Processos Erosivos No Centro - Oeste Brasileiro
October 4, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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José Camapum de Carvalho é graduadoemEngenhariaCivilpelaUnB graduadoemEngenhar iaCivilpelaUnB e em Administração pelo UniCEUB. É mestre em Engenharia Civil pela UFPB e doutorr pelo Instituto Nacional douto Nacional de Ciências Aplicadas de Toulouse - França. Fez pós-doutorado na Universidade Laval no Canadá. É professor do Curso de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa Progra ma de Pós-Gra Pós-Graduação duação em Geotecnia da UnB. É pesquisador I-B do CNPq. É ex-presidente por duas gestões doNúcleoCentro-Oes doNúcleoCentr o-Oesteda teda ABMS ABMS.. Maurício Mau rício Martines Martines Sale Saless é graduado em Enge graduado Engenhar nharia ia Civil pela Escola de Engenharia da UFG. É mestre em Enge Engenhari nharia Civil pela PUC-RJ PUC-RJ e doutorr em Geotecnia pela UnB. É douto professor do Curso de Engenharia Civil, coordenador e professor do Programa de PósPós-Gradu Graduação ação em Geote Geotecnia cnia e Construção Const rução Civil da Escola de Engenharia Engen haria da UFG. É memb membro ro da Diretoria no Núcleo Centro-Oeste da ABMS. Newton Moreira de Souza é graduadoem EngenhariaCivilpela USPSão Carlos e especialista em Química e M i n er er a l og og i a d o s S o l o s p e l a Universidade de Estudo de Florença Itália. É mestre em Engenharia Civil pela UFPBe Doutorem Dout GeotecniapelaUSPcniapelaUSPSão Carl o s.orem os. Fez Geote pós-douto pósdoutorado rado na Universid Univ ersidade ade Técn Técnica ica de Berlim. m. É professor do Curso de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de PósGraduação Gradu ação em Geote Geotecnia cnia da UnB. É pesquisador II do CNPq. É presidente doNúcleoCentro-Oes doNúcleoCentr o-Oesteda teda ABGE ABGE.. Maria Tereza da Silva Melo é graduada em Enge graduada Engenhari nharia Civil pela Escola de Engenharia da UFG e mestre em Geotecnia Geotecnia pela UnB UnB.. É pós pós-graduada em Gestão Ambiental pela UCG/Senai UCG/ Senai e sócia da empre empresa sa Escol Engenhariade Solose ConstruçõesLtda.
Este livro, “Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro”, apresenta algunsdosprincipaisresultadosobtidosao algunsdosprincipaisresultad osobtidosao longodo Proje ProjetoPronex,“Preve toPronex,“Prevençãoe nçãoe Recuperaçã Recu peração o de Áreas Potenciais Potenciais de Degra Degradação dação por Proce Processos ssos de Erosã Erosão o Superficial, Profunda e Interna no Centro-Oeste”. Este projeto é fruto da parceria entre o Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da U niversidade de Brasília, a Escola de Engenharia da Universidade Federal de Goiás e Furnas Centrais Elétricas
P r o c e s s o
S.A.
E s r o i s v o s n o C e n r t o O- e s t e B r a s i l e i r o
O livro “Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro” e as cartilhas “Erosão” e “Meio Ambiente: Erosão” vêm ao encontro do objetivo contido no Capítulo36daAgenda21: “c) Lutar para facilitar o acesso à educação sobre meio ambiente e desenvolvimento, vinculada à educação social, desde a idade escolar primária até aidadeadultaem todososgruposda popula população;” ção;” É preciso reconhecer, no entanto, que um projeto como este, apesar da importânc import ância ia do ent entend endime imento nto a que se che chegou, gou, das sol soluçõe uçõess téc técnic nicas as desenvolvi dese nvolvidase dase darelevânciado ado mater materialdidáti ialdidáticoproduzido coproduzido,tem ,tem suaefetivi suaefetividade dade atrelada real interesse da sociedade e aoé empenho da Administração Pública enquantoaoEstado. Aliás, cabe destacar, que o conhecimento dos problemas em sua essência por meio da educação, que despertará o interesse da sociedade, cabendoassim,a caben doassim,a inici iniciativaaopróprioEstado ativaaopróprioEstado..
UnB
UF G
PROCESSOS EROSIVOS NO CENTRO-OESTE BRASILEIRO
JoséCamapumde Carv JoséCamapumde Carvalho alho MaurícioMartines Sales Newton Newto n More Moreirade irade Souza Maria Tereza da Silva Melo Organizadores
ProjetoPronex “Prevenção e Recupe “Prevenção Recuperaçã ração o de Áreas Potenciais de Degradação por Processos de Erosão Superficial, Profunda e Interna noCentro-Oeste”. O projeto de pesquisa sa buscou cumprirquatro objetivos básicos: - Criar e consolidar um fórum de debates multidiscipl multid isciplinar inar sobre solos trop tropicais icais e processos proc essos erosivos na Regiã Região o Centr CentrooOestedoBrasil; - E n t en en d e r o s m e c an an i s m os os d e desencadeamento desencadeam ento e evolução dos processos erosivos no Centro-Oest Centro-Oestee brasileiro; -Desenvolvertecnologi -Desenvolve rtecnologiasde a sde recup recuperaçã eração o deprocessoserosivosabaixocusto; deprocesso serosivosabaixocusto; - Dispon Disponibilizar ibilizar para a comun comunidade idade técnico-cien técnic o-científica tífica e para a socied sociedade ade materialdidáticoelaboradocombasenos a ldidáticoelaboradocombasenos resultadoseconclusõ result adoseconclusõesdo esdo projeto. eto. Como síntese da prod produção ução bibliográfica,de stacam-se: - I Simpósio sobre Solos Tropicais c ais e Processos Proce ssos Erosivo Erosivoss no Centro-O Centro-Oeste, este, Brasília DF(2003); - II Simpósio sobre Solo Soloss Tropic ropicais ais e Processos Proce ssos Erosivo Erosivoss no Centro-O Centro-Oeste, este, Goiânia Goiân ia GO(2005); - III Simpósio sobre Solos Tropicais Tropicais e Processos Proce ssos Erosivo Erosivoss no Centro-O Centro-Oeste, este, Cuiabá-MT(2007); -Cartilha“Erosão”(2005); -Cartilha“Erosã o”(2005); - Cartilha “Meio Ambiente: Erosão” (2006); - Livro “Processos “Processos Erosivos no Centr CentrooOeste Brasileiro”(2006). Emboraa o Pro Embor Projeto jeto Pronex seja aqui concluído, concluído, a linha de pesquis pesquisaa continua como parte integrante das áreas de atu atuaç aç ão ão do Pr Progr ograma ama de Pós Pós-G r a d ua ua ç ã o e m G e o t e cn cn i a d a Universidade Univer sidade de Brasília ia e do recémcriado Programa de Pós-Graduação em Geotec Geot ecsidadeFederalde n ia ia e Con strução struç ão Civil da Univer UniversidadeFeder alde Goiás.
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José Camapum de Carvalho Maurício Martines Martines Sales Newton Moreira de Sousa Maria Tereza da Silva Melo
Brasília 2006 Editora: FINATEC
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iv EQUIPE EDITORIAL C Ana Cláudia Lelis Qualquer comentário, avor contactar: www.unb.br/f/enc/geotecnia (61) 3273-7313 (61) 3307-2711
R Maria de Jesus Araújo Araújo Neves E E Fernando M. Neves A T Alex Vaz Vaz Menezes Charles Silva de Aguiar Íris Luna Macêdo
TODOS OS DIREITOS RESERVADOS. É proibida a reprodução parcial ou integral desse livro, por qualquer meio ou processo, sem prévia autorização do Programa de Pós-Graduação Pós-Graduação em Geotecnia G eotecnia da Universidade de Brasília. A violação dos direitos autorais é punível como crime. www.unb.br/f/enc/geotecnia, tel. (61) 3273-7313 e (61) 3307-2711. P963
Processos Erosivos no Centro-Oest Centro-Oestee Brasileiro / José Camap Camapum um de Carvalho, Maurício Martines Sales, Newton Mor Moreira eira de Souza e Maria Tereza da Silva Melo (organizadores). – Brasília: Universidade de Brasília: FINATEC, 2006. xxxiv,, 464 p. Inclui bibliografia e anexo xxxiv ISBN 85-85862-16-5
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1. Erosão – Centro-Oeste. 2. Ravina. 3. Voçoroca. I. Camapum de Carvalo, José. II. Sales, Maurício Martines. III. Souza, Newton Moreira. IV IV.. Melo, Maria Tereza Tereza da Silva. Silv a. CDU 631.6.02
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PROJETO PRONEX “Prevenção e Recuperação de Áreas Potenciais “Prevenção Potenciais de Degradação por Processos de Erosão Superficial, Prounda e Interna no Centro-Oeste”
C José Camapum de Carvalho
F
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
G F Fundação de Empreendimentos Científicos e Tecnológicos – FINATEC
I P I Universidade de Brasília Programa de Pós-Graduação em Geotecnia G eotecnia Universidade Federal de Goiás
Escola de Engenharia Furnas Centrais Elétricas S.A.
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P ROF ROFES ES SOR
José Jo sé He Henr nriq ique ue Feit Feitos osaa Pere Pereir ira a
F EITOSA, proessor por excelência, E ngenheiro em sua plenitude, I rradiava harmonia, ransormava va labor em alegria. T ransorma O lhar sempre tranqüilo, S ábio no viver, A migo, colega, irmão.
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D M T D T D D D P P P-G P-G G U B E L DISSERTAÇÕES DISSERT AÇÕES DE MESTRADO MESTR ADO
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FÁCIO, José Augusto. Proposição de uma Metodologia de Estudo da Erodibilidade dos Solos S olos do Distrito Federal. Orientador: José Camapum de Carvalho. Car valho. (1991). DUARTE, Kátia da Silva. Silva. Mapeamento Geotécnico da Margem Direita do Rio São Bartolomeu, Distrito Federal. Orientador: Newton Moreira de Souza. (1992). MORTARI, MORT ARI, Diógenes. Di ógenes. Caracterização Geotécnica e Análise do Processo Evolutivo das Erosões no Distrito Federal. Orientador: José Camapum de Carvalho. (1994). álise Química, Mineralógica e MiCARDOSO, Fabrício Bueno Fonseca. An Análise cromorológica de Solos Tropicais Colapsíveis e o Estudo da Dinâmica do Colapso. Orientador: José Camapum de Carvalho. (1995).
ROMÃO, Patrícia de Araújo. Mapeamento Araújo. Mapeamento Geotécnico da Região de Águas Claras (DF): Utilização de Recursos de Geoprocessamento e de Novos Métodos de Ensaios para Caracterização de Solos Tropicais. Orientador: Newton Moreira de Souza. (1995). ARAKI, Maria Sanae. Aspectos Relativos às Propriedades dos Solos Porosos Colapsíveis do Distrito Federal. Orientador: José Camapum de Carvalho. (1997). SANTOS, Roberto Márcio Macedo. Caracterização Geotécnica e Análise do Processo Evolutivo das Erosões no Município de Goiânia. Orientador: José Camapum de Carvalho. (1997).
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x FARIAS, Rideci de Jesus da Costa. Utilização de Geossintéticos no Controle de Erosões. Orientador: Ennio Marques Palmeira. (1999). LIMA, Marisaides Cruz. Contribuição ao Estudo do Processo Evolutivo de Boçorocas na Área Urbana de Manaus. Orientadores: José Camapum de Car valho e Consuelo Consuelo Alves da Frota. (1999). Caracterização ização e Modelagem daPereira. Evolução de EroMOTT MOTTA, NelsonGrande. Otávi o Orientador: Otávio da. Caracter sões emA,Campo José Henrique Feitosa (2001).
GUIMARÃES, Renato Cabral. Análise das Propriedades e Comportamento de um Perfil de Solo Laterítico Aplicada Aplicada ao Estudo do Desempenho D esempenho de Estacas Escavadas. Orientador: Orientador: José Camapum de Carvalho. Car valho. (2002). OLIVEIRA, Maria de Fátima Mendonça. Utilização do Geoprocessamento no Cadastro das Erosões das Porções Central e Sudoeste do Distrito Federal. Orientador: Newton Moreira de Souza. (2002). FRANCISCO, Renato Apolinário. Cadastramento e Diagnóstico de Erosões nas Fazendas da Faber Castell no Município do Prata-MG. Orientador: Newton Moreira de Souza. (2003). JACINTHO, Elza Conrado. Estudo do Comportamento de Misturas Soloemulsão para Uso em Barragens. Orientadores: José Camapum de Carvalho e Márcio Muniz de Farias.(2005).
InfluênciadadeSucção ÍndicesAplicados Pluviométricos na LESSA, Aparecido Souza.Indicador UmidadeMauro de Solos Tropicaisdecomo a Fundações. Orientadora: Noris Costa Diniz. (2005). MARTINS, Elidiane Oliveira. MARTINS, Oliveira. Cadastro Georreerenciado de Erosões no Distrito Federal. Orientador: Newton Moreira de Souza. (2005). NOGUEIRA, Jairo Furtado. Análise Furtado. Análise da Influência do Fluxo por Capilaridade na Degradação Físico-Química do Solo. Orientador: José Camapum de Car valho. (2005). (2005).
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TESES DE DOUTORADO CARDOSO, Fabrício Bueno da Fonseca. Fonseca. Propriedades e Comportamento Mecânico de Solos do Planalto Central Brasileiro. Orientadores: José Camapum de Carvalho e Eder de Souza Martins. (2002). LIMA, Marisaides Cruz. Cruz. Degradação Físico-Química e Mineralógica de Maciços Junto às Voçorocas. Orientador: José Camapum de Carvalho. (2003). FARIAS, Rideci de Jesus da Costa. Costa. Utilização de Geossintéticos em Sistemas de Controle de Erosões. Orientadores: José Camapum de Carvalho e Ennio Marques Palmeira. (2005).
Avaliação Geoambiental Ge oambiental da Bacia do Rio das SOARES NETO, NETO, Joaquim Pedro. Pedro. Avaliação Onadas no Oeste da Bahia. Orientador: Newton Moreira de Souza. (2005). ROMÃO, Patrícia de Araújo. Modelagem Araújo. Modelagem de Terreno com Base na Morometria e em Sondagens Geotécnicas – Região de Goiânia - GO. Orientador: Newton Moreira de Souza. (2006).
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Apresentação
Os estudos voltados para o entendimento, prevenção e controle de processos erosivos no Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília (UnB) nasceram com o próprio Programa, que elegeu como uma de suas metas atuar na solução de problemas regionais e de regiões carentes do Brasil, sempre buscando atender atender as suas finalidades técnica, científica e social e contribuir paracom a ormação de recursos de humanos. Já a primeira turma de sobre mestrado contou o desenvolvimento uma dissertação de mestrado o tema, de autoria do engenheiro da Novacap José Augusto Fácio, que, preocupado com o grande número de ravinas e voçorocas que surgiu decorrente
da expansão urbana de Brasília, e entusiasmado com os trabalhos pioneiros da Engenheiraa Veridiana Engenheir Veridiana Bragança da Silva Si lva na região, resolveu enrentar o desafio des afio de buscar solução para os problemas de erosão linear. O nosso primeiro contato direto com o problema se deu quando, em 1989, tivemos a oportunidade, com o proessor Jorge Gomes do Cravo Barros do Instituto Instituto de Geociências da UnB, de atender a uma solicitação da Deesa Civil do Distrito Federal, para visitar e propor solução para os problemas de erosão interna que vinham aetando o povoado Jardim Ingá, Município de Luziânia, Estado de Goiás. Estavam ali um geólogo, um engenheiro, o problema e a necessidade de solução, este oi o nascedouro deste livro. Este livro, Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro, Brasileiro, é parte integrante do Projeto Pronex “Prevenção e recuperação de áreas potenciais de degradação por processos de erosão superficial, prounda e interna no CentroC entroOeste”, e este livro, ruto de uma parceria entre o Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília, a Escola de Engenharia da Universidade sid adedas Federal de Goiás Furnas Centrais S/A.deendidas Dentro deste além dissertações de emestrado e teses deElétricas doutorado douto rado e deprojeto, artigos
publicados em periódicos e anais de congresso, oram também realizados o I e o II Simpósios sobre Solos Tropicais e Processos Erosivos no Centro-Oeste e publicadas duas cartilhas, uma voltada para o Ensino Médio e Administração Pública para a população aetada por processos erosivos, e outra objetivando
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xiv atender ao Ensino Fundamental. Todo o desenvolvimento do projeto e a ela-
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boração do material bibliográfico se deram com o pensamento voltado para a idéia de que aprende quem ensina e ensina quem aprende. O livro Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro oi Brasileiro oi organizado com base na experiência e nos resultados obtidos para a Região Centro-Oeste do e dele particip am,nacomo participam, autores, os autores, e pesquisadores pese quisadores queBrasil tiveram participação organização doalunos, texto eex-alunos nos estudos pesquisas. Embora não se aça presente como autor nos capítulos deste livro, gostaríamos de destacar a participação e as contribuições contribuições eetivas deixadas pelo Professor José Henrique Feitosa Pereira. Fazê-lo Pereira. Fazê-lo presente nesse momento, é dar destaque a esta obra. O primeiro capítulo do livro traz inormações sobre o conteúdo da legislação vigente, que se relaciona ao tema erosão dos solos. Não se pretendeu nesse capítulo ser completo ou estabelecer doutrina, mas tão-somente trazer para quem trabalha na área, inormações básicas sobre a legislação vigente no Brasil que traz expressa ou implicitamente em seu teor o tema erosão erosão.. Os demais capítulos são técnicos e abordam aspectos que vão da prevenção à recuperação de áreas degradadas por processos erosivos.
