetro <0,002 mm (dimensão do lote de argila).
Para poder compreender melhor todos os conceitos relacionados
com a constituição e a caracterização desses minerais, considera-se
importante introduzir alguns conhecimentos básicos de química com
aplicação nessa área.
Assim, compostos químicos como os minerais são formados por
transferência eletrônica ou por partilha eletrônica entre os átomos
reagentes. Os elementos associam-se uns aos outros de acordo
com a tendência que eles têm para preencher totalmente a última
orbital. De um modo geral, existem duas maneiras principais de ligar
elementos químicos: utilizando as chamadas ligações iônicas ou as
ligações covalentes. No primeiro caso, as ligações fazem-se por
transferência eletrônica (ligações iônicas), e, no segundo, por
partilhamento eletrônico (ligações covalentes).
2.4.1.1 Silicatos
Os silicatos possuem uma estrutura cuja geometria é dominada
pelo arranjo tridimensional dos átomos de silício e oxigênio. Essa
disposição segue regras bem-definidas determinadas pela natureza
química e pela geometria dos próprios átomos.
Figura 2.2 − Estrutura dos silicatos.
2.4.1.2 Filossilicatos
Formam uma estrutura tridimensional mais complexa porque são
partilhados os três oxigênios basais de cada tetraedro, originando
estruturas planares – camadas tetraédricas, isto é, estruturas que
crescem segundo duas direções – estruturas planas.
Figura 2.3 − Estrutura tetraédrica dos filossilicatos.
Como resultante da ligação dos oxigênios basais fica uma
estrutura em forma de rede hexagonal.
Figura 2.4 − Estrutura de uma folha de Si2O2.
Essas camadas de tetraedros unem-se a camadas de octaedros.
As camadas de octaedros são unidades octaédricas, repetidas
segundo duas direções com 1 íon coordenador de Al3+, Fe3+ ou Mg2+
ao meio, constituindo um plano central, entre dois planos de
oxigênios (O2-) ou oxidrilo (OH-), ou seja, rodeado por 6 íons.
Figura 2.5 − Estrutura de uma camada octaédrica.
2.4.1.3 Unidades estruturais dos minerais de argila
Os minerais de argila são constituídos por: unidades tetraédricas
com um cátion central de Si rodeado por O2- ou OH- e unidades
octaédricas com cátions centrais de Al, Fe ou Mg, rodeado de OH-
ou O2-.
A expansão horizontal dessas unidades dá origem a camadas:
camada tetraédrica de sílica com os átomos de Si num plano
intermédio; camada octaédrica de alumina com átomos de Al, Mg ou
Fe no plano intermédio.
Muitos minerais de argila apresentam substituições isomórficas
(substituição dos cátions das unidades tetraédricas e/ou octaédricas
por outros de diâmetro aproximado), o que permite manter as
mesmas dimensões, mas uma carga menor.
As principais substituições são:
Si4+ pelo Al3+ nas camadas tetraédricas;
Al3+ pelo Fe2+ ou Mg2+ nas camadas octaédricas.
As substituições isomórficas originam um excesso de cargas
negativas (cargas intrínsecas ou permanentes).
Os cristais resultam do empilhamento das lâminas ou unidades
estruturais. A dimensão dos cristais é caracterizada:
Pela sua extensão lateral, que depende das
características das unidades estruturais;
Pela sua espessura, fortemente condicionada pela
natureza das ligações entre as unidades estruturais.
A sobreposição de várias unidades estruturais está representada
na Figura 2.6.
Figura 2.6 − Sobreposição de unidades estruturais.
A sobreposição de várias unidades estruturais tetraédricas e
octaédricas pode constituir dois tipos de camadas ou lâminas.
Chama-se camadas 1:1 aquelas que resultam da sobreposição de
uma camada tetraédrica com uma camada octaédrica, ou 2:1
aquelas que resultam da sobreposição de uma camada octaédrica
com duas camadas tetraédricas, representadas na Figura 2.7.
Figura 2.7 − Lâmina ou folheto 1:1.
Figura 2.8 − Lâmina ou folheto 2:1.
2.4.1.4 Características gerais dos minerais de argila
Os minerais argilosos são eletronegativos e têm uma estrutura
eletrostaticamente desequilibrada, o que depende:
Do excesso de cargas negativas que se tornam cargas
intrínsecas ou permanentes;
Das ligações quebradas no rebordo dos cristais;
Da dissociação dos hidrogênios dos oxidrilos existentes
no rebordo dos cristais;
Das substituições isomórficas: cada substituição faz
aparecer na superfície da folha uma carga elétrica livre, o
que faz com que cada dois folhetos fiquem fortemente
unidos por cátions.
Figura 2.9 − Substituições isomórficas.
Os principais grupos de minerais de argila são: caulinita; talco-
pirofilitas; esmectitas − inclui a montmorilonita; vermiculitas; micas −
inclui micas hidratadas (ilita); cloritas. Contudo, para o estudo da
pedologia a este nível de profundidade, vamos estudar apenas os
três grupos mais representativos: caulinita; montmorilonita e ilita.
Caulinita
Na composição da caulinita na unidade octaédrica os íons
centrais são Al.
Sua estrutura possui:
1:1: 1 camada tetraédrica de Si + 1 camada octaédrica de
Al
Ligações entre folhetos adjacentes: hidrogênio (entre os O
dos planos de oxigênio das unidades tetraédricas e os
grupos OH- da unidade octaédrica da camada adjacente),
o que resulta em ligações fortes
Substituições isomórficas: não há (ou muito pouco),
donde resulta a inexistência de excesso de cargas
negativas
Superfície específica: pequena (apenas dependente das
suas faces externas)
Forma dos cristais: platiformes de contorno hexagonal
Figura 2.10 − Estrutura da caulinita.
As principais propriedades da caulinita são:
Expansibilidade: fortes ligações entre folhetos adjacentes.
Carga elétrica e poder de retenção de água: fracos
(mineral pouco eletronegativo).
Capacidade de troca catiônica: baixa (mineral pouco
eletronegativo).
Plasticidade: torna-se plástica para teores de umidade
relativamente baixos.
Esmectita/montmorilonita
Na composição da esmectita na unidade octaédrica o íon central
pode ser Si, Fe ou Mg.
Sua estrutura possui:
2:1: 2 camadas tetraédricas de Si + 1 camada octaédrica
de Al, Fe ou Mg.
Ligações entre folhetos adjacentes: oxigênio (ligações
entre planos de oxigênio de unidades tetraédricas
contíguas), ou seja, ligações fracas (van der Waals). Essa
possibilidade dá acesso a moléculas de água e orgânicas
e de íons permutáveis que se dispõem em várias
camadas entre folhetos adjacentes
Espaçamento basal: varia consoante o grau de hidratação
e a espécie de cátions permutáveis existentes
Substituições isomórficas:
Nas camadas tetraédricas: não se verificam
Nas camadas octaédricas: muitas. As posições
octaédricas só em parte são ocupadas por Al, que em
maior ou menor escala é substituído por Mg ou Fe
Carga elétrica: excesso de cargas negativas em função
das substituições isomórficas e desequilíbrio elétrico (os
íons permutáveis e as moléculas de água são
introduzidos na estrutura para diminuir deficiência de
carga);
Superfície específica: o fácil acesso de moléculas de água
+ líquidos orgânicos + íons leva a uma elevada superfície
interna (700-800 m2/g);
Superfície externa: 80 m2/g
Forma dos cristais: massas irregulares em partículas
muito pequenas
As principais propriedades da montmorilonita são:
Expansibilidade: elevada expansibilidade por fracas
ligações entre folhetos adjacentes + carga elétrica
negativa.
