Autores
Mathias, R. (UNICENTRO) ; Farias, W.A. (UNICENTRO) ; Pereira, J.M. (UNICENTRO) ; Pietrobelli, G. (UNICENTRO) ; Silva, W.B. (UNICENTRO)
Resumo
O processo erosivo é um dos principais agentes degradadores do ambiente e tem se intensificado em virtude as ações antrópicas, esse processo desencadeia uma série de problemas socioambientais como deslizamentos, perda de nutrientes do solo, redução da área de plantio, danos econômicos, entre outros. Esse trabalho avalia valores de densidade real, aparente e porosidade de solos e associa esses dados para o diagnóstico de erosões do tipo ravinas em uma encosta nas dependências do aeroporto municipal de Guarapuava, Paraná.
Palavras chaves
Densidade Real; Densidade Aparente; Porosidade Total
Introdução
A erosão pode ser descrita como sendo o processo mecânico que age em superfície e profundidade, em certos tipos de solo e sob determinadas condições físicas, naturalmente relevantes, tornando-se críticas pela ação catalisadora do homem (MAGALHÃES, 2001). Esse fenômeno está relacionado desagregação, transporte e deposição de partículas do solo, subsolo e rocha em decomposição pelas águas, ventos ou geleiras. “O processo responsável pela desagregação do solo, após a retirada da camada vegetal em sua superfície, é o impacto das gotículas da água da chuva [...], com isso os sedimentos são transportados de um local para outro” (GUERRA, 2001). O trabalho objetivou avaliar os valores de densidade real de partículas, densidade aparente e porosidade total dos solos da encosta que margeia a pista do aeroporto municipal de Guarapuava (PR). A área vem sofrendo ação recorrente de processos erosivos em ravinas e voçoroca. O município de Guarapuava localiza-se na porção centro-sul do Estado do Paraná, no Terceiro Planalto Paranaense ou Planalto de Guarapuava (MAACK, 2002), as altitudes no município variam de 1300m no reverso da Escarpa da Esperança (leste do município) a 940m em sua porção oeste. Assenta-se sobre rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, deste modo, predominam localmente litotipos ácidos do tipo Chapecó, como os latitos, quartzo latitos, riodacitos e dacitos, basaltos toleíticos e os andesitos (TRATZ, 2008). Quanto à estrutura, é possível reconhecer falhas paralelas com direção W-E N 25º W e N45ºE, as quais provocam o alinhamento de drenagens e elevações ao longo das estruturas além de apresentar, importantes segmentos de falhas que condicionam o sistema de drenagem de canais importantes como o Rio Jordão (PLANO DIRETOR DE DESENVOLVIMENTO URBANO DE GUARAPUAVA, 1992). O clima do município de Guarapuava-PR, segundo o IAPAR (Instituto Agronômico do Paraná), se enquadra na classificação de Koppen Cfb- clima tipo mesotérmico úmido o ano todo. Predominam na região, os Latossolos muito intemperizados e evoluídos, quase desprovidos de materiais primários, com baixa capacidade de troca catiônica, profundos, ácidos e com baixa saturação por bases (EMBRAPA, 1999). Os Latossolos Brunos são solos com argila de baixa atividade e, geralmente, profundos, pelo fato do clima Cfb do município, podem ser encontrados com menor profundidade, apresentando textura muito argilosa, coloração bruno-avermelhada, drenagem acentuada e elevada acidez (EMBRAPA, 1984). Análises químicas de amostras de perfis de Latossolos Brunos da região comprovam que tais solos apresentam, naturalmente, níveis muito baixos de fertilidade natural. Dados do perfil 36 do “Levantamento de Reconhecimento dos Solos do Estado do Paraná” feito pela EMBRAPA (1984) apud Ribas (2010), localizado em Guarapuava sob vegetação de Floresta de Pinheiro, mostram, na camada de 4 a 30 cm, saturação por bases (V) de 11 % e saturação por Al3+ (m) de 50%. O perfil 39, localizado em Pinhão sob vegetação de Campo Natural, mostrou V de 12% e m de 57% na camada de 0-20 cm. O processo erosivo se encontra às margens da cabeceira da pista do Aeroporto Municipal de Guarapuava-PR, Tancredo Thomaz de Faria, as margens da BR-277, km 349 no bairro Jardim das Américas, sendo as suas coordenadas geográficas: 25°23’06” S, 51°30’50” O.