O livro busca oerecer à comunidade técnico-científica e à Administração Pública a experiência e os conhecimentos conhecimentos adquiridos e consolidados nos últimos quinze anos, a partir de atividad atividades es de pesquisa p esquisa e extensão realizadas na região Centro-Oeste, pelo grupo gr upo de trabalho. Nessa oportunidade, oportunidade, agradecemos ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela confiança e apoio financeiro dado ao projeto de pesquisa, à Fundação de Ap Apoio à Pesquisa contribuíram (Finatec) pelopara suporte administrativo e atornasse todos que direta ou oio indiretamente que esta publicação se realidade. Mas não poderia deixar de agradecer em especial aos colegas e alunos que, ao longo desses anos, me trouxeram trouxer am grandes ensinamentos e muito me honraram pelo brilhantismo e companheirismo. José Camapu Camapum m de Carvalho Carvalho Coordenador do Projeto Pronex
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A erosão compreende um conjunto de enômenos naturais envolvendo a ormação de materiais detríticos provenientes da decomposição e desagregação das rochas e dos solos. Ela age continuamente na superície da Terra e representa um dos principais agentes naturais de transormação fisiográfica do planeta, governado por agentes tais como clima, ação das águas e vento, características do relevo, atividade biológica nos solos e, por último, e não menos importante, pela ação antrópica. O enômeno da erosão das rochas e solos aeta, portanto, as camadas mais superficiais da crosta terrestre, e, por isso, representa um dos enômenos geológicos naturais que são potencialmente mais aetados pela ação do homem dentro de uma curtíssima escala quando eetuados eetuados de made tempo. A ocupação e uso dos solos pelo homem, quando neira desordenada, ocasiona sérias conseqüências, dentre dentre as quais podem ser incluídas a perda de solos érteis, o assoream assoreamento ento de cursos de água e de reser vatórios,, incluindo vatórios incluindo os de usinas hidrelétricas, o que que potencialment potencialmentee ocasiona ocasiona a
diminuição na produção de energia elétrica, a poluição dos corpos de água, a diminuição redução do volume de água disponível para abastecimento urbano, a diminuição da produtividade agropecuária, bem como a ocorrência de desastres urbanos, tais como os deslizamentos de terra observados anualmente em encostas nas grandes cidades brasileiras. Obviamente, todas as conseqüências listadas, além de incluir, em alguns casos, a irreparável perda de vidas humanas, igualmente representam representam um pesado ônus econômico econômico e social para qualquer país em desenvolvimento, especialmente aqueles que, como o Brasil, estão sujeitos ao clima tropical, caracterizado pelas elevadas pluviosidade e taxa de intem intemperisperismo químico, o que torna o enômeno da erosão mais eetivo. Ao longo das últimas quatro décadas, a região central do Brasil assistiu à rápida e vigorosa ocupação do seu solo por meio da urbanização e do acelerado incremento na atividade agropecuária, provocando o rápido surgimento das danosas conseqüências do enômeno da erosão, com sérias implicações para as áreas urbanas, para o assoreamento assoreamento de reservató reser vatórios rios e cursos c ursos de água e para a perda de solos érteis utilizados pela atividade agrícola. Isso tem provocado, portanto, intensa investigação e debate sobre os mecanismos causadores do enômeno, bem como sobre diagnóstico das possíveis medidas a serem adotadas
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xvi para o seu controle e manejo. Assim, a completa compreensão do enômeno da erosão,, associada à adoção de medidas de controle do uso e ocupação do solo erosão constituem importantes erramentas para o desenvolvimento econômico e social da região. É nesse contexto que assumiram lugar de destaque dest aque as atividades de pesquisa desenvolvidas dese nvolvidas pelo Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da
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Universidade de Brasília, por seus pesquisadores e alunos de pós graduação. Desde a criação do Programa, o tema erosão e seu controle têm constituído um dos pontos centrais nos seus projetos de pesquisa, de orma que grande parte do conhecimento recente desenvolvido sobre o tema na região CentroOeste do País é devido aos trabalhos dos docentes doce ntes e alunos daquele Programa. O presente livro Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro Brasileiro representa um dos mais importantes e brilhantes produtos originados originado s pelo Projeto Pronex “Prevenção e recuperação de áreas potenciais de degradação por processos de erosão superficial, profunda e interna no Centro-Oeste”, executado Centro-Oeste”, executado pelo grupo de pesquisadores da Universidade de Brasília conjuntamente com pesquisadores da Universidade Federal de Goiás e geólogos e engenheiros de Furnas Centrais Elétricas S/A representa publicação extremamente oportuna, pois reúne, consolida e torna acessível um rico acervo de conhecimen conhecimentos tos sobre o tema, proveniente dos estudos e pesquisas de um grupo multidisciplinar incluindo engenheiros, geólogos e biólogos. O livro constitui, portanto, base de conhecimento de grande valor que pode e deve ser usada como instrumento de consulta para o desenvolvimento desenvolvimento de ações que visem à preservação dos solos e à diminuição dos eeitos negativos da aceleração dos processos de erosão,
não só da região Centro Oeste do Brasil, como, também, também, de outras regiões do País. Os treze capítulos do livro tratam dos mais variados aspectos relativos à erosão dos solos, desde os conceitos teóricos geológico-geotécnicos até a legislação ambiental, na qual se insere o tema, passando pelo cadastro de áreas sujeitas à erosão, estudos de caso, avaliação de suscetibilidade dos terrenos à erosão, mecanismos de recuperação e controle, modelos de previsão, e até biotecnologia aplicada ao controle da erosão. Dessa maneira, a obra representa instrumento indispensável para aqueles interessados nas questões relativas ao tema, não só do ponto de vista científico, mas, também, do ponto de vista do gestor ambiental, servindo como erramenta de suporte para a tomada de decisões de natureza técnica bem como para a elaboração de políticas públicas de controle à erosão e preservação ambiental. Márcio Marti Martins ns Pimen Pimentel tel Geólogo, Decano de Pesquisa e Pós-Graduação da Universidade de Brasília
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A história deste livro começou praticamente junto com a implantação do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília, que considerou como uma de suas propostas prioritárias realizar pesquisas voltadas paraa solução de de problemas Região Centro-Oeste. programatécnica sempree buscou ormação recursos da humanos que pudessem O contribuir cientificamente na solução de problemas de erosão. A expansão urbana de Brasília oi o grande impulso para que esses esorços se consolidassem, principalmente, pela possibilidade p ossibilidade de aplicar de orma direta as propostas de trabalho e pesquisas advindas da experiência do grupo de pesquisadores da Área de Geotecnia da Universidade de Brasília. Cabe ressaltar os trabalhos pioneiros da Engenheira Veridiana Bragança da Silva, realizados na Região Centro-Oeste, que impulsionaram a seqüência de pesquisas desenvolvidas já na primeira turma de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Estes trabalhos t rabalhos oram de undamental u ndamental importância na solução dos problemas de erosão linear e serviram como incentivo para a continuidade dos estudos nesta área em vista da sua importância no desenvolvimento da Região Centro-Oeste do Brasil.
Assim, desde essa época, a linha de pesquisa relacionada aos solos troAssim, picais com ênase no estudo dos processos erosivos vem se destacando como um importante pólo diusor de tecnologia no Centro-Oeste e tem contrib contribuíuído de maneira decisiva na prevenção e controle de erosões. Esta importância tem se mostrado evidente no contexto da pesquisas do Programa de PósGraduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. a sua criação, oram deendidas doze dissertações de mestrado e três Após teses de doutorado sobre o tema erosões, sendo uma dissertação vencedora do prêmio Icarahy da Silveira (ABMS). Aliado a isso, o Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília participa juntamente com a Escola de Engenharia da Uni versidade Federal de Goiás e Furnas Centrais Elétricas S/A de um Projeto Pronex intitulado “Prevenção e recuperação de áreas potenciais de degrada-
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xviii ção por processos process os de erosão superficial, prounda e interna no Centro-Oeste”. Centro-Oeste”. Este projeto tem proporcionado a implementação de pesquisas, a realização de simpósios e publicações de artigos em periódicos per iódicos e anais de congresso. No contexto projeto, oram também, duassetores cartilhas a ornecerdeste inormações claras publicadas, e diretas aos dierentes da destinadas população aetados pelos processos erosivos. Observa-se que, embora os processos erosivos representem um grande problema nas regiões tropicais, ainda existem poucas publicações que abordem de orma específica este tema. Neste sentido, o livro Processos Erosivos
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no Centro-Oeste Brasileiro, Brasileiro, parte integrante do projeto Pronex, representa uma importante reerência nesta área, suprindo a carência de dados técnicos, aspectos teóricos, inormações, experiências e bibliogra bibliografia. fia. Esta publicação apresenta uma contribuição significativa à comunidade técnico-científica relacionada ao tema de erosões. Além disso, relata a experiência vivenciada pelos pesquisadores, proessores e alunos ao longo de quinze anos de estudos realizados na Região Centro-Oeste. O livro tornará o tema erosões mais acessível a todos aqueles que trabalham com o meio ísico, ísico, permitindo que profissionais envolvidos com a problemática das erosões possam conhecer, prevenir, controlar e recuperar áreas susceptíveis a processos erosivos, antevendo problemas e proporcionando economia e segurança às intervenções. Estamos certos de que esta proposta de trabalho não termina na publicação livro. Acreditamos que os editores e pesquisadores prosseguirão com odeste empreendimento e continuarão a enrentar os desafios que as erosões representam, principalmente pela importância do tema e pela vocação natural do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília em
continuar atuando nesta área. A todos os idealizadores, editores, pesquisadores, alunos e colaboradores dessa obra, nossos agradecimentos.
Luís Fernando Martins Ribeiro Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia Universidade de Brasília
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O tema “Solos Tropicais x Processos Erosivos” vem atraindo a curiosidade de diversos pesquisadores, das mais dierentes áreas do conhecimento. Este caráter multidisciplinar, onde se tenta compreender um processo em que a
natureza encontrar um novo equilíbrio às ações externas, az das Erosões um tema busca ascinante. Os geotécnicos, geotécnicos , engenheiros ou não, são apenas mais um dos amantes das Erosões. Quando um geotécnico depara com uma grande erosão, a primeira coisa que vem à sua mente é a exclamação “mas que erosão bonita!”. Só alguns segundos depois, a sua consciência ousca aquele encantamento preliminar e lhe lembra os danos sociais e ecológicos que aquela “bonita erosão” já houvera causado, e lhe cobra alguma sugestão para mitigar o problema. Este ascínio ascíni o para melhor compreender e tentar “domar” “domar” a natureza ez os autores de cada capítulo deste livro estudarem aspectos dos Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro. A proximidade do eixo Brasília-Goiânia tornou possível o desenvolvimento de vários estudos sobre erosões no Distrito Federal e no Estado de Goiás, cujos principais resultados estão aqui resumidos. A pretensão desta publicação não é esgotar o tema, mas apenas mostrar para todas as áreas “como o geotécnico vê o problema das erosões no Centro-Oeste Brasileiro”, para instigar que novos olhares, das mais diversas áreas, sejam lançados sobre as “bonitas erosões”.
Particularmente na cidade de Goiânia vários estudos oram ou estão sendo realizados. O primeiro nome que vem a minha minh a lembrança é o da proessora ede amiga Maria Amélia Leite Soares do que dedicou parte sua brilhante carreira ao estudo dasNascimento, erosões no município de grande Goiânia. Há mais de 15 anos ela já alertava os governantes sobre a importância do tema. Em 2002/2003, reeditando uma ação que ela havia realizado dez anos antes, oi eita uma parceria entre engenheiros, geólogos e geógraos para realizar um amplo cadastramento das erosões no município de Goiânia. Ao concluir aquele trabalho, mais do que um relatório final entregue ao Dermu (órgão
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municipal por enrentar as erosões Goiânia), o ganho de conhecimentoresponsável do grupo de mais de 20 pessoas era em evidente. Concluindo, gostaria de agradecer aos proessores José Camapum e J.H. Feitosa, em nome de todos os proessores do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Construção Civil da UFG, pverdadeir elos conhecimentos conhecimento s compartilhados. A experiência de vida deles prova que o pelos verdadeiro o crescimento científico só é alcançado em grupo. Maurício Martines Maurício Martines Sales Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Construção Civil Universidade Federal de Goiás
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Autores do Livro L ivro C – A E L L A José Camapum de Carvalho Engenheiro Civil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Maria Tereza da Silva Melo Engenheira Civil, MSc, Escol – Engenharia de Solos e Construções Ltda. C – P E José Camapum de Carvalho Engenheiro Civil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Maurício Martines Sales Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em
Geotecnia e Construção Civil da Universidade Universidade Federal de Goiás. Diógenes Mortari Geólogo, MSc., ADASA – Agência Reguladora de Águas e Saneamento do Distrito Federal, Superintendência de Outorga. José Augusto Fázio Engenheiro Civil, MSc., NOVACAP – Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil, Diretoria de Urbanização. Nelson Otávio da Motta Engenheiro Civil, MSc., SNSA – Ministério das Cidades. Renato Apolinário Francisco Geógrao, MSc., Doutorando do Instituto de Geociências da Universidade de Brasília, Proessor da UPIS - União Pioneira de Integração Social. C – S T T P E E Elza Conrado Jacin Jacintho tho Engenheira Civil, MSc., Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. José Camapum de Carvalho
Engenheiro Civil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Fabrício Bueno da Fonseca Cardoso Geólogo, DSc., Secretaria de Recursos Hídricos do Ministério do Meio Ambiente.
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Roberto Márcio Macedo dos Santos Geólogo,/ Superintendência MSc., CAESB – Companhia Saneamento Ambiental do Distrito Federal de Gestão de Recursos Hídricos. Renato Cabral Guimarães Engenheiro Civil, MSc. Furnas Centrais Elétricas S.A. – Departament Departamentoo de Apoio e Controle Técnico, Proessor do Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Goiás. Marisaides Cruz Goutte Lima Engenheira Civil, DSc., Université Blaise Pascal, Clermont Ferrand, França. C – C A Patrícia de Araújo Romão Geóloga, DSc., Proessora do Instituto de Estudos Sócio Ambientais, Universidade Federal de Goiás. Newton Moreira de Souza Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília.
C – C Newton Moreira de Souza E Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Elidiane Oliveira Martins Engenheira Civil, MSc., Consultora da UNESCO prestando serviço na FUNASA – Fundação Nacional de Saúde. Maurício Martines Sales Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Construção Civil da Uni Universidade versidade Federal de Goiás. Maria Amélia Leite Soares So ares do Nascimento Geógraa, DSc., Proessora do Instituto de Estudos Sócio Ambientais da Universidade Federal de Goiás. Maria de Fátima Mendonça Oliveira Engenheira Civil, MSc., Departamento de Estrada de Rodagem do Distrito Federal C – A T Q S E Nóris Costa Diniz
Geóloga, DSc., Proes Proessora sora do Programa de Pós-Graduação Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade Universidade de Brasília e Diretora de Geologia e Produção Mineral do Ministério de Minas e Energia.
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xxiii C – U M P E/ A A B M
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B H Iris Luna Macêdo Engenheira Civil, MSc., Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Newton Moreira Moreira de Souza Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Fernando Campagnoli Geólogo, DSc., ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica. C – M E S M A C- Joaquim Pedro Soares Neto Engenheiro Agrícola, DSc., Proessor do Departamento de Engenharia Agronômica da Universidade do Estado da Bahia. Newton Morei Moreira ra de Souza Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília.
C – F Júnior Gilson de Farias Neves Gitirana Engenheiro Civil, PhD., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Construção Civil da Universidade Universidade Federal de Goiás. Delwyn G. Fredlund Engenheiro Civil, PhD., Golder Associates Ltd. Marisaides Cruz Goutte Lima Engenheira Civil, DSc., Université Blaise Pascal, Clermont Ferrand, França. C – A D S D F Marisaides Cruz Goutte Lima Engenheira Civil, DSc., Université Blaise Pascal, Clermont Ferrand, França. Jairo Furtado Nogueira Engenheiro Civil, Civil, MSc., Geotec Consultoria Consultoria e Projetos S/S. José Camapum de Carvalho Engenheiro Civil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em
Geotecnia da Universidade de Brasília.
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xxiv C – B A A C C P E Yamille Valencia González Engenheira Civil, MSc., Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em
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Geotecnia da Universidade de Brasília. Fernando Araripe Gonçalves Torres Biólogo, PhD.,deProessor Universidade Brasília. do Departamento de Biologia Celular da José Camapum Camapum de Carvalho Carval ho Engenheiro Civil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade Ângela Patrícia Santana de Brasília. Médica Veterinária, DSc., Proessora do Departamento de Medicina Veterinária da Universidade de Brasília. C – S B R R V Rideci Costa Farias En Engenheiro DSc.,Renováveis IBAMA – Instituto Brasileiro de Meio Ambiente dosgenheiro RecursosCivil, Naturais e Proessor do IESPLAN – Instituto dee Ensino Superior Planalto. José Camapum Camapum de Carvalho Carval ho
EngenheirodaCivil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia Universidade de Brasília. Ennio Marques Palmeira Engenheiro Civil, PhD., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. C – C C E Maurício Martines Sales Engenheiro Civil, DSc., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Construção Civil da Uni Universidade versidade Federal de Goiás. José Camapum de Carvalho Engenheiro Civil, Doutor, Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Ennio Marques Palmeira Engenheiro Civil, PhD., Proessor do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília.
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Sumário
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C A E L L A 1 INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ..................... ......... 1 2 A EROSÃO E A SUSTENTABILID SUSTENTABILIDADE ADE DO MEIO AMBIENTE ......... 2 3 EDUCAÇÃO EDUCAÇÃO AMBIENT AMBIENTAL AL ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 5 4 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NA CONSTITUIÇ CONSTITUIÇÃO ÃO FEDERAL DE 1988 ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ .............. 6 5 6 7 8
POLÍTICA DO MEIO AMBIENTE ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 5.1 Polí Política tica Ambien Ambiental tal do Distrito Federal ........... ....................... ........................ ........................ ................ POLÍTICA DE BIODIVERS BIODIVERSIDAD IDADE E ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ............ POLÍTICA AGRÍCOLA........... ....................... ........................ ........................ ........................ ....................... ..................... .......... POLÍTICA URBAN URBANA A ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ..............
8 10 13 17 20
9 EST ESTAÇÕES AÇÕES ECOLÓGICAS ECOLÓGICAS,, ÁREAS DE PROTEÇÃO AMBIENTAL E ÁREAS DE PRESERV PRESERVAÇÃO AÇÃO PERMANENT PERMANENTE E........... ....................... ........................ ................ .... 22 10 ZONEMENTO ECOLÓGICO-ECONÔMI ECOLÓGICO-ECONÔMICO CO DO BRASIL........... .................. ....... 24 11 SISTE SISTEMA MA NACIONAL NACIONAL DE UNIDADE UNIDADESS DE CONSE CONSERV RVAÇÃO AÇÃO DA NATUREZA NA TUREZA (SNUC) ........................ .................................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 24 12 AV AVALIAÇÃ ALIAÇÃO O DE IMPACTO IMPACTO AMBIENTAL ............ ........................ ........................ ....................... ........... 28 13 USO DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO NA NA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRAD DEGRADADA ADASS POR EROSÃ EROSÃO O ............ ........................ ........................ ........................ ................ .... 31 14 LEI DE CRIMES AMBIENTAIS AMBIENTA IS ............ ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 15 A DANO AMBIENTAL E RESPONSABILIDADE AMBIENTAL ................. ........... AGRADECIMENTO AGRADE CIMENTO ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................... ....... REFERÊNCIAS REFERÊNCI AS BIBLIOGRÁFICAS ...................... .................................. ........................ ........................ ................... .......
34 35 36 36
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xxvi C P E 1 INTRODUÇÃO ............ ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ...
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2 ORIGEM DOS PROCESSOS EROSIV EROSIVOS OS ........... ....................... ........................ ...................... .......... 3 EROSIVIDADE E ERODIBILIDADE ERODIBILIDADE.................................................... .................................................... 4 CLASSIFICAÇÃO DAS EROSÕES ........... ....................... ........................ ........................ .................... ........
41 44 44
46 48
4.1 ....................... ........................ ........................ ........................ .................... ........ 4.2 Erosão Erosão Superficial Interna ou ............ Piping ....................... ........................ ............ ........................ ........................ ........................ ................... .......
14:32:54
4.3 Sulcos, Ravinas e Voçorocas ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ............... ... 4.4 Esqueletização ............ ....................... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................
52 55
4.5 Outras Formas Particul Particulares ares de Erosão Citadas na Literatura ....... 4.5.1 Erosão em Pedestal............ ........................ ........................ ........................ ........................ ................... ....... 4.5.2 Erosão em Pináculo........... ....................... ........................ ........................ ........................ ................... .......