Poder de retenção de água: elevado (mineral muito
eletronegativo).
Capacidade de troca catiônica: elevada (mineral muito
eletronegativo).
Plasticidade: plástica para teores de umidade superiores
aos da caulinita.
Ilita
A composição da ilita é de aluminossilicatosde Al, Mg e K.
Sua estrutura possui:
2:1: 2 camadas tetraédricas de Si e Al + 1 camada
octaédrica de Al, Fe ou Mg
Substituições isomórficas:
Nas camadas octaédricas: poucas; Al → Fe, Mg
Nas camadas tetraédricas: muitas; Si → Al
A deficiência de carga é compensada por íons K+, um por
cada Si substituído, que se situam entre camadas
tetraédricas de unidades contíguas
Ligações entre folhetos adjacentes a ligações de potássio
(os íons K+ funcionam como pontes que ligam folhetos
uns aos outros a ligações fortes)
Espaçamento basal: retículo fixo
Carga elétrica: as substituições isomórficas da camada
tetraédrica são compensadas por K+. Assim, a carga
eléctrica é média por causa das pequenas substituições
isomórficas na camada octaédrica (Al3+→Fe2+, Mg2+)
Superfície específica: superfície externa – intermédia (30-
80 m2/g);
Superfície interna: não tem
Forma dos cristais: lamelas pequenas maldefinidas, em
conjuntos irregulares, por vezes com contorno hexagonal
As principais propriedades da ilita são:
Expansibilidade: pouco expansível na presença de água
ou líquidos orgânicos
Poder de retenção de água: intermediária (mineral
moderadamente eletronegativo)
Capacidade de troca catiônica: intermediária (mineral
moderadamente eletronegativo)
Plasticidade: intermediária.
2.4.1.5 Importância dos minerais de argila no solo
Excesso de carga elétrica negativa que permite reter
cátions
Grande superfície específica que permite uma grande
capacidade de retenção de água
Expansibilidade com a absorção de água
Sujeitos a dispersão e floculação
Importantes para a formação da agregação do solo
Formam ligações estáveis com a matéria orgânica do solo
2.4.2 Óxidos de Al
A gibbsita – Al(OH)3 – é o hidróxido de Al mais abundante nos
solos. É mais abundante em solos muito evoluídos. Forma camadas
octaédricas (dioctaédricas), que crescem pouco segundo a direção z
(vertical).
2.4.3 Óxidos de Fe
São muito abundantes nos solos, dispersos ou concentrados.
São muito característicos pela coloração forte. Normalmente
existem na fração argilosa. A unidade estrutural básica é octaédrica,
em que cada átomo de Fe coordena à sua volta 6 O ou 6 O e OH.
Os diferentes tipos de óxidos de Fe diferem entre si quanto à forma
como os octaedros se organizam entre si. Existem dois tipos de
arranjos: hexagonal (α − alfa) e cúbico (γ − gama). o Os óxidos de
Fe e Al apresentam caráter anfotérico. São eles:
Hematita (α − Fe2 O3) de cor vermelha forte
Goetita (α − FeOOH) de cor amarela ou amarelo-laranja
Lepidocrocita (γ − FeOOH) de cor alaranjada
Maghemita (γ − Fe2 O3) de cor vermelha escura ou
anegrada
Ferri-hidrita: óxido de Fe de fraca cristalinidade, cor
intermediária entre a goetita e a hematita. Ocorre nos
horizontes B dos podzóis associado a compostos
orgânicos
Magnetita (Fe3O4)a; ocorre na forma de grãos negros
magnéticos, mas é herdada da rocha-mãe.
2.4.4 Carbonatos
A calcita (CaCO3) e a dolomita (MgCO3) são os carbonatos mais
comuns nos solos. Podem formar-se nos solos ou ser herdados da
própria rocha-mãe, mas nesse caso não são de natureza
pedogenética. As frações mais ativas no solo são as de dimensão
do limo e da argila. Quanto mais finamente dividido, mais ativo é
quimicamente, dissolvendo-se com facilidade pela ação das águas
com maior concentração de CO2.
1. O que são minerais?
1. Nos solos, qual a classe de mineral mais importante?
1. Quais os dois grandes grupos de minerais do solo?
1. Qual a principal diferença entre os minerais primários e
secundários?
3 - Origem e Formação do Solo
3.1 Conceito
Há milhões de anos não havia solo, eram apenas rochas,
enormes rochas dos mais variados tamanhos, que denominavam
“rochas matrizes”. As chuvas, o vento, o calor e o frio fizeram com
que esses enormes rochedos começassem a ruir. Em um
determinado momento, as rochas haviam se quebrado em tantas
vezes que se tornaram pequenos grãos. Finalmente, esses
dividiram-se em partes cada vez menores, até tornarem-se minerais.
A partir daí, plantas maiores puderam se desenvolver. Restos
dos vegetais e animais mortos, ao entrar em decomposição,
enriqueciam o solo, formando os nutrientes, chamados húmus, e se
misturam com os minerais das rochas. Todo esse processo
denomina-se pedogênese.
Logo, pedogênese, ou formação de solos, é o processo no qual
determinado solo é formado, assim como suas características e sua
evolução na paisagem. Quanto maior a atuação da pedogênese no
solo, mais este se tornará um corpo individual, com características
próprias.
O solo é a camada mais superficial da crosta, entre a litosfera e a
atmosfera, composto por sais minerais dissolvidos na água
intersticial, seres vivos e rochas em decomposição. Esse
aglomerado pode ser escavado sem a utilização de explosivos e é
utilizado como material de construção ou suporte de estruturas. A
decomposição das rochas, que inicialmente constituíam a crosta
terrestre, recebe o nome de intemperismo.
Figura 3.1 − Perfil do solo.
Por fim, o solo é originado da ação do intemperismo na rocha,
misturado com a matéria orgânica denominada húmus e água.
Figura 3.2 − Formação do solo.
Nas regiões tropicais, a degradação das rochas ocorre mais
rapidamente em função da alta temperatura e grandes amplitudes
térmicas. Diferentes tipos de solo são originados, dependendo de
sua formação, características físicas, quantidade de minerais e
nutrientes que predominavam em cada ambiente.
Contudo, o solo pode ser visto sob diferentes óticas. Para um
biólogo, o solo determina os diferentes ecossistemas e hábitats dos
seres vivos; para um engenheiro agrônomo, o solo é a camada na
qual se pode desenvolver vida (vegetal e animal). Mas, neste livro,
estudaremos o solo sob o ponto de vista da mecânica dos solos, e
nesse caso o solo é um corpo passível de ser escavado, utilizado
como suporte para construções ou material de construção.