Material e métodos
Para o desenvolvimento da pesquisa foram realizados trabalhos de campo para obtenção de dados morfométricos da encosta (comprimento e declividade), caracterização da cobertura vegetal na área e para coleta de materiais para análises laboratoriais. Para as análises de densidade aparente (Da), densidade real (Dr) e porosidade total, o método utilizado fundamentou-se na rotina proposta no manual EMBRAPA (1997) que se fundamenta no uso de um anel de aço com bordos cortantes (anéis de Kopeck), com capacidade interna conhecida. Esses ensaios buscaram reconhecer, principalmente, qual a porosidade do material encontrado no lado de fora e no interior da encosta do aeroporto. A densidade aparente (Da) pode ser definida como a relação entre a massa da amostra de solo seca a 105°C durante 48h (Terra Fina Seca ao Ar) e a soma dos volumes ocupados pelas partículas e poros (volume do anel utilizado). A fórmula geral para obtenção da densidade aparente dos solos é: Da = m/v Da = densidade aparente m = massa do solo v = volume (poros+terra) A densidade real (Dr) é a relação existente entre a massa de uma amostra e o volume ocupado pelas suas partículas sólidas. Para a determinação é necessário obter-se o valor da massa da amostra e depois o volume dos sólidos presentes. A massa dos sólidos é obtida por simples pesagens, enquanto que o volume dos sólidos é determinado pelo método do balão volumétrico. O método do balão volumétrico para a determinação do volume consiste em colocar 20 g de amostra seca e destorroada dentro de um balão volumétrico e completá-lo com álcool etílico absoluto até 50ml. Os cálculos de Dr são: Dr = m/(Vb-Va) m = massa da amostra Vb = volume do balão volumétrico (50 ml) Va = volume de álcool gasto para completar o balão volumétrico. A porosidade do solo pode ser definida como o volume de vazios do solo. A fórmula utilizada para a obtenção da porosidade é: % P = (Dr-Da) 100/Dr P = porosidade Dr = densidade real Da = densidade aparente Foram definidos três pontos de coletas para amostras na encosta. Sendo eles assim denominados: Seção 1, localizada na ravina principal; Seção 2, localizada na parede esquerda da ravina e Seção 3. O levantamento da declividade foi desenvolvido através da coleta de coordenadas com GPS portátil, modelo ETREx 20x Garmin. Após a coleta, os dados foram baixados e introduzidos em planilhas, para a confecção de gráficos de declividade da encosta.
Resultado e discussão
Densidade aparente, real e porosidade total de amostras de solo
A Densidade aparente do solo (Da) representa a relação entre a quantidade de
massa de solo seco por unidade de volume do solo, incluído o volume de sólidos e
o de poros do solo. Se houver modificação do espaço poroso haverá alteração da
Da. Já a Densidade real de partículas (Dr) é a relação entre a quantidade de
massa de solo seco por unidade de volume de sólido do solo; porém não inclui a
porosidade do solo e não varia com o manejo do solo, dependendo essencialmente
da composição química e composição mineralógica do solo.
Reinert e Reichert, (2006) chamam a atenção para duas propriedades importantes
do solo. A porosidade do solo sendo esta responsável por um conjunto de
fenômenos além de desenvolver diversos mecanismos de grande relevância na física
de solos, sendo elas, a retenção e fluxo de água e ar. Outra propriedade
importante do solo é a textura, que pode ser entendida pela distribuição de
tamanho de partículas, e a estrutura do solo definida pelo arranjamento das
partículas em agregados.
As amostras coletadas no interior da ravina, tem a densidade aparente variando
de 0,98 a 1,26 g/cm³, e a densidade real apresentou valores entre 2,50 a 2,82
g/cm³, apenas nas amostras A04, A17 e A18 apresentaram valores superiores a essa
média. A porosidade total variou entre 50,12% a 64,5%.
Na figura 1 é apresentada uma variância na densidade aparente de 0,98 a 1,26
g/cm³, e a densidade real apresentou uma variância entre 2,50 a 2,82 g/cm³,
apenas nas amostras A04, A17 e A18 apresentaram valores superiores a essa média.