55 55 56
5
4.5.3 Erosão da Fertilidade do Solo ........................ ........................ ........................ DESENCADEAMENTO E PROCES PROCESSO SO............ EVOLUTIVO EVOL UTIVO DAS.............. EROSÕES................................................................................................... EROSÕES................................................................................................... 5.1 Chuva.......... Chuva...................... ........................ ........................ ........................ ........................ ......................... ......................... ................. ..... 5.2 Escoament Escoamentoo Superficial ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ....................... ........... 5.3 A Sucção e o Processo Erosivo ............ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... ....................................................................... 5.4 Degradação do Maciço Maciço.......................................................................
57
6 5.5 Solapamento ........................ ............ ........................ ........................ ........................ ......................... ......................... ............... ... GEOMETRIA DAS EROSÕES ........................ ............ ........................ ......................... ......................... ............... ... 7 CONSIDERAÇÕES SOBRE A EROSÃO EM MEIO URBANO ........
57 58 62 73 75 77 78 84
REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ....................... ....................... ........................ ............
88
C S T P E 1 2 3
INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 93 OS SOLOS TROPICAIS ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 95 2.1 Perfis de Intemperismo ............ ........................ ........................ ......................... ......................... ..................... ......... 97 2.2 Mecanismos de Alteração dos Minerais ............ ......................... ......................... ................. ..... 99 SOLOS LATERÍTICOS ............ ........................ ........................ ........................ ......................... ......................... ............... ... 100 3.1 Aspectos Químicos ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 101
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3.2 Aspectos Mineralógicos ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 102 3.3 Aspectos Físicos ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 103 3.3.1 Textura ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 104
4
3.3.2 Plasticidade............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .................... ........ 3.3.3 Densidade Real dos Grãos........... ....................... ........................ ........................ .................... ........ SOLO SAPROLÍTIC SAPROLÍTICO........... O....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................... ....... 4.1 Aspectos Químicos ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ .................. ...... 4.2 Aspectos Mineralógicos ............ ........................ ........................ ....................... ....................... ...................... .......... 4.3 Aspectos Físicos ........... ....................... ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ ............
106 107 108 109 110 112
4.3.1 Textura ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ......................... ......................... ............... ...
112
4.3.2 Plasticidade........... ....................... ........................ ........................ ....................... ....................... ...................... .......... 114 4.3.3 Densidade Real dos Grãos............ ........................ ....................... ....................... .................... ........ 116 5 ERODIBILIDADE DOS SOLOS ........... ....................... ........................ ......................... ......................... .............. 116 67 8 9
121 123 124
O EFEITO DO INTEMPERÍSMO ........................ ............ ....................... ....................... ...................... .......... DEGRADAÇÃO DO SOLO ............ ........................ ........................ ......................... ......................... ................... ....... CONSIDERAÇÕES SOBRE FLUXO ........... ....................... ......................... ......................... ................. ..... ENSAIOS GEOTÉCNICO GEOTÉCNICOSS APLICADO APLICADOSS AO ESTUDO DA ERODIBILIDADE ERODIBILID ADE DOS SOLOS SOLOS............ ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 9.1 Caracter Caracterização ização Física ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ 9.2 Caracterização Química..... Química................. ........................ ........................ ........................ ........................ ................ ....
9.3 Caracterização Mineralógica........... ....................... ........................ ........................ ........................ ................ 9.4 Ensaio de Desagregação ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 9.4.1 Metodo Metodologia logia de Ensaio ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 9.4.2 Resultados............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... ..........
129 129 130 132
126 127 128
9.5 Ensaio de Inderbitzen ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 136 9.5.1 Metodo Metodologia logia de Ensaio ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 137 9.5.2 Resultados............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 139
9.6 Ensaio do Furo de Agulha ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 140 9.6.1 Metodologia do Ensaio ........... ....................... ........................ ........................ ........................ .............. 141 9.6.2 Resultados............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 142
9.7 Ensaio de Crumb Test ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 145 9.7.1 Metodologia do Ensaio ........... ....................... ........................ ........................ ........................ .............. 145 9.7.2 Resultados............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 146
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9.8 Conclusões............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ................... ........ 146 REFERÊNCIAS BIBLIOG BIBLIOGRÁFICAS RÁFICAS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ............ 147 C C A 1 2
INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... CARACTERIZAÇÃO CARACTERIZ AÇÃO DO DISTRITO FEDERAL ............ ........................ ................... ....... 2.1 Geologia ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 2.2 Solos............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .................. ......
157 159 160 163
2.3 Geomorologia ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 166 2.4 Hidrogeolo Hidrogeologia gia ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ 167 2.5 Clima ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ .... 169
3
2.6 Vegetação ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ..................... ......... 2.7 Uso e Cobertura do Solo ............ ........................ ........................ ........................ ........................ .................... ........ CARACTERIZAÇÃO CARACTERIZ AÇÃO DO MUNICÍPIO DE GOIÂNIA.................... GOIÂNIA...................... 3.1 Geologia ............ ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ ........................ ............ 3.2 Solos........... ....................... ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ .................... ........ 3.3 Geomorologia ........... ....................... ........................ ....................... ....................... ........................ ........................ ................ 3.4 Clima ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ .................. ......
170 172 172 174 177 181 184
REFERÊNCIAS BIBLIOG BIBLIOGRÁFICAS RÁFICAS ............ ....................... ....................... ........................ ........................ ............ 188 C C E
1 INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. .....
193
23 4
195 196 197 199 200 204
OBJETIVO DOCADA CADASTRAMENTO DE EROSÕES ........... ....................... .............. MÉTODO DO CADASTRAMENTO STRAMENTO.................................................... .................................................... CADASTRO DAS EROSÕES DO DISTRITO FEDERAL ........... .................. ....... 4.1 Escala Regional ............ ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ ............ 4.2 Escala Local ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 4.3 Resultados Obtidos ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ .................. ......
Processos Erosivos - Parte 1.ind28
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xxix 5 CADASTRO DAS EROSÕES DE GOIÂNIA ............ ........................ ........................ ................... ....... 5.1 Processo Erosivo em Goiânia............ ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 5.2 Resultados Obtidos........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ .................. ...... 5.2.1 Obras ou Patrimônio Público ............ ........................ ........................ ........................ ..............
210 211 213 216
5.2.2 Obras ou Patrimônio Privado ............ ........................ ........................ ........................ .............. 216 5.2.3 Medidas de Combate Sugeridas ........... ....................... ........................ ....................... ........... 217 6 CONCLUSÕES CONCLUSÕES.......................................................................................... .......................................................................................... 218 REFERÊNCIAS BIBLIOG BIBLIOGRÁFICAS RÁFICAS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ............ 218 C A T Q S S E
1 2 3 4
INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... AVALIAÇÃ ALIAÇÃO O GEOLÓGIC GEOLÓGICO-GEOTÉCN O-GEOTÉCNICA ICA ........... ....................... ........................ ............... ... SOLOS TROPICAIS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... SOLO RESIDUAL TROPICAL ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ...
221 223 223 224
5 GÊNESE ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .................. ...... 225 6 PERFIL ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .................... ........ 226 7 CARACTERIZAÇÃO............................................................................... CARACTERIZAÇÃO............................................................................... 228 8 CLASSIFICAÇÃO............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 229 REFERÊNCIAS BIBLIOG BIBLIOGRÁFICAS RÁFICAS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ............ 232 ANEXOS............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ........... 234 C U M P E/A A A B M B
H 1 INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. .....
249
2 ASPECTOS FISIOGR FISIOGRÁFICOS ÁFICOS DA ÁREA ........... ....................... ........................ ..................... ......... 3 LEV LEVANT ANTAMENTO AMENTO DAS INFORMAÇÕES ........... ....................... ........................ ................... .......
251 254
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4 METODOLO METODOLOGIA GIA UTILIZ UTILIZADA ADA ........... ....................... ........................ ......................... ......................... ..............
256
4.1 Erosão Laminar ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ............ 258 4.2 Erosão Linear...... Linear.................. ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ..................... .......... 262 5 RESULT RESULTADOS ADOS OBTIDOS ........... ....................... ........................ ........................ ......................... ........................ ........... 267 5.1 ........................ ............ ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ............ 5.2 Erosão Erosão Laminar Linear.................. Linear...... ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ...................... .......... 6 TRABALHO FUTUROS ............ ........................ ........................ ........................ ......................... ......................... .............. AGRADECIMENTO ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ......................... ......................... .............. REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ........................ ....................... ....................... ............
267 267 268 269 269
C M E S M A C- 1 INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. .....
271
2 AVALIAÇÃ ALIAÇÃO O DE PERDA OU GANHO DE SOLO ............ ........................ ................. ..... 2.1 Amostragem para o Inventário de Reerência do CésioCésio-137 137 ........ 2.2 Amostragem em Áreas Antropomorfisadas ............. ......................... ....................... ...........
272 272 274
3 IVENTÁRIOS DE CÉSIO-137 EM SOLOS COM CERRAD CERRADO O NATURAL NA TURAL NO OESTE DA BAHIA ............ ........................ ......................... ......................... ................. ..... 4 DETERMINAÇÃO DA PERDA OU GANHO DE SOLO ........... .................. .......
274 277
5 APLICAÇÃO DA METODOLO METODOLOGIA GIA DO CÉSIO-137 PARA MEDIR EROSÃO LAMINAR EM SOLOS DO CERRAD CERRADO O DA BAHIA ........ 278 6 CONCLUSÃO ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ......................... ...................... ......... 282 REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ........................ ....................... ....................... ............ 282 C F S N S P E 1 INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... .................. ...... 285
1.1 A aborda abordagem gem da Mecânic Mecânicaa do Contín Contínuo uo ............ ........................ ........................ ................. .....
288
2 LEIS EOCONCEITOS FUNDAMENTAIS FUNDAMENT AIS QUE REGEM O FLUXO FLUX ........................ ............ ........................ ........................ ....................... ....................... ........................ ........................ .................... ........ 290
Processos Erosivos - Parte 1.ind30
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2.1 Hipóteses Ado Adotadas tadas no Desenvolvi Desenvolvimento mento Teórico........... ....................... ................
290
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2.2 ariáveis de Tde ensão ........................ ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 2.3 V Conservação Massa e Calor ........................ ............ ........................ ....................... ..................... .......... 3 LEIS CONSTITUTIVAS CONSTITUTIVAS PARA O FLUXO EM SOLOS NÃ NÃO O SATURAD SA TURADOS OS........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ..................... ......... 3.1 Muda Mudança nça de Volume da Fase Água ........... ....................... ........................ ........................ ............... ... 3.2 Muda Mudança nça de Volume da Fase Ar ............ ........................ ........................ ........................ ................... ....... 3.3 Leis de Fluxo............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ ....
291 292 294 294 296 297
3.3.1 Fluxo de Água Líquida........... ....................... ........................ ........................ ........................ ................ 299 3.3.2 Fluxo de Vapor de Água ............ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 300 3.3.3 Transerência entre a Água Líquida e o Vapor de Água ...... 302
3.3.4 Fluxo de Ar Seco ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 3.3.5 Fluxo de Calor por Condução ........... ....................... ........................ ........................ .............. 4 EQUAÇÕES EQUAÇÕES DIFERENCIAIS PARCIAIS ........... ....................... ........................ ...................... .......... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ 4.1 Fluxo de Água Água............ 4.2 Fluxo de Ar ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ .................. ......
304 306 307 307 311
4.3 Fluxo de Calor ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ....................... ................ 5 INTERAÇÃO SOLOATMOSFERA ........... ....................... ........................ ........................ ..................... ......... 5.1 Fluxo de Água Entre o Solo e a Atm Atmosera osera ........... ....................... ........................ ............... ... 5.2 Fluxo de Calor Entre o Solo e a At Atmosera mosera ........... ....................... ....................... .............. ... REFERÊNCIAS BIBLIOG BIBLIOGRÁFICAS RÁFICAS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ............
312 313 314 317 317
C A D S D F 1 2 3
INTRODUÇÃO ............ INTRODUÇÃO ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ .... VOÇOROCAS ANAL ANALISADA ISADASS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ .................. ...... 2.1 Voçoroca Ceilândia 1 ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................ .... 2.2 Voçoroca Ceilândia 2 ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................ .... RETIRADA DE AMOSTRAS NAS ÁREAS DAS VOÇOROCAS ..... 3.1 Voçoroca Ceilândia 1 ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................ ....
321 321 323 325 326 326
3.2 Voçoroca Ceilândia 2 ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................ .... 328
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xxxii 4 PROPRIEDADES PROPRIEDADES E COMPORT COMPORTAMENTOS AMENTOS DOS SOLOS .......... ................ ...... 330 4.1 Voçoroca Ceilândia 1 ............. ......................... ......................... .......................... .......................... .................... ....... 330 4.1.1 Caracterização Física........... ....................... ........................ ........................ ........................ ................. ..... 330
14:32:54
4.1.2 Caracterização Química ........... ....................... ........................ ........................ ....................... ........... 333 4.1.3 Caracterização Mineralógica ........... ....................... ........................ ........................ ............... ... 335
4.1.4 Perfis de Reflexão por Radar de Penetração do Solo (GPR). 339 4.1.5 Análises Comparativas do Comportamento Mecânico e da Erodibilidad Erodibilidadee ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 340
4.2 Voçoroca Ceilândia 2 ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 4.2.1 Caracterização Física........... ....................... ........................ ........................ ........................ ................. ..... 4.2.2 Caracterização Química ........... ....................... ........................ ........................ ....................... ........... 4.2.3 Caracterização Mineralógica ........... ....................... ........................ ........................ ............... ... 4.2.4 Perfis de Reflexão por Radar de Penetra Penetração ção do Solo (GPR) 4.2.5 Analises Comparativas do Comportamento Mecânico e da Erodibilidade Erodibilida de ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. .....
346 346 349 351 354 355
4.3 Análise Compara Comparativa tiva das Voçorocas 1 e 2 ............ ........................ ........................ ............... ... 358 5 SIMULAÇÃO DO FLUXO NÃ NÃO O SA SATURAD TURADO O EM LABORA LABOR ATÓRIO.............. TÓRIO.......................... ....................... ....................... ........................ ........................ ........................ ................ 359
5.1 Modelo Físico ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 359 5.2 Ensaios Realizados........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ................... ....... 361 5.3 Resultados Obtidos............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................... ....... 361
361 363 364 365 368 370
5.3.1 Frente te de Um Umedecimento edecimento ....................... ........... ........................ ........................ ....................... ........... 5.3.2 Fren Propriedades Físicas............ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 5.3.3 Propriedades Químicas..... Químicas................. ........................ ....................... ....................... .................... ........ 5.3.4 Curvas Características de Retenção de Água........... ....................... .............. 5.3.5 Resistência ao Cisalhamen Cisalhamento to............ ........................ ........................ ........................ ............... ... REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ........................ ........................ ....................... ...........
C B A C P E 1 INTRODUÇÃ INTRODUÇÃO O ........... ....................... ....................... ....................... ........................ ........................ ........................ .................. ......
373
Processos Erosivos - Parte 1.ind32
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xxxiii 2 A BIOMINERALIZA BIOMINERALIZAÇÃO ÇÃO ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 374 3 MICROBIOTA NA NATIV TIVA A EM UM UM PERFIL DE SOLO JUNTO À VOÇOROCA............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ..................... .......... 381 4 POTENCIAL DE USO DA BIOTECNOLOGIA NA GEOTECNIA . 384 REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ........................ ........................ ....................... ........... 384
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C S B R R V 1 2 3 4
INTRODUÇÃO ............ INTRODUÇÃO ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ .... 387 UTILIZAÇÃO UTILIZAÇÃ O DE GEOSSINTÉTICOS NO CONTROLE DE EROSÃO ............ ........................ ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 388 2.1 Geotêxteis no Contro Controle le de Erosão ............ ........................ ........................ ........................ ................ .... 388 SISTEMA PROPOSTO ............. ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 389 FUNÇÕES DOS ELEMENTOS CONSTITUTIV CONSTITUTIVOS OS DO BARRAMENTO............ ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 394 4.1 Elementos Estruturais de Madeira ........... ....................... ........................ ........................ ................ .... 394
4.2 Tela Metálica ............ ......................... ......................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ...
395
4.3 Geotêxtil ............ ........................ ....................... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ............ 395 5 CONCEPÇÃO DE PROJETO PARA CONTROLE DE EROSÃO EROSÃO..... ..... 395 6 PROCEDIMENTO PROCEDI MENTO PARA INST INSTALAÇÃO ALAÇÃO DO GEOTÊXTIL ........... 399 7 PROCEDI PROCEDIMENTOS MENTOS PARA EXECUÇÃO DE PROJETO DE BARRAMENTO........................................................................................ BARRAMENTO........................................................................................ 399 8 EXEMPLO DE IMPLANTAÇÃ IMPLANTAÇÃO O DO MODELO EM CAMPO ........ 8.1 Localização da Área de Estudo ........... ....................... ........................ ........................ ...................... .......... 8.2 Considerações Sobre o Processo Erosivo na Região ............ ...................... .......... 8.3 Detal Detalhes hes dos Procedimentos Adotados para o Projeto ........... ................. ...... 9 INST INSTALAÇÃO ALAÇÃO DO MODELO EM CAMPO ............ ........................ ........................ ................ .... 10 CONCLUSÕES E PROPOSTAS ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ................ REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ........................ ........................ ....................... ...........
401 401 402 403 420 424 424
Processos Erosivos - Parte 1.ind33
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xxxiv C C E 1 INTRODUÇÃO ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 2 FORMAS DE CONTROLE ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ..................... ......... 3 ESTUDO ESTUDOSS BÁSICOS PARA CONTROLE DE EROSÕES ........... .................. .......
427 427 428
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3.1 Situação de Prevenção ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ .............. 3.2 Situação de Correção............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ 4 AÇÕES E OBRAS USU USUAIS AIS NO CONTROLE DE EROSÕES ........... .............
429 429 430
431 439 441 443 444 447 452
4.1 de Águas à Montan Montante te ........... ....................... ........................ ........................ ..................... .......... 4.2 Detenção Obras na Microdrenagem e Pavimentação ........................ ............ ........................ ............. 4.3 Obras na Macrodrenagem ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ................. ..... 4.4 Drenos ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ................ 4.5 Dissipado Dissipadores res de Energia ........... ....................... ........................ ........................ ........................ ...................... .......... 4.6 Estabilizadores de Talvegue ............ ........................ ........................ ........................ ........................ ............... ... 4.7 Estabilização de Taludes aludes..................................................................... .....................................................................