A Geologia é uma ciência que estuda como essas interações
atuam na formação de rochas e solos, observando como esses
processos ocorrem atualmente e inferindo a partir do que se
observa no registro geológico. Alguns processos ocorrem
lentamente, como os depósitos dos sistemas fluviais, ou de forma
súbita, como a erupção de um vulcão.
3.2 As rochas
Rocha é um agregado sólido que ocorre naturalmente,
constituído por um ou mais minerais. A camada externa sólida da
Terra, conhecida por litosfera, é constituída por rochas e solo. O
estudo científico das rochas é chamado de petrologia, um ramo da
geologia. Os termos populares pedra e calhau se referem a pedaços
soltos de rochas, ou fragmentos.
As rochas podem ser classificadas de acordo com sua
composição química, sua forma estrutural ou sua textura, sendo
mais comum classificá-las de acordo com os processos de sua
formação. Pelas suas origens ou maneiras como foram formadas,
as rochas são classificadas como ígneas, sedimentares ou
metamórficas. As rochas magmáticas foram formadas de magma;
as rochas sedimentares, pela deposição de sedimentos e posterior
compressão destes; e as rochas metamórficas, por qualquer uma
das primeiras duas categorias e posteriormente modificadas pelos
efeitos de temperatura e pressão. Nos casos em que o material
orgânico deixa uma impressão na rocha, o resultado é conhecido
como fóssil.
3.2.1 Rochas ígneas ou magmáticas
Rochas ígneas, mais conhecidas como magmáticas, são
resultado da solidificação e consolidação do magma (ou lava), daí o
nome rochas magmáticas.
O magma é um material pastoso que, há bilhões de anos, deu
origem às primeiras rochas de nosso planeta, e ainda existe no
interior da Terra.
As rochas ígneas podem ser classificadas sob dois critérios:
textural e mineralógico. O critério textural é especialmente útil na
identificação do ambiente em que a rocha se cristalizou, enquanto o
mineralógico é baseado na proporção entre seus minerais
principais. A classificação da maior parte das rochas ígneas,
segundo o critério mineralógico, é feita com base no diagrama
QAPF, usado para rochas com menos de 90% de minerais máficos.
Fonte: Henriquezt − Wernick (2003).
Figura3.3 − Diagrama QAPF para classificação de rochas ígneas.
file:///C:/Users/gcdcb/AppData/Local/Temp/calibre_g1bv14/nhrxrf_pdf_out/text/part0008.html
As rochas magmáticas também podem ser classificadas como:
Vulcânicas (ou extrusivas): são formadas por meio de
erupções vulcânicas, através de um rápido processo de
resfriamento na superfície. Alguns exemplos dessas
rochas são o basalto e a pedra-pomes, cujo resfriamento
se dá na água. O vidro vulcânico é um tipo de rocha
vulcânica de resfriamento rápido.
Plutônicas (ou intrusivas): são formadas dentro da crosta
por meio de um processo lento de resfriamento. Alguns
exemplos são o granito e o diabásio.
3.2.2 Rochas sedimentares
Na superfície da Terra, as rochas sofrem a ação de diversos
fatores, como calor, frio, chuva, vento, neve e gelo. Durante milhares
de anos, uma rocha vai se partindo em pedaços, que vão ficando
cada vez menores e sendo arrastados para outros lugares. Então,
esses pequenos fragmentos vão se acumulando, se apertando e se
depositando uns sob os outros, formando novas rochas, que, por
serem constituídas por sedimentos acumulados, recebem o nome
de rochas sedimentares. Classificam-se em:
Detríticas: são as rochas formadas a partir de detritos de
outras rochas. Alguns exemplos são o arenito, o argilito, o
varvito e o folhelho.
Quimiogênicas: resultam da precipitação de substâncias
dissolvidas em água. Alguns exemplos são o sal-gema, as
estalactites e as estalagmites.
Biogênicas: são rochas formadas por restos de seres
vivos. Alguns exemplos são o calcário conquífero,
formado dos resíduos de conchas de animais marinhos e
que possui o mineral calcita; e o carvão, formado a partir
dos resíduos de vegetais.
3.2.3 Metamórficas
São as rochas formadas pela deformação de outras rochas,
magmáticas, sedimentares e até mesmo outras rochas
metamórficas, em função de alterações de condições ambientais,
como a temperatura e a pressão ou ambas simultaneamente.
1. Qual a diferença entre rocha e solo?
1. O que é rocha magmática?
1. Dê um exemplo de rocha magmática, um exemplo de
rocha sedimentar e um exemplo de rocha metamórfica.
1. O que é rocha sedimentar?
1. Qual a diferença entre rochas sedimentares e rochas
metamórficas?
4 - Intemperismo
4.1 Conceito
Conforme visto nos capítulos anteriores, intemperismo é o
conjunto de fenômenos químicos, físicos e biológicos que provocam
a alteração das rochas e seus minerais, também conhecidos como
metáfora, e que levam à degradação e enfraquecimento das rochas.
Essa decomposição se dá por agentes físicos e químicos
denominados agentes de intemperismo.
O termo intemperismo é aplicado às alterações físicas e
químicas a que estão sujeitas as rochas na superfície da Terra,
porém essa alteração ocorre in situ, ou seja, sem deslocamento do
material. Esse fenômeno, junto com a erosão, é de grande
importância para a formação e constante mudança no relevo
terrestre.
O intemperismo é de grande importância também na formação
dos solos, pois em algumas regiões em que há grandes formações
rochosas a fixação de plantas é mais difícil em relação a regiões de
solos estruturalmente menos rochosos.
Logo, o solo pode ser considerado a resultante da ação conjunta
dos agentes intempéricos sobre os restos minerais depositados e
enriquecidos de detritos orgânicos. Sua formação tem início no
momento em que as rochas entram em contato com o meio
ambiente e começam a sofrer transformações. Com a intensidade
que é função do meio, a rocha e seus minerais são submetidos à
ação dos agentes do intemperismo, em que os fragmentos providos
de tais rochas vão ficando cada vez menores e se acumulando nas
encostas, baixadas ou mesmo sobre o próprio material de origem.
Dessa maneira, é sobre esse material geológico que se desenvolve
o verdadeiro solo, resultante da ação de forças pedogenéticas.
O que deve ser ressaltado é que a importância do intemperismo
decorre não apenas de sua ação destruidora, mas principalmente de
sua ação criadora, formadora do solo. Daí ser o intemperismo o
processo geológico mais importante e chegado à vida do homem.
Figura 4.1 − Intemperismo.
Na paisagem, os solos se diferenciam graças à ação de seus
fatores de formação, cuja atuação é de caráter independente. Os
fatores de formação do solo são cinco:
Material de origem.
Clima.
Relevo.
Organismos vivos.
Tempo.
A intensidade do intemperismo é altamente dependente de
numerosos fatores, os quais incluem tamanho das partículas
constituintes as rochas, permeabilidade do manto rochoso, posição
do nível freático, temperatura da rocha, composição e quantidade de
água subterrânea, oxigênio e outras fases no sistema, macro e
microflora presentes e solubilidade relativa da rocha exposta.
Graças a essa complexidade de fatores que afetam esse
processo, os produtos resultantes variam consideravelmente entre
lugares não muito distantes.