A porosidade total variou entre 50,12% a 64,5%.
Na seção 02 a densidade aparente variou entre 1,04 a 1,24 g/cm³, apenas nas
amostras A04, A06 e A14 apresentaram valores superiores ao padrão encontrado
nessas amostras. A densidade real teve uma variância entre 2,66 a 2,94 g/cm³, a
amostra A1 apresentou um valor inferior, e nas amostras A07 e A10 um valor muito
alto de densidade real, esse fato se deve a quantidade de fragmentos rochosos
nessas amostras. Quanto a porosidade ficou entre 54% a 64%, apresentando
novamente porosidade muito alta.
Na seção 3 o solo apresentou valores de densidade aparente entre 0,90 a 1,21
g/cm³. A densidade real ficou entre 2,50 a 2,94 g/cm³, apenas na amostra A07
teve valor inferior. A porosidade nessa seção se manteve também muito alta entre
51% a 69%, e somente a amostra A07 obteve um valor inferior à média.
Os valores de densidade aparente do solo nas duas primeiras seções se mantiveram
em sua maior parte, variando acima de 1,00 g/cm³ a 1,24 g/cm³, esses valores
correspondem aqueles de solos argilosos, contudo na base das seções os valores
de correspondem aqueles de solos arenosos, com resultados superiores a 1,25
g/cm³. Essas duas seções correspondem à área no entorno da ravina principal,
onde é possível notar a ação antrópica contribuindo para compactação do solo, e,
todas as coletas (seção 01 e 02) foram de solos exposto ou muita pouca
vegetação, além de serem desestruturados, característico de local de aterro.
Na seção 3, corresponde ao interior da ravina, onde o solo é coberto pela
vegetação do tipo capim elefante (pennisetum purpureum), desta forma o solo está
parcialmente protegido do impacto das gotas de chuva (efeito splash), porém não
inibe a formação de rotas preferencias do escoamento das águas vindas da pista
de decolagem dos aviões. Nas dependências do aeroporto ocorrem ravinas apenas na
parte superior da encosta onde não tem nenhum tipo de vegetação, e assim o
escoamento superficial não encontra nenhuma barreira para se deslocar (diferente
dos locais com vegetação onde só existem caminhos de escoamentos). Quanto as
características podemos classifica-los como sendo argilosos, porém em alguns
pontos (amostras A01, A02 e A04), ele se enquadra como solos humíferos,
apontando a influência das raízes da vegetação rasteira do local, sendo este
fator a primeira diferença significativa nos resultados em relação as amostras
das seções 01 e 02, na terceira seção o solo se apresenta melhor estruturado.
A densidade real nas três seções ficaram entre 2,50 a 2,94 g/cm³. Kiehl (1979)
apresenta os valores de referência de densidade real ou densidade de partículas
para diferentes tipos de materiais Variações ao longo do perfil vão de encontro
às diferentes características dos materiais encontrados nas seções da encosta
estudada.
Os valores de densidade real são variáveis de acordo com o tipo de solo, em
função do teor de matéria orgânica e da mineralogia deste. Através destas
análises é possível observar um solo com presença de minerais em todas as
amostras analisadas.
Os valores percentuais de porosidade total dão a classificação de porosidade
“muito alta” aos solos da encosta. Trata-se de latossolos, que de modo geral são
solos muito intemperizados, profundos e de boa drenagem. Tem um aspecto maciço
poroso, formado de estrutura granular muito pequena devido à agregação
decorrente dos óxidos de Fe e Al, e praticamente ausência de minerais primários
de fácil intemperização,
As declividades das encostas são em torno de 10% e suas formas são retilíneas e
convexo-retilínea. A figura 4 mostra o perfil longitudinal de dois setores da
encosta estudada.
A declividade e o comprimento da encosta interferem significativamente na
velocidade do escoamento das águas das chuvas. Os locais onde há vegetação
rasteiras não apresentam ravinas, nas áreas com solo exposto, sistema de ravinas
domina a encosta no lado de fora do aeroporto, o aprofundamento da erosão
implica na retomada de processos de erosão em voçoroca.
Gráfico representando a variação dos parâmetros de densidade aparente, densidade real e porosidade total das amostras de solo da Seção1.