4.8 Reaterro de Erosões ........... ....................... ........................ ........................ ....................... ....................... .................. ...... 457 REFERÊNCIAS BIBLIOGR BIBLIOGRÁFICAS ÁFICAS ............ ........................ ....................... ....................... ........................ ............ 464
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A Erosão à Luz da Legislação Ambiental
José Camapum Camapum de Carvalho Maria ereza ereza da Silva Silva Melo
1 INTRODUÇÃO Isolar erosão de um tema muito mais amplo, meio ambiente, é tarefa impossível, dado o forte elo entre o todo e um dos problemas que mais o afetam em regiões tropicais, a erosão. Dentro da vasta legislação legislaç ão ambiental existente, o tópico erosão é por vezes abordado expressamente e outras vezes de modo implícito em expressões mais amplas como degradação deg radação ambiental e dano ao meio ambiente, ou ainda ao se fazer referência a seus efeitos como o assoreamento. Seria extremamente pretensioso buscar aqui, com a finalidade deste texto, apresentar uma abordagem voltada para um curso de Direito Ambiental. NesAmbiental de Paulo se sentido, existem obras completas, como o livro Direto Ambiental de de Bessa Antunes (2006). Não se busca, igualmente, apresentar uma coletânea de normas de Direito Ambiental como a organizada por Odete Medauar (2006). O objetivo desse texto é apresentar para a área técnica pontos relevan-
tes da aLegislação são pertinentes ao espírito tema erosões que se tenha pretensão Ambiental de esgotar aque matéria. Foi com esse que sesem estruturou o presente capítulo. É evidente que, dependendo do objetivo pretendido, muitos outros pontos relevantes podem ser encontrados na Legislação Ambiental vigente.. A abord vigente abordagem agem apresentada apresentada é voltada para a Legislação Federal, sendo feita apenas breve referência às normas relativas à Política Ambiental do Distrito Federal. a amplitude e abrangência Legislação Ambiental vigenteObservando-se e o grande volume de problemas relativos àdaerosão, tais como desertificação de áreas agrícolas, presença marcante de ravinas e voçorocas junto aos centros urbanos e rodovias e assoreamento de cursos curs os d’água d’água e de reservatórios, reser vatórios, não é difícil difíci l perceber que existe um vácuo na aplicação dessas normas. A tutela
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prevista nasé normas jurídicas anão tem sido aparentemente pelo Estado e não fácil tal garantia, menos que se promova umaassegurada intensa campanha educativa, uma campanha que vá ao nascedouro, ou seja, às áreas afetadas ou sob risco, ao ensino fundamental. Dado o conteúdo multidisciplinar deste livro, será fácil perceber que o texto apresentado migra com freqüência da norma jurídica para o conteúdo técnico buscando fazer o elo entre a legislação e os aspectos ambientais técnico-fáticos.
2 A EROSÃO E A SUSTENTABILIDADE DO MEIO AMBIENTE
A preservação ambiental é hoje baseada no modelo de desenvolvimento sustentável, fundamentado no uso racional dos recursos naturais e tendo o dever de defendê-los e preservá-los para as presentes e as futuras gerações. Os modelos da intocabilidade dos recursos naturais e da exploração desses recursos a qualquer custo já estão superados. O novo modelo não inviabiliza a sociedade, mas sim promove a repartição dos recursos naturais, baseando-se no planejamento e sendo capaz de se manter no tempo e no espaço por meio do desenvolvimento sustentável (Agenda 21). Não é fácil, mas também não se torna impossível, construir a sustentabilidade no Brasil, um país tão vasto e com a maior diversidade biológica do planeta. O bioma é o segundo bioma doum país, extremamente rico em termos decerrado biodiversidade, além maior de representar papel decisivo na questão de mudanças climáticas, por sua capacidade de absorção de carbono. Segundo o IBGE/INPE, IB GE/INPE, no entanto, entanto, estão preservados de modo intacto pouco p ouco mais de 5% da vegetação originária dos cerrados, sendo que cerca de metade já
teve desaparecimento irreversível e, no restante da área, já se observa alguma ocupação (Agenda 21). A maior parte da ocupação do cerrado está voltada para a produção de grãos e carnes, sem contabilizar os custos sociais e ambientais gerados até o presente momento, momento, sendo um deles a erosão, que se não de todo evitável, e vitável, pode, no mínimo, ser mitigada para níveis aceitáveis visando à manutenção do equilíbrio. Segundo a Agenda 21 (2000), levantamento produzido já em 1994 pelo WWF/Brasil e uma rede de organizações mostrou que a perda média de solos nas culturas de grãos nos cerrados está em torno de dez quilos por quilo de grão produzido – erosão eólica/hídrica com um custo insuportável, seja pela perda de fertilidade do solo, seja pelo assoreamento e poluição das bacias hi-
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drográficas. Sendo a maioria dos solos do cerrado de baixa fertilidade, a grandrográficas. de perda termina sendo a do próprio solo erodido e o assoreamento que ele gera, ambos, danos irreversíveis. oda intervenção humana no meio ambiente gera como resultado um impacto positivo negativo. Ocausada estudona dobusca impacto ambientalambiental, tem comopodendo objetivoser avaliar essaou intervenção de um meio ambiente equilibrado, estável. A superficialidade de certos estudos ambientais iniciais impede o planejamento realista do uso e ocupação do solo, gerando ao longo do tempo custos ambientais e financeiros desnecessários e, na maioria das vezes, irreversíveis. Para se realizar a recuperação ambiental de uma área degradada, tem-se a necessidade de aporte ou retenção de solo, contenção do processo erosivo,
manutenção da biodiversidade e da beleza cênica, ou seja, restauração das suas características originais. Geralmente, o planejamento de recuperação de áreas degradadas deve ser realizado por microbacias hidrográficas, contemplando oatual, plantio de eespécies nativas e considerando aspectos como a geomorfologia o solo a hidrologia local. As áreas de cerrado são degradadas devido à má ocupação do solo associada às técnicas inadequadas de seu uso. O manto espesso dos solos do cerrado, sua carência de nutrientes e suas características estruturais extremamente porosas geram preocupação com danos ambientais não aparentes, como a excessiva perda de solo por erosão superficial e a contaminação dos estratos inferiores e do próprio lençol freático devido à migração dos insumos e agrotóxicos químicos utilizados. Para a redução da erosão em área rural, algumas técnicas mitigadoras podem ser adotadas, como a do preparo do solo em curvas de nível ou em terraços e a do plantio direto. Esta última, apesar de aumentar a microflora, manter a umidade do solo e protegê-lo contra erosão superficial, tem sido questionada devido ao maior uso de herbicidas.
A agricultura hoje, devido à sua grande mecanização, é praticada com outilização uso maisdeintensivo do solo, grande utilização de um insumos químicos e baixa mão de obra, o que termina por gerar quadro de crescimento desordenado nas cidades e dificuldades de sustentabilidade ambiental destas e do entorno. Um dos principais problemas gerados nas áreas urbanas é o surgimento de processos erosivos capazes de destruir habitações e obras de infra-estrutura como o mostrado na Figura 1. Para evitar esse tipo de problema, fazem-se necessários estudos preliminares e o planejamento da ocupação do solo.
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Figura 1 – Erosão na cidade satélite de Planaltina, Distrito Federal.
No campo das obras de engenharia, os danos ambientais têm sido muitos. São áreas de empréstimo para a construção construç ão de barragens e rodovias e o próprio entorno das rodovias, que terminam por se submeter às erosões de grande porte, como a mostrada na Figura 2. Considerando-see os problemas existentes, tanto no campo como no meio Considerando-s urbano e junto ade obras de engenharia, ou os relatórios prévios de impacto ambiental carecem análise mais aprofundada e detalhada, precedendo o licenciamento, ou simplesmente não são observados para os fins a que se destinam: o de evitar danos inadvertidos e por vezes irreparáveis ao meio ambiente, fazendo-se os ajustes necessários ao projeto.
Figura 2 – Margem da rodovia BR 060 (2006).
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No cerrado, torna-se, portanto, indispensável e necessária a observação da legislação ambiental de modo a preservar o meio ambiente em condições sustentáveis.
3 EDUCAÇÃO EDUC AÇÃO AMBIENTAL AMBIENTAL A educação ambiental é hoje parte integrante da maioria dos currículos que do de ensino fundamental nível superior. Ela se faz vários presente também nos vão meios comunicação, queaomostram com freqüência problemas relativos ao meio ambiente, enfocando temas como poluição sonora e visual, coleta seletiva de resíduos sólidos urbanos e erosões. No entanto, o ensino não tem, infelizmente, atingido seus objetivos. Basta ver nas próprias escolas a ineficiência da coleta seletiva do lixo, nas ruas e avenidas, a obstrução dos sis-
temas de drenagem devido ao acúmulo de resíduos sólidos e, nas propriedades rurais, atua de mododeintenso e contínuo, gerando o alvez empobrecimento adoerosão solo eque o assoreamento cursos d’água e reservatórios. falte uma maior integração entre o ensino e a prática ambiental. É preciso reconhecer que não se trata de escassez esc assez de legislação sobre o tema. A Lei nº 9.795, de 27 de abril de 1999, dispõe sobre a educação ambiental, institui a Política Nacional de Educação Ambiental e dá outras providências. O artigo 1º desta lei apresenta um conceito amplo do que é educação ambiental: Art. 1º Entendem-se por educação ambiental os processos por meio dos quais o indivíduo e a coletividade constroem valores sociais, conhecimentos, habilidades, atitudes e competências voltadas para a conservação do meio ambiente, bem de uso comum do povo, essencial à sadia qualidade de vida e sua sustentabilidade. sustentabilidade.
O artigo 2º desta mesma lei confere à educação ambiental um caráter nacional, devendo estar presente de forma articulada em todos os níveis e modalidades do processo educativo, em caráter formal e não-formal. alvez a maior lacuna situe exatamente na falta dessao articulação, na falta de vontade política desemudar, na visão míope de que meio ambiente e a sustentabilidade ambiental ambien tal são irrelevantes. É preciso perceber que não vale a pena enriquecer perdendo o que se tem de mais precioso, o bem da vida, o meio ambiente. É
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preciso quebrar a dicotomia homem-natureza; é indispensável ensinar mostrando importância de umaagrícola, relação de adequação Noa que tange à política a Lei nº 8.171,entre de 17osdedois. janeiro de 1991, prevê, no inciso V do artigo 19, que o Poder Público deverá: V – desenvolver programas de educação ambiental, a nível formal e informal, dirigidos à população; p opulação;
A educação ambiental deve se dar de forma abrangente e participativa, fazendo com que a população adquira uma consciência crítica sobre a atual situação ambiental e das ações que devem ser feitas para a mudança deste perfil.
4 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NA CONSTITUIÇÃO FEDERAL
DE 1988 Antes de apresentar apresentar qualquer discussão discu ssão sobre a legislação ambiental, cabe lembrar o que nos dita a Carta Magna de 1988, ítulo VIII – Da Ordem Social, Capítulo VI – Do Meio Ambiente, caput do artigo 225: Art. 225. odos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações.
O parágrafo 1º desse artigo estabelece as incumbências do Poder Público necessárias a assegurar a efetividade desse direito, enquanto o seu parágrafo 3º fixa as implicações do desrespeito ao meio ambiente, nos seguintes termos: § 3º As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente
sujeitarão os infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções penais e administrativas, independentemente da obrigação de reparar os danos causados.
A Constituição Federal de 1988 estabelece, no ítulo IV – Da Organização dos Poderes, Capítulo IV – Das Funções Essenciais à Justiça, artigo 129,
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inciso III, como função institucional do Ministério Público, que é a instituição incumbida da defesa da ordem jurídica, do regime democrático e dos interesses sociais e individuais indisponíveis: indisponíveis: III – promover o inquérito civil e a ação civil pública, para a proteção do patrimônio público e social, do meio ambiente e de outros interesses difusos e coletivos;
A Constituição Federal não se limita, no entanto, apenas a fixar direitos e deveres e a estabelecer medidas coercitivas para as atividades lesivas ao Meio Ambiente, ela vai além, no ítulo VII – Da Ordem Econômica e Financeira, Capítulo I – Dos Princípios Gerais da Atividade Econômica, artigo 170, inciso VI, ao definir a conduta a ser seguida na ordem econômica por meio da obser vação do princípio: princípio: VI – defesa do meio ambiente, inclusive mediante tratamento dife-
renciado conforme o impacto ambiental ambiental dos produtos e serviços s erviços e de seus processos de elaboração e prestação;
Ainda no mesmo ítulo, no Capítulo III – Da Política Agrícola e Fundiária e da Reforma Agrária, artigo 186, inciso II, a Constituição Federal fixa como requisito para cumprimento da função social do imóvel rural: II – utilização adequada dos recursos naturais disponíveis disponíveis e preservação do meio ambien ambiente; te;
Dois são os enfoques a serem considerados na legislação ambiental: o que objetiva evitar o dano e o que visa recuperar a área degradada. Evitar o dano apresenta sempre o menor custo e é, sem dúvida, a melhor prática de preser vação ambiental, ambiental, daí a grande importância do do relatório relatório de impacto impacto ambiental. ambiental. A Constituição Federal de 1988 sabiamente o previu, nos termos do inciso IV,
parágrafo 1 , artigo 225, Capítulo VI Do Meio Ambiente: IV – exigir, na forma da lei, para instalação de obra ou atividade potenp otencialmente causadora de significativa degradação do meio ambiente, estudo prévio de impacto ambiental, a que se s e dará publicidade;
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Não existe no Brasil, no entanto, uma legislação ambiental específica especí fica para
tratar do problema de erosão, embora o termo seja explicitado em alguns trechos da legislação vigente. No entanto, na maioria das vezes ele se insere de modo implícito, como no inciso supracitado, “degradação do meio ambiente”, sendo, porém, muito importante para a preservação da sustentabilidade ambiental e do equilíbrio ecológico. 23, inciso VI, da Constituição Federal de 1988 discorre sobre O artigo a competência comum da União, Estados, Distrito Federal e Municípios de proteger o meio ambiente e combater combater a poluição em qualquer de suas formas. O conceito de meio ambiente encontra-se no inciso I, artigo 3º, da Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981: I – meio ambiente, o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas;
A Constituição Federal de 1988 estabelece, no artigo 24, incisos VI e VIII,
que compete à União, aos Estados e ao Distrito Federal legislar concorrentemente sobre: VI – florestas, caça, pesca, fauna, conservação da natureza, defesa do solo e dos recursos naturais, proteção do meio ambiente e controle da poluição; (...) VIII – responsabilidade por dano ao meio ambiente, (...) e paisagístico;
Portanto, a própria Constituição Federal confere a todo cidadão o direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, caracterizando um direito coletivo cujos benefícios se estendem a toda sociedade, cabendo ao poder p oder público assegurar a efetividade desse direito.
5 POLÍTICA DO MEIO AMBIENTE A Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, institui a Política Nacional do Meio Ambiente no seu artigo 2º, caput :
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Art. 2º A Política Nacional do Meio Ambiente tem por objetivo a preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental propícia à vida,
visando assegurar no País, condições condições ao desenvolvimento sócio-econômisócio-econômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana, atendidos os seguintes princípi princípios: os:
Destes princípios, merecem destaque pelo elo implícito com o tema erosão o contido no inciso VIII, que enfatiza a recuperação de áreas degradadas, e o constante no inciso IX, que dá ênfase à proteção de áreas ameaçadas de degradação. Os objetivos, diretrizes, conceitos e instrumentos da Política Nacional do Meio Ambiente como o zoneamento ambiental, a avaliação de impactos ambientais, ambien tais, o licenciamento juntamente com o monitoramento e as auditorias ambientais estão consubstanciados nesta Lei, que institui o Sistema Nacional do Meio Ambiente (Sisnama) e o Cadastro Cadast ro de Defesa Ambiental. São órgãos formadores do Sisnama: – Órgão Superior – Conselho de Governo; – Órgão Consultivo e Deliberativo – Conselho Nacional do Meio Am-
biente (Conama); – Órgão Central – Ministério do Meio Ambiente; – Órgão Executor – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (Ibama); – Órgãos Setoriais – órgãos da Administração Federal, direta, indireta ou fundacional, voltados para a proteção ambiental ou para o disciplinamento de atividades utilizadoras de recursos ambientais; – Órgãos Seccionais – órgãos ou entidades estaduais responsáveis por programas ambientais ou pela fiscalização de atividades utilizadoras de recursos ambientais. O Decreto nº 99.274, de 6 de junho de 1990, ao regulamentar as Leis no6.902, de 27 de abril de 1981, 198 1, e nº 6.938, de 31 de agosto de d e 1981, fixa, em seu artigo 1º, como atribuições do Poder Público na Execução da Política Nacional do Meio Ambiente: I – manter a fiscalização permanente dos recursos ambientais, visan-
do à compatibilização do desenvolvimento econômico com a proteção do meio ambiente e do equilíbrio e quilíbrio ecológico;
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II – proteger as áreas representativas de ecossistemas mediante a implantação de unidades de conservação e preservação ecológica; III – manter, através de órgãos especializados da Administração Pú-
blica, o controle permanente das atividades potencial ou efetivamente poluidoras, de modo a compatibilizá-las com os critérios vigentes de proteção ambiental; IV – incentivar o estudo e a pesquisa de tecnologias para o uso racional e a proteção dos recursos ambientais, utilizando nesse sentido os planos e programass regionais ou setoriais programa s etoriais de desenvolvi des envolvimento mento industrial e agrícola; (...) VI – identificar e informar, aos órgãos e entidades do Sistema Nacional do Meio Ambiente, a existência de áreas degradadas ou ameaçadas de degradação, propondo propondo medidas para sua recuperação; VII – orientar a educação, em todos os níveis, para a participação ativa do cidadão e da comunidade na defesa do meio ambiente, cuidando para que os currículos c urrículos escolares das diversas matérias obrigatórias obrigatórias contemplem o estudo da ecologia.
Portanto, fica claro dos breves aspectos levantados na legislação vigente, serem partes integrantes e importantes da Política Nacional de Meio Ambien-
te a prevenção, controle e a recuperação degradadas pore processos erosivos, tendo oem vista serem o solo (quedeseáreas submete à erosão) os cursos d’água e reservatórios (que são assoreados) recursos ambientais indispensáveis ao equilíbrio sustentável do meio ambiente.
5.1 Política Ambiental do Distrito Federal A Lei nº 41, de 13 de setembro de 1989, dispõe disp õe sobre a Política Ambiental do Distrito Federal, onde institui princípios, objetivos e normas básicas para proteção do meio ambiente e melhoria da qualidade de vida da população. O artigo 3º desta Lei descreve os objetivos desta Política Ambiental adotada, destacando-se os seguintes s eguintes incisos: II – a adequação das atividades socioeconômicas rurais e urbanas às imposições do equilíbrio ambiental e dos ecossistemas naturais onde se
inserem;
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III – a preservação e conservação dos recursos naturais renováveis, renováveis, seu manejo equilibrado e a utilização econômica, racional e criteriosa dos não renováveis; (...) V – a utilização adequada do espaço territorial e dos recursos hídricos
destinados para fins urbanos e rurais, mediante uma criteriosa definição de uso e ocupação, normas de projetos, implantação implantação, , construção e técnicas ecológicas de manejo, conservação e preservação, preser vação, bem como de tratamento e disposição final de resíduos e efluentes de qualquer natureza; (...) VII – a substituição gradativa, seletiva e priorizada de processos e outros insumos agrícolas e/ou industriais potencialmente perigosos por outros baseados em tecnologia e modelos de gestão e manejo mais compatíveis com a saúde ambiental.
As diretrizes para se atingir esses objetivos objetivos são descritas nos incisos I, II e III do artigo 4º da mesma Lei: I – contro controle, le, fiscalização, vigilância e proteçã proteçãoo ambiental; II – estímulo ao desenvolvimento científico e tecnológico voltado para a preservação ambien ambiental; tal;
III – educação e ducação ambiental. ambiental.
É, segundo esta Lei, responsabilidade responsabilidade do Distrito Federal: Art. 6º Ao Distrito Federal, no exercício de suas competências constitucionais e legais relacionadas com o meio ambiente, incumbe mobilizar e coordenar suas ações e recursos humanos, financeiros, materiais, materiais, técnicos e científicos, bem como a participação da população na consecução dos objetivos estabelecidos nesta lei.