Com a finalidade de estudar o processo mais detalhadamente, é
necessário diferenciá-lo em partes: intemperismo físico,
intemperismo químico e intemperismo biológico, conforme os
agentes de intemperismo. Deve ser ressaltado porém que tanto um
quanto outro atuam de maneira simultânea, sendo impossível
separá-los como tais na natureza.
4.2 Agentes do intemperismo
Como apontamos anteriormente, sob a ação dos agentes físicos,
químicos e biológicos as rochas se modificam, se separam e se
decompõem, originando o solo.
Os agentes do intemperismo podem então ser divididos em três
grandes grupos: químicos, físicos e biológicos.
4.2.1 Agentes químicos
No intemperismo, por causa dos agentes químicos, ocorre a
decomposição dos minerais das rochas a partir da ação das reações
químicas. São vários os fatores, e um deles é a ação da água da
chuva carregada de elementos atmosféricos, como CO2, que ataca
os minerais da rocha em sua superfície exposta e em suas fraturas,
provocando o esfacelamento em blocos, pelo aumento de volume
da água ao formar o gelo, e os decompõe, dando origem a novos
minerais.
O intemperismo químico, ou decomposição, atua modificando a
composição química da rocha e dos minerais. Levando-se em conta
o estudo da formação do solo, o intemperismo químico é de maior
importância que a alteração física, uma vez que proporciona ao solo
capacidade de nutrir os vegetais.
As reações químicas que compreendem a decomposição dos
minerais primários das rochas são: oxidação, hidratação,
dissolução, hidrólise e acidólise.
Oxidação: o termo oxidação significa perder elétrons, ou,
ainda, aumento da reatividade, não necessariamente em
presença de oxigênio (quando um elemento perde
elétrons, o seu estado de oxidação aumenta). Essa
reação destrói a estrutura cristalina do mineral.
Hidratação: é a incorporação de água à estrutura do
mineral, formando um novo mineral.
Dissolução: em química, é o ato de misturar um soluto em
um solvente. A água é o solvente universal para solutos
polares, entretanto, no intemperismo químico, um
exemplo é a mistura até que o mineral seja
completamente dissolvido por ácidos.
Hidrólise: é uma reação de quebra de ligação química de
uma molécula com a adição de uma molécula de água.
Um exemplo são as rochas constituídas basicamente por
silicatos que, ao entrar em contato com a água, sofrem
hidrólise, quebra de uma molécula devido à água,
resultando em uma solução alcalina (solução capaz de
neutralizar ácidos).
Acidólise: é uma reação química semelhante à hidrólise,
porém um ácido tem a função da água, ou seja, a quebra
de uma molécula devido ao ácido. A reação de
decomposição de minerais ocorre em ambientes de clima
frio, onde a decomposição da matéria orgânica é
incompleta, formando ácidos orgânicos que diminuem
muito o pH das águas, complexando e solubilizando o
ferro (Fe) e o alumínio (Al).
4.2.2 Agentes físicos
O intemperismo, devido aos agentes físicos, ocorre
principalmente com a variação de temperatura nas rochas; por isso,
é mais comum em climas secos, sejam eles quentes ou frios. A
rocha se expande quando aquecida e se contrai quando resfriada.
Dessa forma, as rochas tendem ase fragmentar pelo
enfraquecimento de suas estruturas. Além de tudo, os minerais que
compõem as rochas têm diferentes coeficientes de dilatação,
ampliando assim a fragmentação das rochas. A cor e a
granulometria da rocha influenciam na sua fragmentação. Assim,
rochas mais escuras tendem a aquecer com mais facilidade, e as
rochas mais grosseiras tendem a se desintegrar mais facilmente do
que as de grãos pequenos.
Logo, o intemperismo físico, ou desintegração, envolve
processos de subdivisão de massa rochosa em unidades menores
por meios mecânicos. É a modificação de forma e do tamanho das
massas rochosas e dos minerais, sem haver alteração na respectiva
composição química.
4.2.3 Agentes biológicos
O intemperismo devido aos agentes biológicos é produzido pelas
bactérias, resultando na decomposição de materiais orgânicos.
Quando ocorre a participação de organismos vivos ou da matéria
orgânica proveniente de sua decomposição, o denominamos
intemperismo biológico. Se quisermos analisar de forma mais
aprofundada, chamaremos de químico-biológico ou de físico-
biológico. Por exemplo, a ação de um formigueiro em uma rocha
sedimentar (físico-biológico), e a ação de material orgânico
decompondo-se e atuando sobre a rocha através do ácido húmico
(químico-biológico). É muito comum visualizarmos a ação das raízes
das árvores nas vias urbanas, em que as pessoas plantam árvores
de grande porte em calçadas estreitas, tendo como resultado a
destruição das vias.
4.3 Relação da estrutura mineral com o
intemperismo
É sabido que a suscetibilidade de um mineral ao intemperismo
em igualdade de condições físicas é função de sua estrutura
atômica.
Assim, os minerais do solo podem ser agrupados em ordem de
estabilidade ou de suscetibilidade ao intemperismo. Dessa maneira,
propõe-se esse seguir este agrupamento para determinar o grau de
intemperismo de um solo, para prever a reserva natural de
nutrientes dos solos, obter informações generalizadas a respeito das
propriedades do solo (tais como propriedades físicas, em função do
tipo de argilominerais), avaliar os efeitos das diversas condições
ambientais na formação do solo e prever o efeito e a contribuição
dos minerais presentes no material inicial do solo. Como há uma
grande diferença na superfície específica e consequente reatividade
dos minerais, separam-se as partículas minerais do solo em duas
classes de tamanho:
a. areia-silte;
b. argila.
Outros fatores, além do grau de união e o número de tetraedros
de alumina, que parecem afetar a estabilidade dos minerais são os
seguintes:
1º) A presença de ferro ferroso ou de outros cátions que podem
oxidar durante o intemperismo reduz muito a estabilidade
estrutural, pois ao oxidar-se algum cátion deve abandonar a
estrutura para manter a neutralidade eletrostática do arranjo
cristalino. Na realidade, a presença de Fe2+ nos minerais é um
dos fatores mais importantes que contribuem para a sua
instabilidade diante do intemperismo.
2º) Quanto mais intimamente agrupados os oxigênios ao redor
do cátion em posições que não sejam as tetraedrais, isto é,
quanto menor o volume ocupado pelos íons, mais estável é o
mineral.
O contraste de resistência entre a olivina e a zirconita é um
exemplo mais surpreendente do efeito de compacto da
agrupação, pois a olivina, um dos minerais menos resistentes,
tem uma cela unitária com um volume de 291 Å, ao passo que
a zirconita, um dos minerais mais resistentes, tem uma cela
unitária que contém o mesmo número de oxigênio que a
olivina, mas ocupa um volume de somente 231 Å.
3º) O fato de que há espaços vazios em certas partes da
estrutura está intimamente relacionado ao compacto de
agrupação. Os espaços vazios não somente reduzem as
forças eletrostáticas que mantêm a estrutura unida como,
também, servem de ponto de entrada e saída ao interior de
uma partícula de cristal e, portanto, servem para acelerar as
reações.