Gráfico representando a variação dos parâmetros de densidade aparente, densidade real e porosidade total das amostras de solo da Seção 2.
Gráfico representando a variação dos parâmetros de densidade aparente, densidade real e porosidade total das amostras de solo da Seção 3
Perfil longitudinal 01, da cabeceira em relação a AV. Mari Thompsom Milazo, acesso ao bairro Rocio; Perfil longitudinal 02, tem seu sentido da cabecei
Considerações Finais
Os resultados mostram que o fator solo não é preponderante na instalação do processo erosivo, pois este apresenta uma boa absorção de água, pela sua característica porosa e de densidade aparente relativamente baixa, todavia esse exerce influência na fixação de vegetação. Entretanto, as declividades e os comprimentos da encosta podem assumir um papel importante no processo, aliados ao uso inadequado do solo. Em campo é visível a concentração de fluxos superficiais decorrentes do acúmulo e escoamento de água advindo da cabeceira da pista que aliados a declividade da encosta acabar gerando condições para a instalação do processo erosivo em forma de ravinas.
Agradecimentos
Referências
BAZZOTTI, Diego Maikon. Relação entre cobertura superficial e piezometria em encosta com processo de erosão em túneis e voçoroca no leste de Cascavel (PR). Dissertação (Mestrado em Geografia) - Universidade Estadual do Centro Oeste, Guarapuava-PR, 115p, 2013.
CAMARGO, G. Processo de erosão no Centro e Sul do Segundo Planalto Paranaense: evolução de encosta e influência da erosão subterrânea na expansão de voçorocas. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 210p, 1998.
CHAVES, Tiago de Andrade, et al. Recuperação de áreas degradadas por erosão no meio rural. MANUAL TÉCNICO, 34 ISSN 1983-5671. Niterói- RJ 21p 2012.
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e conservação de Solos. Manual de Métodos de Análise de Solo. 2ªed. Rio de Janeiro, 1997.
RIBAS, Cilton. Caracterização da fertilidade atual dos solos da região de Guarapuava-PR. Dissertação de mestrado em agronomia- Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNIENTRO). Guarapuava-PR, 66p, 2010.
SILVA, Wellington Barbosa da. Caracterização da cobertura superficial em encosta na bacia do rio das pombas, Guarapuava-PR: Bases para entendimento da gênese erosiva em túneis. Dissertação de mestrado em geografia- Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOSTE). Francisco Beltrão-PR, 77p, 2011.
GALAS, Naruna Dias. Uso de Vegetação para Contenção e Combate à erosão em Taludes. Trabalho de Conclusão de curso- Universidade Anhembi Morumbi. São Paulo-SP, 64p, 2006.
COELHO, Arnaldo Teixeira, PEREIRA, Aloísio Rodrigues. Efeitos da Vegetação na Estabilidade de Taludes. Deflor, Bioengenheira. Boletim Técnico, Belo Horizonte – MG, Ano 01 – N.° 002 – Junho 2006.
REINERT, Dalvan José. REICHERT José Miguel. Propriedades física do solo. Universidade Federal De Santa Maria Centro De Ciências Rurais. Santa Maria-RS, 18p, 2006.
GONTIJO, Paulo Romeu de Assunção et al. Manual de drenagem de rodovias. Rio de Janeiro, 64p ,1990.
AMARAL, N.D. Noções de conservação do solo. São Paulo: Nobel, 1984.
Sites Visitados.
HEINRICHS, Reges. Aula de densidade do solo e de partículas. Universidade Estadual Paulista, Campus de Dracena, Curso de Zootecnia Disciplina de Solos. Dracena-SP, 18p, 2010. Disponível em: http://www2.dracena.unesp.br/graduacao/arquivos/solos/aula_3_densidade_do_solo_e_de_particulas.pdf. Acessado em 12/10/2015.
SILVA, Alexandre Paiva da. Aula 07- Atributos físicos e químicos do solo. Prof. Dr. Alexandre Paiva da Silva. Disponível em: http://www.ccta.ufcg.edu.br/admin.files.action.php?action=download&id=1844. Acessado em 08/10/2015.
SUZUKI Carlos Yukio. Drenagem de obras viárias
rodovias e ferrovias. Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfdpgAH/1-apostila-drenagem