Apresentam-se a seguir algumas destas ações: I – planejar e desenvolver ações de promoção, proteção, conservação, preservação, recuperação, restauração, reparação, vigilância e melhoria da qualidade ambiental; II – definir e controlar a ocupação e uso dos espaços territoriais de acordo com suas limitações e condiciona condicionantes ntes ecológicos e ambien ambientais; tais;
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III – elaborar e implementar o plano distrital de proteção ao meio ambiente; (...) V – definir áreas prioritárias de ação governamental relativa ao meio ambiente, visando a preservação e melhoria da qualidade ambiental e do equilíbrio ecológico;
VI – identificar, criar e administrar unidades de conservação e outras áreas protegidas para a proteção de mananciais, ecossistemas naturais, flora e fauna, recursos genéticos e outros bens e interesses ecológicos, estabelecendo normas a serem observadas nestas áreas; VII – estabelecer diretrizes específicas para a proteção de mananciais hídricos, através de planos de uso e ocupação de áreas de drenagem de bacias e sub-bacias hidrográficas; (...) IX – estabelecer normas relativas ao uso e manejo de recursos ambientais; (...) XII – implantar o sistema de d e informações sobre o meio ambiente; XIII – promover a educação ambiental; (...) XVI – garantir a participação comunitária no planejamento, execução e vigilância de atividades que visem a proteção, recuperação ou melhoria
da qualidade ambien ambiental; tal;
O artigo 7º fala sobree um a proteção ambiente sendo um patrimônio da coletividade bem dedo usomeio comum, e sua como proteção é dever do estado e das pessoas. Dentro deste princípio, a Política Ambiental do Distrito Federal dispõe sobre os seguintes temas: – Controle da Poluição; – Saneamento Saneamento Básico e Domiciliar; – Águas e seus usos; – Esgotos Sanitários; – Coleta, ransporte e Disposição Final do Lixo; – Condições Ambientais das Edificações; – Atividades e Apoio écnico e Científico; –– Conselho Política Ambiental do Distrito Federal; Infrações edePenalidades.
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Voltado diretamente para o tema de erosões, o artigo 36 do ítulo III sobre Atividades e Apoio écnico e Científico, Lei nº 41/1989, discorre sobre as prioridades de pesquisa, processos, modelos, técnicas e sistemas que apresentem maior segurança menor impacto adverso sobre a qualidade qualid ade de vida e os ecossistemas ecossis temasambiental utilizadosepara: utilizados IV – cultivo agrícola, especialmente em áreas que drenem em direção
a corpos d’água d’água destinados ao abastecimento de populações urbanas; (...) VII – desassoreamento de corpos d’água, prevenção e controle de erosão e recuperação de sítios erodidos; (...) IX – manejo de ecossistemas naturais. naturais.
6 POLÍTICA DE BIODIVERSIDADE O Decreto nº 4.339, de 22 de agosto de 2002, institui princípios e diretrizes para implementação da Política Nacional de Biodiversidade. Na exposição de motivos desse Decreto, o Presidente da República considera: Os compromissos assumidos pelo Brasil ao assinar a Convenção sobre Diversidade Biológica, durante a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento – CNUMAD, em 1992, a qual foi apro-
vada pelo p elo Decreto D ecreto Legislativo Leg islativo 2, de 3 de fevereiro de 1994, e prom promulgada ulgada peloODecreto 2519, de 16 março de 1998; Federal, na Lei 6.938, de 31 de disposto no art. 225deda Constituição agosto de 1981, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, na Declaração do Rio e na Agenda 21, ambas assinadas pelo Brasil em 1992, durante o CNUMAD, e nas demais normas relativas à biodiversidade; e Que o desenvolvimento de estratégias, políticas, planos e programas nacionaiss de biodiversidade é um dos principais compromissos nacionai compromissos assumidos pelos países membros da Convenção sobre Diversidade Biológica;
Nesse embasamento, regem-se os princípios, o objetivo geral e as componentes da Política Nacional de Biodiversidade. em-se a seguir alguns dos princípios que regem essa Política (Anexo do Decreto, item 2):
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I – a diversidade biológica tem valor intrínseco, merecendo respeito independentemente de seu valor para o homem ou potencial para uso humano; II – as nações têm o direito soberano de explorar seus próprios recursos biológicos, segundo suas políticas de meio ambiente e desenvolvimento; III – as nações são responsáveis pela conservação de sua biodiversidade e por assegurar que atividades sob sua jurisdição ou controle não causem dano ao meio ambiente e à biodiversidade de outras nações ou de
áreas além dos limites da jurisdição nacional; (...) V – todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, v ida, impondo-se, ao Poder Público e à coletividade, o dever de d e defendê-lo e de preser vá-lo para as presentes presentes e as futuras gerações; VI – os objetivos de manejo de solos, água e recursos biológicos é uma questão de escolha da sociedade, devendo envolver todos os setores rele vantes da sociedade e todas as disciplinas científicas e considerar todas as formas de informação relevantes, incluindo os conhecimento conhecimentoss científicos, tradicionai tradicionais (...) s e locais, inovações e costumes; VIII – onde exista evidência científica consistente de risco sério e irreversível à diversidade biológica, o Poder Público determinará medidas eficazes em termos de d e custo para evitar a degradação d egradação ambiental; ambiental; IX – a internalização dos custos ambientais e a utilização de instrumentos econômicos será promovida tendo em conta o princípio de que o
poluidor deverá, em princípio, princípio, suportar o custo da poluição com o devido respeito pelo interesse público e sem distorcer o comércio e os investimentos internacionais; X – a instalação de obra ou atividade potencialmente causadora de significativa degradação do meio ambiente deverá ser precedida de estudo prévio de impacto ambiental, a que s e dará publicidade; se XI – o homem faz parte da natureza e está presente nos diferentes ecossistemas brasileiros brasileiros há mais de dez mil anos, e todos estes ecossistemas foram e estão sendo alterados por ele em maior ou menor escala; (...) XV – a conservação e a utilização sustentável sustentável da biodiversidade devem contribuirr para o desenvolvimen contribui desenvolvimento to econômico e social e para a erradicação da pobreza;
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XVI – a gestão dos ecossistemas deve buscar o equilíbrio apropriado entre a conservação e a utilização sustentável da biodiversidade, e os ecossistemas devem ser administrados dentro dos limites de seu funcionamento;
Algumas diretrizes da Política Nacional de Biodiversidade são (Anexo do Decreto, item 4): V – a sustentabilidade da utilização de componentes da biodiversida-
de deve ser determinada do ponto de vista econômico, social e ambiental, especialmente quanto à manutenção da biodiversidade; VI – a gestão dos ecossistemas deve ser descentralizada ao nível apropriado e os gestores de ecossistemas devem considera os efeitos atuais e potenciais de suas atividades sobre os ecossistemas vizinhos e outros; (...) VIII –eanos gestão dos ecossistemas deve se concentrar estruturas,usar estruturas, nos processos relacionamentos relaciona mentos funcionais dentro dos nas ecossistemas, práticas gerenciais adaptativas adaptativas e assegurar a cooperação intersetorial.
A Política Nacional da Biodiversidade abrange sete componentes do Decreto, item 9), dentre os quais cabe destaque o quarto, por sua (Anexo relação com o tema erosão tratado neste texto: IV – Componente 4 - Monito Monitoramento, ramento, Avaliação, Avaliação, Prevenção e Mitigação de Impactos sobre a Biodiversidade: engloba diretrizes para fortalecer os sistemas de monitoramento, de avaliação, de prevenção e de mitigação de impactos sobre a biodiversidade, bem como para promover a recupe-
ração de ecossistemas degradados e de componentes da biodiversidade sobreexplotados;
Neste componente, são objetivos específicos relevantes: 13.3.1. Promover Promover estudos e programa programass adaptados para a conservação e recuperação de espécies ameaçadas ou sobreexplotadas e de ecossistemas sob pressão antrópica, aderecuperação, acordo comaoregeneração Princípio doePoluidor-Pagador. 13.3.2. Promover o controle da cobertura vegetal e dos serviços s erviços ambientais a ela relacionados em áreas alteradas, degradadas e em processo de desertificação e arenização, inclusive para a captura de carbono, de acordo com o Princípio Poluidor-Pagador.
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(...) 13.3.5. Apoiar povos indígenas, quilombolas e outras comunidades locais na elaboração e na aplicação de medidas corretivas em áreas degradadas, onde a biodiversidade tenha sido reduzida. (...) 13.3.7. Apoiar iniciativas nacionais e estaduais de promoção do estudo e de difusão de tecnologias de restauração ambiental ambiental e recuperação de áreas degradadas com espécies nativas autóctones. autóctones. (...) 13.3.9. Criar unidades florestais nos estados brasileiros, para produ-
ção e fornecimento de sementes e mudas para a execução de projetos de restauração ambiental e recuperação de áreas degradadas, apoiadas por universidades e centros de pesquisa no país. (...) 13.3.11. Promover recuperação, revitalização e conservação da biodi versidade nas diferentes bacias hidrográficas, sobretudo nas matas ribeirinhas, nas cabeceiras, nos olhos d’água, em outras áreas de preservação permanente e em áreas críticas para a conservação conser vação de recursos hídricos.
Destac a-se ainda, entre os componentes (Anexo do Decreto, Destaca-se Dec reto, item 9), o de número seis, por relacionar-se à política de educação, sensibilização pública, informação e divulgação sobre biodiversidade: VI – Componente 6 - Educação, Sensibilização Pública, Informação e Divulgação sobre Biodiversidade: define diretrizes para a educação e sensibilização pública e para a gestão e divulgação de informações sobre
biodiversidade, com a promoção da participação da sociedade, inclusive dos povos indígenas, quilombolas e outras comunidades locais, no respeito à conservação da biodiversidade, à utilização sustentável de seus componentes e à repartição justa e eqüitativa dos benefícios derivados da utilização de recursos genéticos, de componentes do patrimônio genético e de conhecimento tradicional associado à biodiversidade;
Neste componente, merece ser ressaltado, pelo seu caráter geral, o objetivo específico: 15.3.10. Fortalecer a Política Nacional de Educação Ambiental.
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7 POLÍTICA AGRÍCOLA A área rural é, talvez, a mais afetada pela degradação ambiental no que concerne à erosão do solo, sem que, no entanto, pela forma como atua, lenta e gradualmente, se perceba de pronto o seu efeito desertificador. A legislação relativa à política agrícola no Brasil reconhece o problema e o trata de modo expresso. encontra-se encon tra-sedo regulamen regulamentada Lei nº define 8.171, de 17Adepolítica janeironacional de 1991.agrícola O parágrafo único artigo 1º tada dessapela lei assim a atividade agrícola:
Parágrafo único. Para efeitos desta Lei, entende-se por atividade agrícola a produção, o processamento e a comercialização dos produtos, subprodutos e derivados, serviços e insumos agrícolas, pecuários, pesqueiros e florestais.
O primeiro pressuposto da política agrícola contido no artigo 2º desta Lei fixa como limites da atividade agrícola as normas e princípios de interesse público: I – a atividade agrícola compreende processos físicos, químicos e biológicos, onde os recursos naturais envolvidos devemdeser utilizados e ge-, renciados, subordinando-se às normas e princípios interesse público de forma que seja cumprida a função social e econômica da propriedade; (grifo nosso)
Dentre os objetivos da política agrícola definidos no artigo 3º da Lei
nº 8.171/1991, o contido no inciso IV se refere expressamente ao meio ambiente: IV – proteger o meio ambien ambiente, te, garantir o seu uso racional e estimular a recuperação dos recursos naturais;
Ao especificar as ações e instrumentos relevantes para a política agrícola no artigo 4º desta Lei, o legislador apresentou dois incisos importantes para o meio ambiente:
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IV – proteção IV – proteção do meio ambiente, conservação e recuperação dos recursos naturais; (...) IX – formação profissional e educação rural; Não é difícil entender que o inciso IX do artigo 4º constitui uma ação relevante para a prática de atividades agrícolas sustentáveis, pois, tendo formação profissional adequada, é possível viabilizar o aumento da produtividade e a preservação do meio ambiente. Essa ação torna, certamente, mais eficiente e fácil a assistência técnica e extensão rural previstos nos artigos 16, 17 e 18 da mesma Lei. A Lei nº 8.171/1991 dedica dedic a o seu capítulo VI à proteção ao meio ambiente
e à conservação dos recursos naturais. Nele, Nele, a participação e a respon responsabilidasabilidade do poder público foram explicitadas no artigo 19. No entanto, sabiamente, o legislador soube dividir essa responsabilidade com os maiores interessados, como expressa o parágrafo único desse artigo apresentado a seguir: Parágrafo único. A fiscalização e o uso racional dos recursos naturais do meio ambiente é também de responsabilidade dos proprietários de direito, dos beneficiários da reforma agrária e dos ocupantes temporários dos imóveis rurais.
O artigo 21-A de desta Lei, apresentado a seguir, merece destaque pela peculiaridade da região cerrado que caracteriza o Centro-Oe Centro-Oeste ste brasileiro: Art. 21-A. O Poder Público procederá à identificação, em todo o território nacional, das áreas desertificadas, as quais somente poderão ser exploradas mediante a adoção de adequado plano de manejo, com o em-
prego de tecnologias capazes de interromper o processo de desertificação e de promover a recuperação dessas áreas.
Esse artigo se refere à identificação e imposição de restrições ao uso das áreas desertificadas. No entanto, entanto, no Centro-Oes Centro-Oeste, te, dada as peculiaridades pec uliaridades do manto de intemperísmo espesso e da baixa fertilidade do perfil como um todo, a perda de solo por meio de processos de erosão laminar é intenso e se processa de modo continuado, continuado, sem que seja perceb p ercebido ido a curto c urto prazo o seu efeito desertificador. Sua avaliação efetiva só será possível mediante controle de sedimentos
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nos cursos d’água e reservatórios. Essa abordagem, relativa à susceptibilidade dos solos do cerrado ao processo de erosão laminar, requer estudos específicos quanto quan to às peculiaridades da mecanização capazes de assegurar o alcance alme jado no inciso VI do artigo 96 da mesma Lei, apresen apresentado tado a seguir: VI – divulgar e estimular as práticas de mecanização que promovam a conservação do solo e do meio ambiente.
102 dasdoDisposições daagrícola Lei nº 8.171/1991 coloca em destaqueOa artigo importância solo para aFinais política ao declará-lo patrimônio natural do País, e expressa a preocupação do Legislador com a erosão ao fixar como obrigação do Poder Público e dos proprietários rurais combatê-la. Sabiamente, o artigo 106 dessa Lei abre oportunidade oportunid ade para que, por meio de con-
vênios e ajuste ajustess com o Ministério da da Agricultura Agricultura e Reforma Reforma Agrária Agrária MARA, MARA, os Estados, o Distrito Federal, os Municípios, entidades e órgãos públicos e privados, cooperativas, sindicatos, universidades, e associações possam contribuir visando ao desenvolvimento das fundações atividades agropecuárias, agroindustriais, pesqueiras e florestais, dentro de todas as ações, instrumentos, objetivos e atividades previstas nesta Lei. Objetivando preservar e proteger o meio ambiente, o artigo 103 da Lei nº 8.171/1991 estabelece: Art. 103. O Poder Público, através dos órgãos competentes, concederá incentivos especiais ao prop proprietário rietário rural que: I – preservar e conservar a cobertura florestal nativa existente na propriedade; II – recuperar com espécies nativas ou ecologicamente adaptadas as áreas já devastadas de sua propriedade; III – sofrer limitação ou restrição no uso dos recursos natura naturais is existentes na sua propriedade, para fins de proteção dos ecossistemas, mediante
ato do órgão competente, federal ou estadual.
No parágrafo único, inciso V, desse artigo, “o apoio técnico-educativo no de projetos de outros, preservação, conservação e recuperação desenvolvimento ambiental” é considerado, dentre incentivo para efeitos da Lei nº 8.171/1991, ressaltando assim, mais uma vez, a importância da educação para o adequado exercício da atividade agrícola.
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8 POLÍTICA URBANA O modo quase sempre desordenado e sem planejamento de longo prazo com que ocorrem a ocupação e o uso do solo urbano tem propiciado o aparecimento de muitas erosões de grande porte dos tipos ravina ou voçoroca. Estes tipos de erosão, que surgem junto aos centros urbanos, se destacam pela rapidez como ocorrem, pelas dimensões que atingem e pelos problemas que geram, quase que imediatamente. Problemas como o mostrado na Figura 1.1 constituem a negativa clara do artigo 182 da Constituição Federal, que fixa: Art. 182. A política de desenvolvimento urbano, executada pelo Poder Público municipal, conforme diretrizes gerais fixadas em lei, tem por objetivo o pleno desenvolvimento garantir oordenar bem-estar de seus habitantes. habitan tes. das funções sociais da cidade e
Acredita-se que a Lei nº 10.257, de 10 de julho de 2001, que regulamenta os artigos 182 e 183 da Constituição Federal, denominada Estatuto da Cidade, venha a contribuir para a mitigação e mesmo para o desaparecimento da erosão junto aos centros urbanos. Já no parágrafo único do artigo 1º, essa Lei, ao fixar o seu conteúdo como de normas de ordem pública e interesse social que regulam o uso da propriedade urbana em prol do bem estar coletivo, da segurança e do bem estar dos cidadãos, bem como do equilíbrio ambiental,, mostra a preocupação do legislador com a necessidade de preservação do tal meio Ao ambiente áreas urbanas. fixar asnas diretrizes gerais da política urbana, no artigo 2º dessa Lei, o inciso VI, “ordenação e controle do uso do solo” estabelece as seguintes alíneas, importantes para o não-surgimento e propagação de processos erosivos em áreas urbanas, devendo ser evitado: c) o parcelamento do solo, a edificação ou o uso excessivos e inadequados em relação à infra-estrutura inf ra-estrutura urbana;
(...) f ) a deterioração das áreas urbanizadas; g) a poluição e a degradação ambiental;
O planejamento e a implantação progressiva e concomitante com a instalação de infra-estrutura básica nos assentamentos urbanos permitirão, certamente, o atendimento dessas três alíneas.
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Encontra-se, Encon tra-se, ainda, inserido nas diretrizes gerais da política urbana o inproteção, preservação e recuperação ciso XII deste mesmonatural artigo, eque fixa a “ , do patrimônio cultural, histórico, do meio ambiente construído construído, artístico, paisagístico e arqueológico” (grifos nossos). O artigo 4º, inciso III – planejamento municipal, municipal, desta Lei, estabelece, entre outros, como instrumentos instrumentos da aplicação da política urbana as alíneas b e c a seguir, que garantem ao Poder Público a prerrogativa de planejar e assegurar o equilíbrio ambiental: b) disciplina do parcelamento, parcelamento, do uso e da ocupação oc upação do solo; c) zoneamento ambiental;
Portanto, a propriedade pode ser privada, mas a política urbana é pública e tem de atender as diretrizes fixadas no artigo 182 da Constituição Federal, que “tem por objetivo ordenar o pleno desenvolvimento das funções sociais da
cidadeCabe e garantir o bem-estar seus habitantes”. destaque, ainda, aosdeseguintes instrumentos de aplicação da política urbana contidos no artigo 4º da Lei nº 10.257/2001: V – institutos jurídicos e políticos; (...) e) instituição de unidades de conservação; (...) VI – estudo prévio de impacto ambiental (EIA) e estudo prévio de impacto de vizinhança (EIV).