1. O que é intemperismo?
1. Quais são os agentes do intemperismo?
1. Quais são os fatores de formação do solo?
1. Dê dois exemplos das reações químicas que
compreendem a decomposição dos minerais primários
das rochas no intemperismo químico.
4
5 - Classificação dos Solos
5.1 Conceito
Levando em conta a grande variedade de tipos e
comportamentos apresentados pelos solos, e suas diversas
aplicações, tornou-se inevitável dividi-los em conjuntos. Esse
agrupamento em conjuntos tem como objetivo, do ponto de vista
prático, separar a partir de suas características comuns, prevendo
um provável comportamento do solo.
Entretanto, não existe um consenso sobre um sistema único de
classificação de solos definitivo, mesmo sendo imprescindível a
existência de uma classificação para que possamos passar o
conhecimento e realizar um estudo geotécnico. Assim, as
classificações dos solos mais utilizadas são:
Classificação segundo sua formação: são divididos em
dois grandes grupos de solos de acordo com sua
formação.
Sistema brasileiro de classificação de solos: divide o solo
em 13 ordens.
Classificação granulométrica: os solos são agrupados em
função das frações preponderantes dos diversos
diâmetros de partículas que os compõem.
5.2 Classificação dos solos segundo sua formação
Os solos, produto do intemperismo sobre a rocha, cuja
transformação se desenvolve ao longo de um tempo, em
determinado relevo, clima e bioma, são divididos em dois grandes
grupos: os transportados, também conhecidos como sedimentares,
e os não transportados, também conhecidos como residuais.
Figura 5.1 − Perfil típico de encosta.
5.2.1 Solos sedimentares
Os solos sedimentares ou transportados (Figura 5.2) são aqueles
que sofrem o intemperismo em um local e depois sofrem a ação
transportadora dos agentes geológicos como mar, rio, vento, gelo,
gravidade, depositados em forma de sedimentos em distâncias
variadas. Na composição desse tipo de solo há grande quantidade
de matéria orgânica. Não possui ligação com a rocha original.
Em geral, os solos sedimentares são depositados com menor
consolidação que os residuais, com maior heterogeneidade e
profundidade variável. São menos resistentes, com maior
permeabilidade.
Figura 5.2 − Solos sedimentares.
São solos transportados:
Solos de aluvião: depósitos de sedimentos clássicos
(areia, cascalho e/ou lama). São transportados e
arrastados pela água. Sua constituição depende da
velocidade das águas no momento de deposição, sendo
encontrado material mais grosseiro próximo às
cabeceiras, enquanto o material mais fino (argila) é
carregado a maiores distâncias. Esses solos apresentam
baixa capacidade de suporte (resistência), elevada
compressibilidade, e são suscetíveis à erosão. São fontes
de materiais de construção, mas péssimos materiais de
fundação.
Solos orgânicos: mistura do material transportado, com
quantidades variáveis de matéria orgânica decomposta.
Formados em áreas de topografia bem caracterizada
(bacias e depressões continentais, nas baixadas
marginais dos rios e litorâneas). Normalmente são
identificados pela cor escura, cheiro forte e granulometria
fina. Esse tipo de solo possui alta compressibilidade e
baixíssima resistência. Provavelmente esse é pior tipo de
solo para os propósitos do engenheiro geotécnico.
Solos coluviais (ou depósito de tálus): o transporte se
deve exclusivamente à gravidade, e o solo formado
possui grande heterogeneidade. São de ocorrência
localizada, geralmente ao pé de elevações e encostas,
provenientes de antigos escorregamentos. Apresentam
boa resistência, porém elevada permeabilidade. Colúvio é
um material predominantemente fino, e tálus é
predominantemente grosseiro.
Solos eólicos: são formados pela ação dos ventos, e os
grãos dos solos possuem forma arredondada. É o mais
seletivo tipo de transporte de partículas de solo. Não são
muito comuns no Brasil, destacando-se somente os
depósitos ao longo do litoral.
5.2.2 Solo residual
O solo residual é resultado da decomposição da rocha matriz e
permanece no mesmo local. De certa forma, guarda a estrutura da
rocha matriz da qual se originou. Os solos residuais são solosnão
transportados (Figura 5.3). Originados do processo de intemperismo
das rochas mães que lhe deram origem, se encontram sobre elas.
O solo residual é mais homogêneo, mais resistente e mais
impermeável.
Figura 5.3 − Solo residual.
Para ocorrer o solo residual, é necessário que a velocidade de
decomposição da rocha seja maior do que a velocidade de remoção
por agentes externos. Regiões tropicais favorecem a degradação da
rocha mais rapidamente. Diante desse contexto, sua ocorrência é
comum no Brasil.
Solo residual maduro: é um solo mais homogêneo e não
apresenta nenhuma relação com a rocha mãe.
Solo residual jovem: apresenta boa quantidade de
material, pode ser classificado como pedregulho
(diâmetros > 4,8 mm). São bastante irregulares quanto a
resistência, coloração, permeabilidade e
compressibilidade (a intensidade do processo de
alteração não é igual em todos os pontos).
Solo saprolítico: guarda características da rocha sã e tem
basicamente os mesmos minerais, porém sua resistência
já se encontra bastante reduzida. Pode ser caracterizado
como uma matriz de solo que envolve grandes pedaços
de rocha altamente alterada. Apresenta pequena
resistência ao manuseio.
Solo de alteração de rocha: ainda preserva parte de sua
estrutura e de seus minerais, porém com dureza inferior à
da rocha matriz, em geral muito fraturada, permitindo
grande fluxo de água nas descontinuidades.
5.3 Sistema Brasileiro de Classificação de Solos
(SiBCS)
A última versão, 2006, do Sistema Brasileiro de Classificação de
Solos é dividida em 13 ordens de solo. São elas: argissolo,
cambissolo, chernossolo, espodossolo, gleissolo, latossolo,
luvissolo, neossolo, nitossolo, organossolo, planossolo, plintossolo e
vertissolo.
Essas classes são divididas em seis níveis categóricos, sendo os
quatro primeiros deles (ordem, subordem, grande grupo e subgrupo)
os mais desenvolvidos. O quinto e sexto níveis categóricos (família
e série) ainda se encontram em desenvolvimento.
5.3.1 Argissolo
Solos com B textural, com argila de atividade baixa (1:1).
Evolução avançada com atuação incompleta de ferralitização;
mobilização de argila da parte mais superficial, com concentração
ou acumulação em horizonte superficial.
Os argissolos tendem a ocupar o terço inferior das colinas e
morros do cerrado. O acúmulo de argila no horizonte Bt reduz muito
a permeabilidade dos argissolos. Isso, somado ao fato de o
horizonte superficial muitas vezes ser arenoso, faz com que a
grande limitação agrícola dos argissolos seja o risco de erosão. Por
esse motivo, os argissolos devem preferencialmente ser utilizados
com culturas perenes ou pastagens.
5.3.2 Cambissolo
Solos pouco desenvolvidos com horizonte B incipiente;
pedogênese pouco avançada; ausência ou quase ausência da
estrutura da rocha.
5.3.3 Chernossolo
Possui, necessariamente, horizonte A chernozêmico (espesso,
escuro, rico em matéria orgânica e com alta saturação por bases), e
é um dos solos mais ricos do Brasil, com presença de argilominerais
2:1 e de um horizonte rico em matéria orgânica e com alto conteúdo
de cálcio e magnésio.