O artigo 38 desta Lei deixa claro que a elaboração do EIV não substitui a elaboração e a aprovação do EIA, requeridas nos termos da legislação ambiental. 40 destabásico Lei fixa o plano de diretor aprovado pore lei municipal comoOo artigo instrumento da política desenvolvimento expansão ur-
bana, devendo a lei que o institui ser revista pelo menos a cada 10 (dez) anos (artigo 40, § 3º). No artigo 54 desta Lei, é restabelecida a possibilidade de ação cautelar quando do risco de dano ao meio ambiente, que havia sido prevista e vetada no artigo 4º da Lei nº 7.347, de 24 de julho de 1985.
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Sendo múltiplas as atividades econômicas em áreas urbanas, vão desde
simples loteamentos até a instalação de indústrias, cabe trazer à tona o caput do artigo 17 do Decreto nº 99.274, de 6 de junho de 1990, apresentado a seguir: Art. 17. Adeconstrução, instalação, ampliação amplia ção e funcionamen funcionamento to de estabelecimento atividades utilizadoras de recursos ambientais, ambien tais, consideradas efetiva ou potencialmente poluidoras, bem assim os empreendimentos capazes, sob qualquer forma, de causar degradação ambien ambiental, tal, dependerão de prévio licenciamento do órgão estadual competente integrante do SISNAMA, NAM A, sem prejuíz prejuízoo de outras licenças legalmente exigíveis.
Este artigo mostra claramente ser o Poder Público disciplinador das questões ambientais em área urbana, pois a ele cabe licenciar todo e qualquer empreendimento.
9 ESTAÇÕES ECOLÓGICAS, ÁREAS DE PROTEÇÃO AMBIENTAL E ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE A Lei nº 6.902, de 27 de abril de 1981, dispõe sobre a criação de Estações Ecológicas e Áreas de Proteção Ambiental. Esta lei foi regulamentada pelo Decreto nº 99.274, de 6 de junho de 1990. Conceitualmente, existem diferenças as Estações Ecológicas as Áreas de Proteção Ambiental.substanciais Enquanto asentre primeiras são criadas pela eUnião, Estados e Municípios em terras de seus domínios (art. 2º, Lei nº 6.902), as segundas são geralmente propriedades privadas declaradas pelo poder executivo como de interesse para a proteção ambiental, a fim de assegurar o bem estar das populações humanas e conservar ou melhorar as condições ecológicas locais (art. 8º, Lei nº 6.902). Segundo o artigo 7º da mesma lei, as Estações Ecológicas não podem ser reduzidas nem utilizadas para fins diversos daqueles para os quais foram criadas.. Já para as Áreas de Proteção Ambiental, o Poder Executivo, dentro dos criadas
princípios constitucionais que regem o exercício do direito de propriedade, apenas estabelecerá estabelecer á normas concernentes às limitações e proibições constantes do artigo 9º. Dessas limitações, a contida na alínea c cabe destaque por referirse explicitamente aos problemas erosão e assoreamento:
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c) o exercício de atividades capazes de prov provocar ocar uma acelerada erosão nas terras e/ou um acentuado assoreamento das coleções hídricas;
Se por um lado as Áreas de Proteção Ambiental têm, por força do artigo 32 do Decreto nº 99.274, de 6 de junho de 1990, que regulamenta as Leis nº 6902/1981 e nº 6938/1981, prioridade de financiamento nas instituições de crédito federais federais nos pedidos p edidos encaminhados com apoio da Senam/PR, destinados à melhoria do uso racional do solo, por outro lado, o artigo 34 do mesmo Decreto estabelece que serão impostas multas diárias proporcionalmente à degradação ambiental causada em infrações como a constante do inciso VIII, apresentado apr esentado a seguir: s eguir: VIII – causar degradação ambiental mediante assoreamento de coleções d’água d’água ou erosão acelerada, nas Unidades de Conservação;
O Código Florestal, instituído pela Lei nº 4.771, de 15 de setembro de 1965, define área de preservação permanente no inciso II do artigo 1º, nos
seguintes termos: II – Área de preservação permanente: área protegida nos termos dos arts. 2º e 3º desta Lei, coberta ou não por vegetação nativa, com a função ambiental de preservar os recursos hídricos, a paisagem, a estabilidade geológica, a biodiversidade, o fluxo gênico de fauna e flora, proteger o solo e assegurar o bem estar das populações humanas;
O inciso V do mesmo artigo define como de interesse social: a) as atividades imprescindíveis à proteção da integridade da vegetação nativa tais como: prevenção, combate e controle do fogo, controle da erosão, erradicação de invasoras invasoras e proteção de plantios com espécies nati-
vas, conforme resolução resolução do CONAMA; CONAMA; b) as atividades de manejo agroflorestal sustentável praticadas na pequena propriedade ou posse rural familiar, que não prejudiquem a função
ambien ambiental tal da área; e planos, atividades ou projetos definidos em resolução c) demais obras, do CONAMA.
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O artigo 3º da Lei nº 4.771/1965 estabelece que “consideram-se ainda, de preservação permanente, quando assim declarados por ato do Poder Público,
as florestas e demais formas de vegetação natural destinadas , entre outros: a) a atenuar a erosão das terras;
10 ZONEMENTO ECOLÓGICOECONÔMICO DO BRASIL BR ASIL O da Decreto 4.297, julhodede1981, 2002,estabelecendo regulamenta o artigo para 9º, in-o ciso II, Lei nº nº 6.938, de de 31 10 de de agosto estabelecen do critérios Zoneamento Ecológico-Econômico do Brasil – ZEE, este considerado instrumento da Política Nacional do Meio Ambiente. O caráter cogente do Zoneamento Ecológico-Econômico do Brasil (ZEE) é materializado no artigo 2º deste Decreto, apresentado a seguir: Art. 2º O ZEE, instrumento de organização do território a ser obrigatoriamente seguido na implantação de planos, obras e atividades públicas e privadas, estabelece medidas e padrões de proteçã proteçãoo ambiental destinados
a assegurar a qualidade ambiental, dos recursos hídricos e do solo e a conservação da d a biodiversidade, garantindo o desenvolvimento sustentável sustentável e a melhoria das condições de vida da população.
O inciso I do artigo 12 deste Decreto diz que a definição de cada zona observará o “diagnóstico dos recursos naturais, da sócio-economia e do marco jurídico-institucional. jurídico-instit ucional.” O artigo 13 do mesmo Decreto fixa o conte conteúdo údo mínimo de modo a atender este inciso. O conteúdo mínimo das Diretrizes Gerais eDecreto. Específicas da ZEE está apresentado nos incisos I a VII do artigo 14 deste
11 SISTEMA NA NACIONAL CIONAL DE UNIDADES UN IDADES DE CONSERV C ONSERVAÇÃO AÇÃO DA NA NATUREZ TUREZA A SNUC A Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2000, institui, no seu artigo 1º, o Sistema
Nacional de Unidades de Conservação da Natureza – SNUC, que estabelece critérios e normas para a criação, implantação e gestão das unidades de con-
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servação. Segundo Antunes (2005), o estabelecimento de unidades de conser vação foi o primeiro passo concreto concreto em direção direção à preservação preservação ambiental. ambiental. O artigo 2º desta lei apresenta os principais conceitos comumente usados nos estudos do meio ambiente:
I – unidade de conservação: espaço territorial e seus recursos ambientais, incluindo as águas jurisdicionais, com características naturais relevantes, legalmente instituído pelo Poder Público, com objetivos de conservação e limites definidos, sob regime especial de administração, ao qual se aplicam garantias adequadas de proteção; II – conservação da natureza: o manejo do uso humano da natureza, compreendendo a preservação, a manutenção, a utilização sustentável, a restauraçãoo e a recuperação do ambien restauraçã ambiente te natural, para que possa p ossa produzir o maior benefício, em bases sustentáv sustentáveis, eis, às atuais gerações, mantendo seu potencial de satisfazer as necessidades e aspirações das gerações futuras, e garantindo a sobrevivência sobrevivência dos seres vivos em geral; III – diversidade biológica: a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, dentre outros, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espécies,
entre espécies e de ecossistemas; IV – recurso ambiental: a atmosfera, as águas interiores, superficiais e subterrâneas, os estuários, o mar territorial, o solo, o subsolo, os elementos da biosfera, a fauna e a flora; V – preservação: conjunto conjunto de métodos, procedimentos e políticas que visem a proteção a longo prazo das espécies, habitats e ecossistemas, além da manutenção dos processos ecológicos, prevenindo a simplificação dos sistemas natura naturais; is; VI – proteção integral: manutenção dos ecossistemas livres de alterações causadas por interferência humana, admitido apenas o uso indireto dos seus atributo atributoss naturais; VII – conservação in situ: conservação de ecossistemas e habitats naturais e a manutenção e recuperação de populações viáveis viáveis de espécies em seus meios naturais e, no caso de espécies domesticadas ou cultivadas, nos meios onde tenham desenvolvido des envolvido suas propriedades propriedades características; VIII – manejo: todo e qualquer procedimento que vise assegurar a
conservação da diversidade biológica e dos ecossistemas;
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IX – uso indireto: aquele que não envolve consumo, coleta, dano ou destruição dos recursos naturais; X – uso direto: aquele que envolve coleta e uso, comercial ou não, dos recursos natura naturais; is; XI – uso sustentável: exploração do ambiente de maneira a garantir a
perenidade dos recursos ambien ambientais tais renováveis renováveis e dos d os processos ecológicos, mantendo a biodiversidade e os demais atributos ecológicos, de forma socialmente justa e economicam economicamente ente viável; XII – extrativismo: sistema de exploração baseado na coleta e extração, de modo sustentável, de recursos naturais renováveis; – recuperação: de um ecossistema ou deque uma populaçãoXIII silvestre degradadarestituição a uma condição não degradada, pode ser diferente de sua condição original; XIV – restauração: restituição de um ecossistema ou de uma população silvestre degradada o mais próximo possível da sua condição original; (...) XVI – zoneamento: definição de setores ou zonas em uma unidade de conservação com objetivos de manejo e normas específicos, com o propósito de proporcionar proporcionar os meios e as condições para que todos os objetivos da unidade possam ser alcançados de forma harmônica e eficaz; XVII – plano de manejo: documento técnico mediante o qual, com
fundamento nos objetivos de uma de conservação, se estabelece o seu zoneamen zoneamento to e gerais as normas queunidade devem presidir o uso da área eo manejo dos recursos naturais, inclusive inclusive a implan implantação tação das estruturas físicas necessárias à gestão da unidade; XVIII – zona de amortecimento: o entorno de uma unidade de conservação, onde as atividades humanas estão sujeitas a normas e restrições específicas, com o propósito de minimizar os impactos negativos sobre a unidade; e XIX – corredores ecológicos: porções de ecossistemas naturais ou seminaturais, minatura is, ligando unidades de conservação, que possibilitam entre elas o fluxo de genes e o movimento da biota, facilitando facilitando a dispersão de espécies e a recolonização de áreas degradadas, bem como a manutenção manutenção de populações que demandam para sua sobrevivência áreas com extensão maior do que aquela das unidades individuais.
objetivos do SNUC, que estão descritos no artigo 4º da referida Lei, são osOs seguintes:
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I – contribuir para a manu manutenção tenção da diversidade biológica e dos recursos genéticos no território nacional nacional e nas águas jurisdicionais; II – proteger as espécies ameaçadas de extinção no âmbito regional e nacional; III – contribuir para a preservação e a restauração da diversidade de ecossistemas natura naturais; is;
IV – promover o desenvolvimento sustentável a partir dos recursos naturais; V – promover a utilização dos princípios princípios e práticas de conservação conser vação da natureza natur eza no processo de desenvolvimen desenvolvimento; to; VI – proteger paisagens naturais e pouco alteradas de notável beleza cênica; VII – proteg proteger er as características relevantes de natureza geológica, geomorfológica, espeleológica, arqueológica, paleontológica e cultural; VIII – proteger e recuperar recursos hídricos e edáficos; ed áficos; IX – recuperar ou restaurar ecossistemas degradados; X – proporcionar proporcionar meios e incentivos para atividades de pesquisa científica,XIestudos e monitoramento ambiental; a diversidade biológica; – valorizar econômica e socialmente econômica XII – favorecer condições e promover a educação e interpretação ambiental, a recreação em contato com a natureza e o turismo ecológico; XIII – proteger os recursos naturais necessários à subsistência de po-
pulações tradicionais, respeitando e valorizando seu conhecimento e sua cultura e promovendo-as social e economicamente.
As unidades de conservação integrantes do SNUC se dividem em dois grupos: as Unidades de Proteção Integral e as Unidades de Uso Sustentável. As primeiras têm por objetivo básico preservar a natureza, sendo admitido apenas o uso indireto seusnºrecursos naturais, exceção previstos em lei (§ 1º, artigo dos 7º, Lei 9985/2000). Já as com segundas têmdos porcasos objetivo básico compatibilizar a conservação da natureza com o uso sustentável de parcela dos seus recursos naturais (§ 2º, art. 7º, Lei nº 9985/2000). O grupo das Unidades de Proteção Integral é composto pelas seguintes categorias catego rias de unidade de conservação (art. 8º, Lei nº 9985/2000): III––Estação ReservaEcológica; Biológica;
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III – Parque Nacional; IV – Monumento Natural; V – Refúgio de Vida Silvestre.
Já o Grupo das Unidades de Uso Sustentável é constituído pelas seguintes s eguintes categorias catego rias de unidade de conservação (art. 14, Lei nº 9985/200 9985/2000): 0):
I – Área de Proteção Ambiental; II – Área de Relevante Interesse Interesse Ecológico; III – Floresta Nacional; IV – Reserva Extrativista; E xtrativista; V – Reserva de Fauna; VI – Reserva Reser va de Desenvolvimento Sustentável; Sustentável; e VII – Reserva Res erva Particular do Patrimô Patrimônio nio Natural.
O Decreto nº 4.340, de 22 de agosto de 2002, regulamenta artigos da Lei nº 9.985/2000, que dispõe sobre a criação do Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC), do Plano de Manejo, da Gestão Compartilhada, da Autorização para Exploração de Bens e Serviços, Ser viços, da Compensação pelo Significativo Impacto Ambiental Ambiental Gerado e das Reservas da Biosfera.
12 AVALIAÇÃO DE IMP I MPACTO ACTO AMBI A MBIENTAL ENTAL
A Constituição Federal de 1988 fixou, no artigo 225, inciso IV, a obrigatoriedade do Poder Público de exigir o Estudo Prévio de Impacto Ambiental para a instalação de obra ou atividade potencialmente causadora de significativa degradação do meio ambiente, despontando como a primeira Carta Magna do planeta aOinscrever a obrigatoriedade do estudo impacto nomostraâmbito constitucional. caráter coercitivo do parágrafo 3º do de mesmo artigo do a seguir realça a importância da avaliação prévia do impacto ambiental a ser gerado por toda e qualquer intervenção no meio ambiente: § 3º As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente sujeitarão os infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções penais e administrativas, independentemente da obrigação de reparar os danos causados.
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A Resolução nº 1 do Conama dispõe sobre a avaliação do impacto ambiental. Essa Resolução considera impacto ambiental qualquer alteração das propriedades físicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam: I – a saúde, a segurança e o bem estar da população; II – as atividades sociais e econômicas;
III a biota; IV – as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; ambientais. V – a qualidade dos recursos ambientais.
A Lei nº 6.938/1981 prevê a Avaliação de Impacto Ambiental (AIA) e uma série de outros instrumentos complementares e inter-relacionados, como por exemplo, o licenciamento a revisão de mente poluidoras, que exige a eelaboração de atividades EIA/RIMAefetivas (estudooudopotencialimpacto ambiental/relatório de impacto ambiental) e/ou de outros documentos técnicos, os quais constituem instrumentos básicos de implementação da AIA; o zoneamento ambiental, o estabelecimento de padrões de qualidade ambiental e a criação de unidades de conservação, que condicionam e orientam a elaboração de estudos de impacto ambiental e de outros documentos técnicos necessários ao2ºlicenciamento O artigo da Resoluçãoambiental. nº 1 do Conama determina em quais empreendimentos ou atividades serão necessários a elaboração do estudo do impacto ambiental (EIA) e o seu respectivo relatório de impacto ambiental (RIMA),
submetidos à aprovação do órgão estadual competente e do Ibama em caráter supletivo. Dentre essas atividades modificadoras do meio ambiente podemse citar algumas, tais como: estradas de rodagem com duas ou mais faixas de rolamento; ferrovias; aeroportos; oleodutos, gasodutos, minerodutos, troncos coletores e emissários de esgotos sanitários; linha de transmissão de energia elétrica; barragens, abertura de canais para navegação, drenagem e irrigação, retificação de cursos d’água, abertura de barras e embocaduras, transposição de diques; extraçãoustriais; de minérios; aterros sanitários; complexos complexos e unidadesbacias, industriais e agro-ind agro-industriais; distritos industriais; exploração econômica de madeira ou lenha em áreas acima de 100 ha; projetos urbanísticos acima de 100 ha ou em áreas consideradas de relevante interesse ambiental; projetos agropecuários em áreas acima de 1000 ha.
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Portanto, após a Avaliação após de relatório Impact o de Impacto Ambiental prévio estudo de impacto ambiental e respectivo impacto(AIA) sobre oe omeio ambiente (EIA/RIMA), passa-se para a fase do licenciamento, em que o órgão ambiental competente estabelece as condições, restrições e medidas de controle ambiental que deverão ser obedecidas pelo empreendedor. Os critérios utilizados no licenciamento ambiental, de forma a efetivar a utilização do sistema de licenciamento como instrumentos de gestão ambiental, estão descritos na Resolução nº 237 do Conama. No artigo 8º da Resolução Conama nº 237, de 19 de dezembro de 1997, regulamentado pelo Decreto nº 99.274, de 6 de junho de 1990, as licenças ne-
cessárias para a obtenção do licenciamento licenciamento são descritas da seguinte s eguinte forma: forma: I – Licença Prévia (LP) – concedida na fase preliminar do planejamento do empreendimento ou atividade aprovando sua localização e concepção, atestando atestando a viabilidade ambiental e estabelecendo os requisitos básicos e condicionantes a serem atendidos nas próximas fases de sua implementação; II – Licença de Instalação (LI) – autoriza a instalação do empreendimento ou atividade de acordo com as especificações constantes dos planos, programas e projetos aprovados, incluindo as medidas de controle ambiental e demais condicionantes, condicionantes, da qual constituem motivo determinante; determinante; III – Licença de d e Operação (LO) – autoriza a operação da atividade ou empreendimento, após a verificação do efetivo cumprimento do que consta das licenças anteriores, com as medidas de controle ambiental e condicionantes cionan tes determinados para a operação operação..
Outros documentos técnicos necessários ao Licenciamento Ambiental são: o Plano de Controle Ambiental (PCA), o Relatório de Controle Ambiental (RCA) e o Plano de Recuperação de Áreas Degradadas (PRAD). Após a implantação e operação do empreendimento, o processo de Avaliação de Impacto Ambiental (AIA) não se encerra. Depois da concessão das licenças exigidas para o pleno funcionamento do empreendimento, é instalado um processo constante de acompanhamento pelo órgão ambiental e pelos demais agentes sociais que de participaram da Avaliação de Impacto (AIA), denominado Plano Monitoramento Ambiental (PMA). Ambiental O objetivo do PMA é planejar o controle permanente da qualidade ambiental, protegendo, dessa forma, o meio ambiente afetado, por meio de uma adaptação constante e dinâmica às necessidades ambientais.
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13 DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃ CONSTRUÇÃO O NA RECUPERAÇÃO USO DE ÁREAS DEGRADAD DEGRA DADAS AS POR EROSÃO De um lado, a falta de espaço para disposição de resíduos sólidos urbanos e, de outro, a necessidade de recuperar áreas degradadas por processos erosi vos têm conduz conduzido ido algumas administrações administrações municipais municipais e, por vezes, vezes, a própria própria comunidade local ao uso indevido e inapropriado desses resíduos. Geralmente, parte-se de uma proposta inicial de fechamento da ravina ou voçoroca com resíduos da construção civil, no entanto, depois, por falta de coleta seletiva, de fiscalização do Poder Público e do próprio desconhecimento cultural e educativo dos agentes geradores e transportadores, termina-se por utilizar indiscri-
minadamente todo tipo de resíduo sólido. As Figuras 3 e 4 mostram que tal minadamente prática pode ser extremamente danosa ao meio ambiente. Devido a problemas como o mostrado nas Figuras Figur as 3 e 4 e buscando minimizar os impactos ambientais, o Conselho Nacional do Meio Ambiente – Conama editou, em 5 de julho de 2002, a Resolução nº 307, estabelecendo diretrizes, critérios e procedimentos para gestão dos resíduos da construção civil. No artigo 2º dessa Resolução, são apresentados dez incisos com as definições dos termos relevantes paradessas a análise dos resíduos da construção civil. A seguir, são apresentadas algumas definições:
Figura 3 – Lançamento de resíduos sólidos em erosão, Município Município de Anápolis-GO Anápolis-GO..
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Figura 4 – Assoreamento do curso d’ d’água água com resíduo sólido carreado da erosão, município de Anápolis – GO.
I – Resíduos da construção civil: são os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, etc., telhas, pavimentochaasfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica comumente mados de entulhos de obras, caliça ou metralha; (...) IV – Agregado reciclado: é o material granular proveniente proveniente do beneficiamento de resíduos de construção que apresentem características técni-
cas para a aplicação em obras de edificação, de infra-estrutura, em aterros sanitários ou outras obras de engenharia; V – Gerenciamento de resíduos: é o sistema de gestão que visa reduzir, reutilizar ou reciclar resíduos, incluindo planejamento, responsabilidades, práticas, procedimentos e recursos para desenvolver e implementar as ações necessárias ao cumprimen c umprimento to das etapas previstas em programas e planos; VI – Reutilização: é o processo de reaplicação de um resíduo, sem transformaçãoo do mesmo; transformaçã
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VII – Reciclagem: é o processo de reaproveitamento de um resíduo, após ter sido submetido a transformação; VIII – Beneficiamento: é o ato de submeter um resíduo à operações e/ ou processos que tenham por objetivo dotá-los de condições que permitam que sejam utilizados como matéria-prima ou produto; IX – Aterro de resíduos da construção civil: é a área onde serão empregadas técnicas de disposição de resíduos da construção civil Classe “A” no solo, visando a reservação de materiais segregados de forma a possibilitar seu uso futuro e/ou futura ao utilização da área,possível, utilizando princípios de en-à genharia para confiná-los menor volume sem causar danos saúde pública e ao meio ambiente; X – Áreas de destinação de resíduos: são áreas destinadas ao beneficiamento ou à disposição final de resíduos.
Embora, de modo geral, o mais comum seja simplesmente considerar o resíduo da construção civil como um todo, o artigo 3º dessa Resolução o classifica em quatro classes, A, B, C e D, sendo que esta última engloba os resíduos considerados perigosos, “tais como tintas, solventes, óleos e outros ou aqueles contaminados ou prejudiciais à saúde oriundos de demolições, reformas etelhas reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros, bem como e demais objetos que contenham amianto ou outros produtos nocivos à saúde”. O parágrafo 1º do artigo 4º limita a disposição dos resíduos de construção civil, como segue: § 1º Os resíduos da construção civil não poderão ser dispostos em aterros de resíduos domiciliares, em áreas de “bota fora”, em encostas, corpos d’água, d’água, lotes vagos e em áreas protegidas por Lei, obedecidos os prazos definidos no art. 13 desta Resolução.
Portanto, com base na Resolução Conama nº 307/2002, fica claro que o eventual uso de resíduo da construção civil na recuperação de ravinas e voçorocas deve seguir as diretrizes do Programa Municipal de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil, sendo indispensável seguir procedimentos adequados para incorrendo, que se evite danos ambiente, comoaocontaminação do solo e da água, assim,ao emmeio crime de poluição meio ambiente com pena de reclusão de 1 (um) a 5 (cinco) anos (inciso V, § 2º, art. 54 da Lei nº 9605/1998).
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14 A LEI DE CRIMES AMBIENT AMBIENTAIS AIS Na intenção de coibir o desrespeito ao meio ambiente, foi instituída a Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998, que dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente e dá outras providências. Inicialmente, cabe destacar os artigos 2º a 4º das Disposições Gerais, por colocar em destaque o alcance da punibilidade punibilidade:: Art. 2º Quem, de qualquer forma, concorre para a prática dos crimes previstos nesta Lei, incide nas penas a estes cominadas, na medida da sua culpabilidade, bem como o diretor, o administrador, o membro de conselho e de órgão técnico, o auditor, o gerente, o preposto ou mandatário de pessoa jurídica, que sabendo da conduta criminosa de outrem, deixar de impedir a sua prática, quando podia agir para evitá-la.
Art. 3º As pessoas jurídicas serão responsabilizadas administrativa, civil e penalmente conforme o disposto nesta Lei, nos casos em que a infração seja cometida por decisão de seu representante legal ou contratual, ou de seu órgão colegiado, no interesse ou benefício da sua entidade. Parágrafo Parágra fo único. A responsabilidade das pessoas p essoas jurídicas não exclui a das pessoas físicas, autoras, co-autoras co-autoras ou partícipes do mesmo fato. Art. 4º Poderá ser desconsiderada a pessoa jurídica sempre que sua personalidade for obstáculo ao ressarcimen ressarcimento to de prejuízo prejuízoss causados à qualidade do meio ambiente.
Para a imposição e gradação da penalidade, a autoridade competente observará a gravidade do fato, tendo em vista os motivos da infração e suas conseqüências para a saúde pública e para o meio ambiente; os antecedentes do infrator quanto ao cumprimento da legislação de interesse ambiental; e a situação econômica do infrator, no caso de multa (Lei nº 9.605/1998, artigo 7º,
incisos I, II, III). Cabe destaque o artigo 53 desta Lei, que situa o inciso I a seguir como causa de aumento de pena, fazendo alusão explícita a erosão do solo: I – do fato resulta a diminuição de águas naturais, a erosão do solo ou a modificação do regime climático. climático.
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15 DANO AMBIENTAL E RESPONSABILIDADE AMBIENTAL Como previsto no artigo 225 da Constituição Federal, o meio ambiente ecologicamente equilibrado é um direito de todos, embora, no que concerne o direito de propriedade, possa ser de domínio público ou de domínio privado, o que não retira, em ambos os casos, o dever do Poder Público e da coletividade de defendê-lo e de preservá-lo para as presentes e futuras gerações. A gestão ambiental busca, de maneira contínua, o equilíbrio entre homem, atividade e meio ambiente, acompanhando as constantes evoluções tecnológicas, visando garantir a melhoria da vida e a preservação do ambiente e promovendo o desenvolvimento sustentável para atender às legislações ambientais. Mesmo nos casos em que se busca manter o equilíbrio equilí brio do meio ambiente, a ação do homem termina por alterá-lo. Essa alteração do meio ambiente pode ser positiva ou negativa. Sendo negativa, é considerado um dano ambiental passível de sofrer os rigores da lei. Dano ambiental é dano ao meio ambiente,
e este é um bem jurídico autônomo e unitário, não se confundindo com os diversos bens jurídicos que o integram e nem nestes podendo se decompor, sob pena de desaparecer do mundo jurídico. Antes, no entanto, de incursionar pelo campo da responsabilidade por tais danos, cabe definir o que seria juridicamen juridicamente te considerado um dano. Antun es (2005), dano é o prejuízo causado a alguém por um terceiro, quePara se vêAntunes obrigado ao ressarcimento. Para a doutrina civilista, no entanto, só é ressarcível o dano que preencha os requisitos: certeza, atualidade e subsistência. A Lei nº 7.347, de 24 de julho de 1985, disciplina dentre outras, a ação civil pública de responsabilidade por danos causados ao meio ambiente. Segundo o artigo 3º dessa Lei, “a ação civil poderá ter por objeto a condenação em dinheiro ou o cumprimento de obrigação de fazer ou não fazer”. Segundo Martins, o legislador pátrio consagrou a teoria da responsabilidade objetiva no que tange à responsabilização decorrente de danos ambientais, tendo como base a teoria do risco, segundo a qual cabe o dever de indenizar aquele que exerce atividade perigosa, consubstanciando ônus de sua
atividade o dever de reparar os danos por ela causados, e, assim, para que se prove a existência da responsabilidade por danos ambientais, basta a compro vação do dano dano existente existente e do nexo nexo causal. causal. Segundo Antunes (2005), os tribunais brasileiros têm tido uma compreensão extremamente restritiva do conceito de dano ambiental e, por conseqüência, do bem jurídico meio ambiente. Embora, reconhecidamente, grande
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parte dos danos ambientais sejam materialmente irreparáveis ou de reparação economicamente inviável, a postura tem sido de exigência de dano real em detrimento do risco de dano, ou seja, não se tem adotado um dos princípios básicos do Direito Ambiental, o da cautela, aliás, instrumento este com previsão legal contida no artigo 4º da Lei nº 7.347/1985. O tema erosão se encaixa como uma luva no desacerto em se considerar apenas o dano real e não o dano potencial. O solo erodido percorre, por vezes, dezenas a centenas de quilômetros, deixando quase sempre o seu rastro no assoreamento de cursos d’água e reservatórios. O retorno desse solo é quase sempre técnica e economicamente inviável. anto a perda de solo na erosão como o seu aporte no assoreamento geram danos irreparáveis ao meio ambiente e, se considerados enquanto risco, permitiriam provavelmente o mesmo uso, mas de modo sustentável. Problemas ambientais como esses restringem o artigo 225, § 3º, da Constituição Federal às sanções penais p enais e administrativas, uma vez que o dano real não tem como ser reparado em sua plenitude.
AGRADECIMENTO Os autores agradecem ao Professor José Geraldo de Sousa Júnior pelas sugestões e leitura deste texto.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANUNES, P. B. (2005). Direito ambiental. 8. ed. Rio de Janeiro: Lúmen Júris, 940 p. FELFILI, J. M., SILVA JR., M. C., BELRÃO, L. & SANOS, A. A. B. (2005). Legislação ambiental. CREA-DF, 114 p.
MARINS, R. F. (2002). Responsabilidade civil ambiental. exto apresentado em trabalho de Direito Civil V e publicado na internet (http://sites.uol.com. br/renata.maromba/responsabilidadeambiental.htm). São Paulo.
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MEDAU MEDA UAR, O. (2006). Coletânea Colet ânea de Legislação Legi slação de Direito D ireito Ambiental. Editora
Revista dos ribunais, 5ª edição, 1183 p. NOVAES, W., RIBAS, D. & NOVAES, P. C. (2000). Agenda 21 – Bases para discussão. Brasília, DF, MMA/PNUD.
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Processos Erosivos José Camapum de Carvalho, Car valho, Maurício Martines Sales, Diógenes Mortari, José Augusto Fázio, Nelson Otávio da Motta , Renato R enato Apolinário Apolinário Francisco
1 INTRODUÇÃO O correto diagnóstico dos mecanismos de eclosão e evolução das erosões se dá por meio de análises das causas do problema e de estudos geológico-geotécnicos do fenômeno. Este correto diagnóstico contribui para a definição de medidas preventivas ou corretivas mais econômicas e eficientes. O processo erosivo depende de fatores externos, como o potencial de erosividade da chuva, as condições de infiltração e escoamento superficial e a
declividade e comprimento do talude ou encosta e, ainda, do de solo. fatores como gradiente crítico, desagregabilidade e erodibilidade A internos, evolução da erosão ao longo do tempo depende de fatores tais como características geológicas geológic as e geomo geomorfológicas rfológicas do local, presença de trincas de origem tectônica e evolução físico-química e mineralógica do solo (LIMA 2003, CAMAPUM DE CARVALHO et al . 2002, CAMAPUM DE CARVALHO 2005). Devido ao grande número de variáveis que interferem na erodibilidade dos solos é difícil sua correlação com propriedades e parâmetros geotécnicos isolados (FÁCIO, 1991). No meio geotécnico tem-se dado grande importância ao estudo das erosões de origem hídrica, ditas lineares, que são classificadas pela maioria dos autores como ravinas (sem surgência de água) e voçorocas (com surgência de água). Além das erosões lineares, ocorrem ainda, com certa freqüência, as erosões tipo anfiteatro (LIMA, 1999) com ou sem surgência de água. Outro tipo de erosão hídrica que mostra sua face no Centro-Oeste brasileiro é a erosão das margens dos cursos d’água, como a que ocorre no rio Araguaia
(Figura 1).
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Figura 1 – Erosão das margens do rio Araguaia, 1999.
Na gênese e evolução das ravinas, voçorocas e erosões tipo anfiteatro atuam de modo isolado ou em conjunto, fenômenos tais como erosão superficial, erosão subterrânea, solapamento, desmoronamento e instabilidade de talude, além das alterações que os próprios solos podem sofrer em conseqüência dos fluxos meio saturado e não saturado em direção aos Esse contexto tornaem complexo o conhecimento dos mecanismos quetaludes. comandam o processo erosivo ao longo do tempo. A Figura 2 mostra o quão complexo pode ser o entendimento dos processos erosivos. Ela retrata a evolução lateral
de uma voçoroca na cidade goiana de Anápolis. Esta erosão existe há mais de 20 anos e várias foram as tentativas de contenção de sua evolução. odas até o momento foram infrutíferas. Ocorrem, no caso, dois tipos de solo e modelos evolutivos distintos. Enquanto o solo esbranquiçado apresenta erosão superficial e rupturas localizadas de talude, o solo vermelho apresentou uma ruptura de talude seqüencial, provavelmente motivada pelo processo de esqueletização do maciço gerada ao longo do tempo, acoplada à influência da sucção no comportamento mecânico solo e,depor conseqüência, na estabilidade de talude. É possível estimar um do modelo evolução dessas rupturas de talude com base na experiência adquirida ao longo da pesquisa que deu origem a esta publicação. A atuação do processo de degradação por esqueletização do maciço possibilitou a primeira ruptura de talude. Com isso, o solo próximo ao novo talude apresentava-se mais úmido e, portanto, com menor sucção que a referente à porção rompida, devido à condição de proteção que lhe era imposta pela geometria anterior. Essa menor sucção teria então condicionado a segunda ruptura. Esta é uma pequena mostra da dinâmica e complexidade complexidade que cercam a evolução dos processos erosivos.
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Figura 2 – Voçoroca próxima de Anápolis-GO.
2 ORIGEM DOS PROCESSOS EROSIVOS A dinâmica superficial do relevo terrestre é responsável pela feição atual da superfície. O resultado dessa modelagem, a paisagem, é estudada pela geomorfologia, ramo da geociência abordado tanto pela geologia como pela geografia física. Pode-se dizer que uma paisagem somente estará completamente estudada quando puder ser corretamente descrita em termos de estrutura, processo e tempo, o que envol envolve ve conhecimentos multidisciplinares.
De acordo com Embleton & Tornes (1979), processo em geomorfologia define as ações dinâmicas ou eventos que envolvem a aplicação de forças sob certos gradientes. Essas ações são provocadas por agentes como chuva, vento, ondas, marés, correnteza de rios e gelo. Quando as forças excedem a resistência dos sistemas naturais, ocorrem modificações por deformações do terreno, mudanças de posição ou mudanças na estrutura química. As modificações podem ou não ser perceptív perceptíveis eis à nossa capacidade de observação, dependendo da velocidade do processo ou da relação de forças. Os processos geomorfológicos geralmente são complexos, refletindo não somente inter-relação as variáveis causais (clima,aogeologia, etc.), masatambém a suaentre evolução no tempo. Portanto, tratar demorfologia processos, deve-se sempre ter em mente a noção do espaço em que o processo ocorre e a sua velocidade. No trato dos processos erosivos, é igualmente necessário que se considere a origem da ação dinâmica, o local, o momento e a velocidade de ocorrência.
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O termo erosão provém do latim (erodere) e significa “corroer”. Nos estudos ligados às Ciências da erra, o termo é aplicado aos processos de desgaste da superfície terrestre (solo ou rocha) pela ação da água, do vento, do gelo e de organismos vivos (plantas e animais), além da ação do homem. Os processos erosivos constituem-se numa forma natural de modelagem do relevo e atuam de modo conjugado conjugado aos processos pedogenético pe dogenéticos. s. De maneira geral, sob condições naturais, estes dois processos atuam equilibradamente,
havendo certa equivalência entre a quantidade de solo erodida e a quantidade produzida. Comumente, denomina-se este fenômeno de erosão natural ou erosão geológica. Quando se dá o rompimento deste equilíbrio devido à interferência do homem e não permitida ao solo a recuperação dá-se origem à erosão acelerada ou éerosão antrópica. Surge hoje comonatural, uma variante da erosão antrópica, aquela oriunda das alterações climáticas propiciadas pelo homem em atividades não ligadas diretamente à ocupação e ao uso do solo. Destaca-se, no entanto, que a dinâmica dos processos erosivos está intimamente ligada à própria dinâmica de variáveis vari áveis causais como clima e uso do solo, sendo que, por exemplo, o fato da primeira, clima, depender da segunda, uso do solo, reflete a sua complexidade. Grande parte dos processos erosivos ocorre de modo direto e previsível, como conseqüência da intervenção i ntervenção antrópica no meio ambiente. São exemplos dessa situação situaçã o no meio rural, o plantio e manejo do solo de modo inapropriado, como a não-observância de curvas de nível ou o desmatamento de matas ciliares. Em meio urbano, têm-se práticas inadequadas como impermeabilização
superficial excessiva com concentração do fluxo e lançamentos inapropriados das drenagens de águas pluviais. Obras de engenharia como barragens, linhas de transmissão e rodovias, que não se enquadram nem como rural nem como urbana, são também a origem de vários problemas de erosão, sobretudo no que tange à falta ou ao lançamento inapropriado das drenagens e ao abandono das áreassededestacar empréstimo exploradas sem os No entanto, há que que existem erosões quecuidados surgemnecessários. sem a possibilidade de previsão tão direta. É o caso, por exemplo, de várias erosões que surgem no Centro-Oeste em áreas de platô próximas aos bordos de chapada, formando ravinas e voçorocas, não raro quilométricas. Por similaridade, embora se considerando uma escala de tempo ínfima em relação à geológica, os resultate or de oxi-hidróxidos apresentados por Lima (2003) dos de granulometria e teor permitem entender o mecanismo segundo o qual essas erosões são desencadeadas e passam a evoluir. A Figura 3 mostra que mesmo em curto intervalo
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de tempo (20-30 anos) o fluxo em meio não saturado ou próximo à saturação s aturação conduz à variação do teor de argila mais silte junto aos bordos da voçoroca. A Figura 4 mostra que o teor de óxi-hidróxidos de ferro e alumínio aumenta com esse teor denatural argila mais silte, sendo então possível prever a formação de um barramento em relação ao restante do maciço. Esse barramento natural existente junto ao bordo de chapada, ao se romper em determinado momento, possibilita o rápido avanço da erosão em direção a montante. Esse mecanismo ocorre devido ao fato de ser o índice de vazios natural geralmente
superior ao correspondente ao limite de liquidez do solo e, com isso, rompida a estrutura do solo por excesso de umidade, ocorre tendência tendência de fluidificação do maciço. O início do processo é favorecido pelo aumento de gradiente junto ao bordo da chapada devido ao represamento de água gerado. Essa análise reforça a idéia de complexidade dos processos erosivos.