Normalmente são pouco coloridos, bem a imperfeitamente
drenados, moderadamente ácidos a fortemente alcalinos.
Ocorrem principalmente associados a rochas máficas. Ocorrem
em maior escala na Bahia.
5.3.4 Espodossolo
Grupamento de solos com B espódico em sequência a horizonte
E (álbico ou não) ou A. A cor do horizonte A varia de cinzenta até
preta, e a do horizonte E, desde cinzenta ou acinzentado-clara até
praticamente branca.
Processo de podzolização com eluviação de compostos de
alumínio com ou sem ferro em presença de húmus ácido e
acumulação iluvial desses constituintes amorfos.
5.3.5 Gleissolo
Solos com expressiva gleização, com processo de formação do
solo característico das condições de excesso de água
(hidromorfismo). Hidromorfia expressa por forte gleização, resultante
de intensa redução de compostos de ferro, em presença de matéria
orgânica, com ou sem alternância de oxidação, por efeito de
flutuação de lençol freático, sob condições de excesso de umidade
per manente ou periódico, com muita deficiência ou mesmo ausência
de oxigênio.
Comumente, desenvolvem-se em sedimentos recentes próximos
a cursos d’água e em materiais colúvio-aluviais sob condições de
hidromorfia, podendo formar-se também em áreas de relevo plano
de terraços fluviais, lacustres ou marinhos e em materiais em
depressões. Ocorrem sob vegetação higrófila ou higrófila herbácea,
arbustiva ou arbórea.
A gleização gera cores acinzentadas, azuladas ou esverdeadas
devido a compostos ferrosos (redução e solubilização de ferro).
5.3.6 Latossolo
Grupamento de solos com B latossólico; evolução muito
avançada com expressiva latolização (ferralitização ou laterização);
intemperização intensa dos minerais primários e secundários menos
resistentes e concentração relativa de argilominerais resistentes
e/ou óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, com inexpressiva
mobilização ou migração de argila, ferrólise, gleização ou
plintitização.
Plintitização é processo de formação de plintita ou petroplintita:
nódulos e concreções de óxidos de ferro.
5.3.7 Luvissolo
Solos minerais, não hidromórficos, têm horizonte B textural ou B
nítico, horizonte mineral subsuperficial não hidromórfico com textura
argilosa ou muito argilosa, apresentam em sua constituição
mineralógica elevados teores minerais primários facilmente
decomponíveis, que se tornam fontes de nutrientes para plantas.
Têm argila de atividade alta, altos valores para saturação e soma de
bases, caracterizando-os como de alta fertilidade natural. Quanto à
acidez, têm reação moderadamente ácida a praticamente neutra,
ocorrendo também solos com reação moderadamente alcalina.
Em geral, são medianamente profundos a rasos (60 a 120 cm).
Apresentam sequência de horizonte A, Bt e C e nítida diferenciação
entre os horizontes A e Bt, em função do contraste de textura, cor
e/ou estrutura entre eles. Em sua área de ocorrência, observa-se a
presença de pedregosidade superficial, constituída por calhaus e, às
vezes, matacões, caracterizando o que se denomina pavimento
desértico. São solos bastante suscetíveis à erosão, com horizonte A
fraco ou moderado, ou horizonte E.
5.3.8 Neossolo
Grupamento de solos pouco evoluídos, com ausência de
horizonte B diagnóstico. Solos em via de formação, seja pela
reduzida atuação de processos pedogenéticos ou por características
inerentes ao material de origem.
5.3.9 Nitossolo
São solos minerais, não hidromórficos, de cor vermelho-escura
tendendo a arroxeada. São derivados do intemperismo de rochas
básicas e ultrabásicas, ricas em minerais ferromagnesianos. Na sua
maioria, são eutróficos, com ocorrência menos frequente de
distróficos e raramente álicos.
Apresentam horizonte B textural, caracterizado mais pela
presença de estrutura em blocos e cerosidade do que por grandes
diferenças de textura entre os horizontes A e B. A Cerosidade é o
aspecto brilhante e ceroso, que ocorre por vezes na superfície das
unidades de estruturas.
A textura varia de argilosa a muito argilosa, e são bastante
porosos (normalmente a porosidade total é superior a 50%). Uma
característica peculiar é que esses solos, como os latossolos roxos,
apresentam materiais que são atraídos pelo ímã. Seus teores de
ferro (Fe2O3) são elevados (superiores a 15%).
Apresentam riscos de erosão se estiverem localizados em
relevos ondulados.
Compreendem solos de grande importância agrícola; as
eutróficas são de elevado potencial produtivo, e as distróficas e
álicas respondem bem à aplicação de fertilizantes e corretivos.
5.3.10 Organossolo
Grupamento de solos orgânicos, pouco evoluídos, de coloração
preta, cinzenta muito escura ou marrom e com elevados teores de
carbono orgânico. São solos fortemente ácidos, com baixa
saturação em bases.
Predomínio de constituintes orgânicos em relação a inorgânicos.
Ocorrem em ambientes de drenagem livre ou em condições de
saturação com água, permanente ou periódica (mal drenados a
muito mal drenados, ou úmidos dealtitude elevada).
Difere dos outros por apresentar horizonte turfoso, isto é, teor de
carbono orgânico superior a 50% nos primeiros 80% de
profundidade.
Ocorrem predominantemente em áreas baixas de várzeas,
depressões ou locais de surgentes, sob vegetação higrófila
campestre ou florestal; ou em áreas saturadas com água por poucos
dias no período das chuvas, situadas em regiões de altitude elevada
e úmidas.
5.3.11 Planossolo
Solos minerais imperfeitamente ou mal drenados, com horizonte
superficial ou subsuperficial eluvial que contrasta com horizonte B
com acentuada concentração de argila, permeabilidade lenta ou
muito lenta. Diferenciação bastante acentuada entre os horizontes A
ou E e o B, possuindo esta estrutura forte em blocos angulares ou
prismática ou colunar.
Ocorrem preferencialmente em áreas de relevo plano ou suave
ondulado, sob condições ambientais e do próprio solo que
favorecem vigência periódica anual de excesso de água, ainda que
de curta duração, e até mesmo sob condições de clima semiárido.
Podem ocorrer ainda em baixadas, várzeas e áreas de depressões.
5.3.12 Plintossolo
Solos com expressiva plintitização com ou sem formação de
petroplintita; segregação localizada de ferro, como cimentação, com
consolidação irreversível sob ação alternada de umedecimento e
secagem; neoformações endurecidas de ferro.
Solos minerais formados sob condições de restrição à
percolação de água, sujeitos ao efeito temporário de excesso de
umidade, em geral imperfeitamente ou mal drenados.
Predominantemente são solos fortemente ácidos, com saturação de
bases baixa.
Ocorrem em várzeas, áreas com relevo plano ou suavemente
ondulado, podendo ocorrer também em terços inferiores de
encostas ou áreas de surgentes, sob oscilação de lençol freático ou
alagamento ou encharcamento periódico.
5.3.13 Vertissolo
Solos constituídos por horizonte vértico, apresentando fendas
profundas na época da seca e expansão quando úmidos.
Apresentam superfícies de fricção em função da grande
movimentação da massa do solo graças à presença de argilas
expansivas. Possuem cores e profundidades variadas, textura
argilosa a muito argilosa.
Os vertissolos têm grande representatividade no ambiente
semiárido do Nordeste brasileiro. Por suas características
intrínsecas, destacadamente a presença de argilas expansivas,
necessitam de um manejo todo especial.
Por serem essencialmente argilosos, esses solos ainda
apresentam produtividades razoáveis com irrigação superficial,
exemplificada pela irrigação por sulcos.
5.4 Classificação granulométrica
Em função dos agentes de intemperismo e transporte vistos, os
depósitos de solos podem ser constituídos de partículas dos mais
diversos tamanhos. Para discutir o tamanho das partículas, é usual
citar a sua dimensão ou fazer uso de nomes conferidos
arbitrariamente a certa faixa de variação de tamanhos.
Os termos granulometria ou composição granulométrica são
empregados quando se faz referência ao conjunto de todas as
frações ou partículas do solo, incluindo desde as mais finas de
natureza coloidal (argilas), até as mais grosseiras (calhaus e
cascalhos).
Solos cuja maior porcentagem esteja constituída por partículas
visíveis a olho nu (> 0,074 mm ou # 200) são chamados de solos
granulares (solos grossos). Os solos grossos (granulares) são
subdivididos em pedregulhos e areias.
A forma característica do solo de granulação fina (< 0,074 mm) é
a laminar, e um exemplo são as argilas (granulação muito fina), que
possuem a forma das partículas minerais que mais se aproxima de
uma lâmina. Solos de granulação fina são subdivididos em silte e
argila.
Figura 5.4 − Peneira #200 (diâmetro 0,074 mm).
Nesse sentido, existem escalas que apresentam os nomes dos
solos juntamente com a dimensão que representam. Como vimos no
Capítulo 3, no Brasil, a ABNT NBR 6502/95 normatiza a
classificação dos solos de acordo com sua granulometria:
file:///C:/Users/gcdcb/AppData/Local/Temp/calibre_g1bv14/nhrxrf_pdf_out/text/part0010.html
Classificação Diâmetro dos Grãos
Argila Menor que 0,002 mm
Silte Entre 0,06 e 0,002 mm
Areia Entre 2,0 e 0,06 mm
Seixo/pedregulho Maior que 2,0 mm
Figura 5.5 − Gráfico de classificação granulométrica.
Pedregulhos: são acumulações incoerentes de
fragmentos de rocha. Normalmente são encontrados em
grandes expansões nas margens dos rios e depressões
preenchidas por materiais transportados pelos rios.
Figura 5.6 − Pedregulhos.
Areias: têm origem semelhante à dos pedregulhos. As
areias são ásperas ao tato e, estando isentas de solos
finos, não se contraem ao secar, não apresentam
plasticidade e compreendem-se, quase instantaneamente,
ao serem carregadas. São formadas principalmente por
cristais de quartzo e minerais primários.
Figura 5.7 − Areias.
Siltes: solos de granulação fina que apresentam pouca ou
nenhuma plasticidade. Os siltes não se agregam como as
argilas e ao mesmo tempo suas partículas são muito
pequenas e leves, por isso, quando secos, podem ser
desfeitos com bastante facilidade. O silte é produzido pelo
esmigalhamento mecânico das rochas, por isso também é
denominado “poeira de pedra”.
Figura 5.8 − Siltes.
Argilas: de granulação muito fina, apresentam
características marcantes de plasticidade e elevada
resistência somente quando secas constituem a fração
mais ativa dos solos. As argilas, quando secas e
desagregadas, dão uma sensação de farinha ao tato, e,
quando úmidas, são lisas e muito plásticas. São
geralmente menos permeáveis, embora alguns solos
brasileiros muito argilosos apresentem grande
permeabilidade, graças aos poros de origem biológica.
Sua composição é de boa quantidade de óxidos de
alumínio (gibbsita) e de ferro (goethita e hematita).
Figura 5.9 − Argila.
A classificação granulométrica é base para as demais
classificações, agrupando os solos segundo os tamanhos
predominantes de seus grãos.
5.4.1 Relações entre a composição granulométrica
e mineralógica do solo
É possível verificar que a mineralogia do solo está diretamente
relacionada a sua classificação granulométrica.
Os solos com granulometria grossa (pedregulho) têm
constituição de minerais primários e fragmentos de rocha. Suas
características variam de acordo com a rocha, e são praticamente
inertes química e fisicamente.
Já a fração arenosa constitui-se fundamentalmente de minerais
primários: quartzo, feldspato, agregados de quartzo e argila e
agregados de minerais de argila. Suas características são:
fraco poder de retenção para a água e substâncias
dissolvidas;
muito permeável;
quase sem plasticidade;
solta e incoerente quando seca;
quimicamente é relativamente inerte.
Os solos com granulometria fina, limosos (silte) têm constituição
de minerais primários de reduzida dimensão, material ferruginoso e
calcário, agregados de quartzo e argila, agregados de argila e
minerais de argila. Suas principais características são:
considerável poder de retenção para a água;
difícil penetração da água no solo;
plasticidade quando úmidos;
pouco ou nada pegajosos;
relativamente tenazes quando secos;
relativamente inertes quimicamente;
se ricos em material calcário e/ou ferruginoso, são
quimicamente ativos, afetando a reação do solo.
Os solos com granulometria fina plásticos (argila) têm
constituição mineral de argila e óxidos e hidróxidos de alumínio (Al)
e ferro (Fe). Suas principais características são:
grande superfície específica;
propriedades coloidais;
muito ativos quimicamente;
retenção de elementos nutritivos;
conferem poder de agregação;
elevado poder de retenção para a água;
muito plásticos e pegajosos quando úmidos;
muito tenazes quando secos.
A Figura 5.10 traz um resumo das propriedades das classes
granulométricas dos constituintes minerais.
Figura 5.10 − Propriedades das classes granulométricas dos constituintes
minerais.
1. Explique a classificação segundo a formação.
1. Como são classificados os solos de acordo com o
Sistema Brasileiro de Classificação de Solos?
1. Analisando a curva granulométrica, classifique o solo
como granular ou fino.
1. Quaissão as principais características dos solos com
granulometria fina plásticos (argila)?
6 - Erosão nos Solos – Causas,
Efeitos e Controle
6.1 Conceito
Entendemos por erosão o deslocamento de uma massa de solo,
ou de rocha, que ocorre geralmente na superfície da crosta
terrestre.
A forma mais comum de erosão é o deslizamento de encostas de
morros, que é bastante noticiado quando em locais habitados.
Figura 6.1 − Falésias no litoral.
6.2 Causas das erosões
As causas das erosões são bastante variadas. Dividem-se
principalmente em naturais e artificiais.
As naturais, como o próprio nome indica, são as que acontecem
pela ação da natureza, enquanto as artificiais são causadas pela
ação do homem.
6.2.1 Causas naturais
As causas naturais podem ser físicas, de maior importância e
impacto, ou químicas, de menor impacto. Destacam-se entre as
principais causas físicas: a água, o vento, as mudanças de
temperatura, os vulcões e o sol, e, entre as causas químicas: as
reações entre elementos minerais e orgânicos que compõem os
solos.
Entre as causas físicas, a água é a principal causa da erosão. Ela
pode agir silenciosamente, carregando as partículas do solo pouco a
pouco, formando sulcos na superfície, por exemplo, ou
ruidosamente, penetrando nos solos e fazendo pesar a camada
superficial, promovendo o deslizamento de grandes quantidades de
maciços (Figura 6.2).
Figura 6.2 − Deslizamento de maciço.
Bastante comum é a erosão fluvial, que acontece na margem dos
rios, com a água carreando as partículas das margens e causando o
assoreamento do leito, conforme se vê na Figura 6.3.
Figura 6.3 − Erosão fluvial.
Em outras situações, principalmente em terrenos de formação
arenosa, as erosões ocorrem com o passar de muitos anos, dando
origem a vales bastante profundos e extensos, chamados
desfiladeiros ou cânions, conforme mostra a Figura 6.4, em que
quase não se percebe a causa da formação desses vales.
Figura 6.4 − Cânion ou desfiladeiro, em terreno arenoso.
O vento também é um importante agente na formação de
erosões, que ficam conhecidas como erosões eólicas e que, tal
como as erosões pela água, formam grandes cânions. O mais
famoso cânion com essa formação fica no estado do Arizona, nos
Estados Unidos. Normalmente são terrenos formados por arenitos,
material esse mais “desgastável” pelo vento, permitindo que este
carreie suas partículas, moldando desenhos às vezes bastante
curiosos, como o da Figura 6.7.
Figura 6.7 − Cânion formado por erosão eólica.
Ainda no estudo do vento como agente na formação de erosões,
temos a formação das dunas, que ocorrem com mais frequência nos
litorais, onde o vento transporta a areia solta que constitui o solo
desses locais. Não raro a paisagem desses locais muda dia após
dia, dificultando até pequenas construções que o homem venha a
fazer quando quer se instalar nesses lugares (Figura 6.8).
Figura 6.8 − Cerca quase soterrada pelo movimento das dunas.
As mudanças de temperatura, principalmente quando bruscas,
provocam erosões, por exemplo, quando congelam a água contida
nas camadas da superfície dos solos, provocando fissuras e
rachaduras, fazendo com que o solo perca coesão e se desmonte.
Os vulcões também são causadores naturais de erosões. Ao
entrar em erupção, o vulcão carreia grande quantidade de solo e
rochas, alterando a estrutura da superfície, além de alterar também
sua estrutura química, com a composição da lava, que também
provoca erosões (Figura 6.10).
Figura 6.10 − Vista da lava extinta na mancha escura.
O sol, em escala bem menor que a água e o vento, contribui para
as causas de erosões naturais na medida em que seu trabalho de
aquecimento modifica a estrutura dos maciços, fazendo com que
percam água de constituição e consequentemente a coesão interna,
deixando que a água das chuvas penetre o solo, encharcando-o,
aumentando seu peso e fazendo com que ele deslize, quando em
local de topografia favorável para que tal aconteça.
Também, é atividade solar quando o superaquecimento provoca
incêndios, queimando a vegetação que absorve naturalmente a
água. Ocorre também mesmo processo de absorção de água citado
no parágrafo anterior, fazendo com que o solo encharcado deslize,
causando as erosões (Figura 6.11).
Figura 6.11 − Mata queimada por combustão espontânea.
6.2.2 Causas artificiais
Aqui a atuação do homem tem grande participação. Essa
participação ocorre das mais variadas formas: desmatamento,
mineração, estradas, hidrelétricas, agricultura, aterros sanitários,
construções em áreas não edificantes, entre várias outras ações.
O desmatamento provoca a erosão ao retirar a cobertura vegetal
do solo, que então deixa de absorver a água pelas raízes das
árvores e plantas. Essa água é que irá se infiltrar e destruir sua
estrutura de sustentação (Figura 6.12).
Figura 6.12 − Desmatamento com retirada da cobertura vegetal.
A mineração também é uma causa de grande impacto no
aparecimento das erosões, pois na maioria das vezes ela se faz de
forma desordenada, trazendo a instabilidade ao maciço escavado,
ou desassoreando em demasia o leito de um rio para a obtenção de
areia e cascalho (Figura 6.13).
Figura 6.13 − Escavação de mina de pedra – pedreira − para uso em construção.
A construção de estradas, sejam rodovias ou ferrovias, também é
um fator de desestabilização dos maciços, razão pela qual é preciso
bastante cuidado em seu planejamento e construção (Figura 6.14).
Figura 6.14 − Trecho de estrada construído sem preocupação com a estabilidade
do aterro.
A agricultura, principalmente a extensiva, com o emprego de
irrigação artificial, provoca erosões de baixo impacto visual, quando
o movimento da água causa o carreamento das partículas de solo
(Figura 6.15).
Figura 6.15 − Plantação de hortaliças com irrigação artificial em agricultura
extensiva.
Um problema bastante difícil de combater também é a formação
de voçorocas, que ocorrem normalmente onde se propicia a
passagem da água das chuvas com mais facilidade, como nos vales
naturais em que a cobertura vegetal original foi retirada (Figura
6.16).
Figura 6.16 − Voçoroca em terreno em que foi retirada a cobertura original.
6.3 Efeitos das erosões
Os principais efeitos são os causados ao homem, às vezes
diretamente, como nos deslizamentos que provocam soterramentos
com mortes, ou indiretamente, como no caso do bloqueio de
estradas, com prejuízos econômicos (Figuras 6.17 e 6.18).
Figura 6.17 − Deslizamento de encosta com construção indevida.
Figura 6.18 − Deslizamento com rochas bloqueando a rodovia.
Os aterros sanitários, produzidos como solução para “esconder o
lixo” advindo dos aglomerados humanos ocorridos pelo aumento
rápido da população, são atualmente um grande desafio, pois após
sua construção eles se transformam em áreas de risco, tanto no
subsolo quanto no solo. Um grande perigo ocorre no nível do solo,
pois são potenciais áreas de invasão para a construção de
moradias. Essas construções causam um aumento do peso na
superfície, e, como o maciço de lixo não tem estrutura de suporte,
ocorrem as erosões, nesse caso especificamente bastante danosas,
pois causam a morte de muitos dos moradores que ali se
estabeleceram.
No caso da agricultura, o efeito provocado pela erosão, é a perda
da qualidade do solo, que não consegue reter seus nutrientes.
6.4 Controle das erosões
O controle das erosões só é possível com a abordagem correta
do uso dos solos e das rochas. Isso equivale a dizer que toda vez
que necessitar alterar um processo natural o homem precisa fazer
um estudo de viabilização de como trabalhar esses elementos, ou
seja, uma vez que a “agressão à natureza” é inevitável, dadas as
diversas necessidades como moradia, transporte, energia, entre
outras, o homem precisa planejar corretamente para que não cause
danos à natureza e nem sofra as consequências.
Exemplos desse cuidado são, na construção de estradas, obras
de drenagem desde o fundo das cavas onde deverão ocorrer os
aterros, e, na contenção de encostas, a construção de estruturas de
suporte, como