Figura 3 – eor eor de finos do solo da erosão Ceilândia 1 (LIMA, (LIM A, 2003).
Figura 4 – Relação entre o teor de finos e os oxi-hidróxidos do solo da erosão Ceilândia 1 (LIMA, 2003).
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3 EROSIVIDADE E ERODIBILIDADE A erosividade da chuva e a erodibilidade do solo são dois importantes fatores físicos que afetam a magnitude da erosão do solo. Como visto, a erosão dos solos depende de vários fatores. Mesmo que a chuva, a declividade do terreno e a cobertura vegetal sejam as mesmas, alguns solos são mais susceptíveis ao destacamento e ao transporte de partículas pelos agentes de erosão que outros. Essa diferença, devido às propriedades do solo, é conhecida como erodibilidade do solo.
Segundo Lal & Elliot (1994), a erosividade é a expressão da habilidade dos agentes erosivos, como a água, que causa o destacamento e o transporte de solo. A quantificação destes dois fatores é importante na previsão da erosão e no planejamento do uso do solo. Entretanto, Entretanto, a erodibilidade dos solos tem sido si do o fator de maior interesse geotécnico. A aos erodibilidade de umossolo é definida falta de capacidade de resistir processos erosivos erosiv e depende nãocomo s ó dassua só características intrínsecas do solo, mas também de fatores subsidiários como ciclos de umedecimento e secagem, além da composição química química da água presente (VILAR & PRANDI, 1993). Desta maneira, a forma mais comum de se analisar a erodibilidade dos solos tem sido por meio de suas características físicas e químicas e de alguns condicionantes externos.
4 CLASSIFICAÇÃO DAS EROSÕES
As erosões se classificam quanto à forma como surgiram em dois grandes grupos, a erosão natural ou geológica e a erosão antrópica ou acelerada. O termo erosão acelerada por vezes é utilizado como sinônimo de erosão por voçorocamento e deriva da concepção concepç ão de que ravinas e voçorocas resultam da intervenção causada por atividades antrópicas NEBOI, 1983). Segundo Oliveira (1999), esta concepção ignora o fato de que ravinas e voçorocas são feições erosivas que caracterizam, no Brasil e em outras partes do mundo, antigos depósitos sedimentares humanos na América do Sul.com idade anterior ao surgimento dos primeiros Zachar (1982) propõe uma terminologia para a classificação dos principais tipos tipo s de erosão, enfatizando o caráter combinado entre os agentes erosivos e a ação da gravidade. A abela 1 mostra esta classificação com pequena mo-
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dificação. Embora o homem muitas vezes desencadeador de vários destes tipos de erosão,, seja erosão a erosão antró antrópica picaoé,elemento nesta classificação classificação, , tratada de modo separado. (ZACHAR, 1982). Tabela 1 – 1 – Classificação da erosão pelos fatores ativos (ZACHAR, Fator Termo 1. água erosão hídrica 1.1. chuva erosão pluvial 1.2. fluxo superficial erosão laminar 1. 1.3. 3. flux uxoo co conc ncen entr trad adoo eros er osão ão li line near ar (s (sul ulco co,, ra ravi vina na e vo voço çorroc oca) a)
1.4. rio
erosão fluvial
11..56.. lm agaor, reserv rvaatório 2. geleira 3. neve
eerroossããoo lm acaurisntrhina a ou límica erosão glacial erosão nival
4. vento 5. terra, detritos 6. organismos 6.1. plantas 6.2. animais 6.3. homem
erosão eólica erosão soligênica erosão organogênica erosão fitogênica erosão zoogênica erosão antropogênica
O mais comum é, no entanto, classificar a erosão em quatro grandes grupos: erosão hídrica, erosão eólica, erosão glacial e erosão organogênica. Este texto dará ênfase às erosões antrópicas de origem hídrica geradas pela chu va. Estas erosões são geralmente classificadas em três tipos principais: erosão superficial; erosão interna e erosão linear (sulco, ravina, voçoroca), segundo
o seu estágio de evolução. Cabe destacar que a erosão superficial é também denominada laminar e que as ravinas e voçorocas podem assumir a forma de anfiteatro em lugar da forma linear característica da região Centro-Oeste. Chama-se ainda a atenção para o fato de os sulcos serem considerados por alguns autores como erosão superficial e, por outros, como a fase inicial da erosão linear; aderiu-se nesse texto à segunda corrente. Nos três tipos de erosão citados, desprendimento e transporte das partículas do soloao sãofluxo visualmente notórios.o Existe, no entanto, um outro fenômeno associado da água difícil de ser percebido, que, além de gerar a deterioração do maciço, contribui para a evolução da erosão, é o fenômeno da esqueletização, estudado por Lima (2003) (200 3) para solos do Distrito Federal.
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4.1 Erosão Superficial A erosão superficial surge do escoamento da água que não se infiltra. Ela está associada ao transporte, seja das partículas ou agregados desprendidos do pelopela impacto gotas de chuva, seja partículas ouOagregadosmaciço arrancados força das trativa desenvolvida entredas a água e o solo. poder erosivo da água em movimento e sua capacidade de transporte dependem da densidade e da velocidade de escoamento, bem como da espessura da lâmina d’água e, principalmente, da inclinação da vertente ou relevo. A formação de filetes no fluxo superficial amplia o potencial de desprendimento e arraste das partículas de solo, dando, quase sempre, origem aos sulcos que evoluem para ravinas podendo chegar à condição de voçoroca.
Ressalta-se aqui que a ocorrência do escoamento por fluxo superficial está diretamente relacionada com as condições de infiltração da água no solo. Segundo e Chow (1988), a infiltração decresce com a continuidade da chuva, cabendo no entanto, que grauardeousaturação inicial diretamente do solo, porno se relacionarlembrar, com a continuidade das ofases água, interfere modo como se processa essa alteração da infiltrabilidade. Interferem também, na infiltração, a intensidade do evento chuvoso, a proximidade da superfície freática, o grau de compactação e a porosidade do solo, além da vegetação e da topografia. O processo de erosão superficial por escoamento laminar caracteriza-se pela remoção uniforme do solo ao longo da vertente, podendo ou não nessa fase propiciar o aparecimento de sulcos. Segundo Zachar (1982), a uniformidade do fluxo depende diretamente da inclinação da vertente. Quanto maior a declividade, menores serão as áreas com possibilidade de acumulação de água e, conseqüentemente, uniforme ser á o fluxo, será no entanto, de fundamental importância o mais aspecto geomorfológico dasendo, área. Devido à forma como
ocorrem as evidências de erosões laminares, elas são de difícil percepção, geralmente não deixam traços visíveis e podem continuar atuando por décadas. Segundo Fao (1967), não existe um marco definido que caracterize caracteriz e o final da erosão laminar e o início da erosão em sulcos. Quando os sulcos ocupam quase toda a superfície do terreno, a erosão laminar se limita às partes lisas e regulares da superfície, ou seja, ocorre entre os sulcos. Desta forma, o fluxo superficial concentrado pode ser denominado fluxo em sulcos, e o fluxo que ocorre com distribuição uniforme é denominado fluxo intersulcos. em-se, assim, a erosão em sulcos, que corresponde às erosões lineares, e a erosão intersulcos, que corresponde à erosão laminar (VILAR (VILAR & PRANDI, 1993). Na
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erosão em sulcos, o desprendimento de partículas se dá principalmente pela energia do fluxo superficial e não pelo impacto da gota de chuva, como na erosão laminar. Desta forma, via de regra, embora dependa de vários fatores, como tipo de solo e declividade, o volume de material erodido é muito maior na erosão em sulcos do que na erosão intersul A erosão superficial é comum emintersulcos. regiõescos. tropicais, podendo ocorrer tanto em áreas rurais quanto urbanas. Suas conseqüências são mais facilmente observadas nas zonas rurais com cobertura de terreno fértil, pois, além de le var grande parte dos nutrien nutrientes, tes, desestabiliza as plantações, atingindo a cobertura de suas raízes, e gera o assoreamento de cursos d’água, reservatórios e áreas à jusante. No Centro-Oeste brasileiro, sua ocorrência em área rural é, no entanto, preocupante, pois o manto de solo intemperizado usado para a
prática da agropecuária é geralmente espesso e pobre em nutrientes. Sendo pobre em nutrientes, obriga o uso anual de insumos, fazendo com que a perda de solo por esse motivo não seja percebida. Sendo espesso, não se dá conta do volume de solo erodido. volume erodido. Em curto prazo, os maiores maiores danos são percebidos percebidos no assoreamento de cursos d’água d’água e de reservatórios. reser vatórios. alvez alvez o maior risco se s e situe, no entanto, a longo prazo, na possibilidade de exaurimento da camada de solo agricultável, como já ocorre em áreas do sul do País. Em áreas urbanas, a erosão superficial atua geralmente em loteamentos recém-implantados com terrenos desmatados e não ocupados e em ruas não pavimentadas. erosão superficial fatores do solo, A declividade do terrenodepende e clima,de e de fatoresexternos, internos,como comocobertura tipo de solo, estrutura e umidade. Estes são aspectos geralmente naturais, no entanto, a intervenção antrópica de modo inapropriado alterando o estado do solo talvez seja o elemento mais importante. Por exemplo, um solo coesivo rico em matéria orgânica, que é naturalmente pouco erodível, quando arado e gradeado para plantio, torna-se extremamente vulnerável à atuação dos processos erosi-
vos. Sua vulnerabilidad vulnerabilidadee é ainda ampliada ampliada pela forma forma e época em que é feita feita a preparação do solo. Medidas de erodibilidade superficial por meio do ensaio de Inderbitzen, realizadas em um perfil de intemperísmo do Distrito Federal, mostram que quanto mais intemperizado o solo regional, maior sua erodibilidade por fluxo superficial (Figura 5). Nesta figura, as profundidades de 4m e 6m correspondem a solo laterítico e a camada de 10m, a solo saprolítico. Essa informação é relevante na avaliação de riscos quanto à erosão.
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Figura 5 – Erodibilidade de um perfil de intemperísmo de Brasília.
4.2 Erosão Interna ou Piping Hargerty (1991), em revisão minuciosa dos fenômenos de erosão interna, apresenta a definição do termo pipi piping ng como como sendo um fenômeno de erosão subterrânea no qual a percolação de água causa a remoção de partículas do interior do solo, formando cavidades de forma tubular que avançam para o interior do solo. ambém ambém neste trabalho de revisão revi são é colocado colocad o o termo sapping aplicado para casos em que o fenômeno ocorre disseminado numa área mais extensa. piping pipi ng corresponde, A erosão subterrânea portanto, ao processo de formação de tubos, ou seja,ou formação de canais a partir da face de uma encosta ou talude por meio do carreamento de partículas. Esse processo pode evoluir para grandes cavidades no subsolo. Segundo Fendrich et al. (1997), a
piping g não erosão em pipin não se processa apenas nas proximidades do talude e pode se desenvolver ao longo de centenas de metros de distância da voçoroca, enfraquecendo o solo e estabelecendo regiões de percolação preferencial, por vezes com afundamentos de uma porção superficial do terreno, o que é conhecido por subsidência (Figura 6). Destaca-se que a origem deste fenômeno de afundamento pode ser também atribuída a antigos formigueiros, cujos vazios favorecem a infiltração d’água e a erosão interna.
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Figura 6 – Subsidência fotografada em julho de 1996 no Distrito Federal.
A erosão subterrânea pode ocorrer nas seguintes situações: Quando a força hidráulica. de percolação ultrapassa a resistência do solo, 1) gerando a ruptura A ruptura hidráulica causadalocalizada pelas forças de percolação ocorre nos locais de descarga, onde o gradiente atinge o valor crítico e condições de liquefação, arrastando partículas de solo e permitindo a abertura de pequenos orifícios, orif ícios, nos quais o fluxo passa a se concentrar, criando assim pequenas cavidades (AZEVEDO & ALBUQUERQUE FILHO, 1998). Estas pequenas cavidades concentram ainda mais o fluxo subterrâneo e, por conseqüência, o incremento no gradiente hidráulico, num processo cíclico de ação e reação; 2) Quando o gradiente hidráulico ultrapassa ultrapa ssa o crítico do solo. Por ocasiã ocasiãoo do aumento do gradiente gradi ente devido ao a o rebaixamento do nível d’água d’água com o aprofundamento da voçoroca,críticos tem-sesurgem, a formação tubos dando origem à erosão subterrânea. Gradientes ainda,deem conseqüência da implantação de bacias de infiltração a montante das ravinas e voçorocas, propiciando a progressão remontante da erosão;
3) Quando a fração grossa do solo não é filtro da fina, gerando o desloca mento desta última com descalçamento da primeira e propiciando a formação de grandes cavidades no interior do maciço. Esse processo, apesar de também ligado às condições de fluxo, pode se originar no interior do maciço e não necessariamente a partir da face da encosta ou talude. Um exemplo desse tipo de problema ocorreu no Distrito Federal, na cidade satélite Recanto das Emas, e foi detectado quando da construção de uma lagoa de estabilização em área
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de antiga cascalheira. A antiga cascalheira, situada não muito distante da encosta, ao funcionar como bacia de infiltração, proporcionou o surgimento de grandes cavidades subterrâneas, que desabaram com a operação das máquinas no local. A presença de terrenos estratificados é um condicionante geológico ge piping , poissãoconcentra ralmente favorável à ocorrência o fluxo uma determinada camada. Condições de semelhantes criadas em solos em onde os processos de iluviação levam à criação de horizontes pedológicos com permeabilidades distintas (HARGER (HARGERY Y,, 1991a). A diferenciação textural, t extural, aliada
ao relevo ondulado, é atribuída por Conciani et al. (1995) como fator determinante do caráter erodível de alguns solos podzólicos. A remoção do material, necessária para a progressão do fenômeno, ocorre de forma mais intensa quando o fluxo é turbulento. Este fluxo pode ser temporariamente bloqueado devido à queda de blocos, situação na qual pode ocorrer a transferência do fenômeno para uma região adjacente. Porém, para que haja continuidade do processo, é necessária a remoção do material por
outrosHargerty mecanismos. (1991b), num trabalho de avaliação do fenômeno de piping/ sapping , classifica as formas de identificação do fenômeno da seguinte maneira: 1) Evidências diretas. A mais forte evidência é a surgência de águas turvas indicando a remoção do material. Porém, a sua ocorrência e, conseqüentemente, sua visualização, não é muito comum; 2) Evidências indiretas. São reconhecid reconhecidos os três subtipos: a) Evidências indiretas primárias. São causadas unicamente ou predomi piping ng . Neste grupo, estão as cavidades fornantemente pelo mecanismo de pipi madas nas zonas de surgência d’água e os depósitos de sedimentos localizados logo abaixo destas. b) Evidências indiretas secundárias. São feições associadas ao fenômeno que podem ou não indicar a sua ocorrência. Descolorações ou manchas, formadas na presença presença de água, observadas na face do talude incluem-se nesta categoria. c) Evidências indiretas terciárias. Estas feições podem ser causadas por
vários mecanismos, um dos dos quais quais pode ser o pipi piping ng . Exemplos deste grupo são os blocos abatidos ou escarpas esc arpas irregulares. Mortari (1994) relata que no Distrito Federal a erosão subterrânea está relacionada ao fluxo concentrado em aqüíferos porosos. Este origina aberturas em forma de tubos, que podem vir a sofrer colapsos e originar cavidades na
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superfície, similares aos “sinkholes” típicos de terrenos calcários. Nestas ero-
sões, as partículas do solo são retiradas ao longo de todo o trecho do fluxo, tendendo a formar uma abertura contínua desde a zona de alimentação até o exutório (MENDONÇA, 1993). Geralmente, esta abertura origina-se no contato solo poroso e substrato mais impermeável, onde o fluxo se desenvolve acompanhando este contato. É comum a erosão interna ter início em voçorocas que interceptam o nível de água, provocando, assim, o aumento no gradiente e nas forças de percolação e propiciando a instabilidade e o carreamento das partículas de solo. Dois típicos de grande foram registrados na região Oestecasos no final da década de 80.amplitude Um na cidade satélite de Ceilândia, Cei lândia, DistCentroDistrito rito Federal, e o outro em Jardim Ingá, Estado de Goiás, no entorno de Brasília. Essas erosões geraram a destruição de casas, afundame afundamentos ntos no terreno e trincas nas ruas. As Figuras 7 e 8 ilustram os problemas ocorridos em Jardim Ingá.
Figura 7 – Problema oriundo de erosão interna, Jardim Ingá – GO, 1989.
Figura 8 – Problema oriundo de erosão erosão interna, Jardim Jardim Ingá – GO, GO, 1989.
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A erosão interna é estudada em laboratório por meio do ensaio do furo de agulha ou Pinhole test . Este ensaio foi desenvolvido para uso em solos dis-
persivos, o que não é o caso dos solos do Centro-Oeste afetados por processos de erosão interna. Santos (1997) propôs a alteração da metodologia de análise dos resultados de modo a estendê-la aos solos regionais. No procedimento proposto, deve ser observado se a vazão obtida para um determinado gradiente hidráulico na fase de descarga não é superior àquela medida na fase de carga para o mesmo gradiente. O aumento da vazão na fase de descarga reflete a degradação física do solo ou mesmo o processo de erosão interna (Figura Nos gráficos mostradosobtidos na Figura degradação cada em9). evidência nos resultados para9,a esta amostra BP-6. física é colo-
Figura 9 – Ensaios do furo de agulha para solo proveniente proveniente da voçoroca do Batalhão Florestal de Polícia, Goiânia – GO, Santos (1997).
4.3 Sulcos, Ravinas e Voçorocas A erosão laminar, sulcos, ravinas e voçorocas constituem a seqüência natural de evolução dos processos erosivos, podendo o estágio de voçoroca ser atingido com uma duração muito breve das fases anteriores. A classificação da erosão em cada uma dessas fases segue critérios distintos na literatura, literatura, podendo ir de simples definições fundamentadas na geometria até aquelas baseadas
em aspectos de fluxo. classificaçãorealizadas diz respeito forma linear ougeomecânicos não da erosão.e Com baseOutra nas observações por àLima (1999) sobre erosões da área urbana de Manaus, verificou-se que várias delas
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correspondiam a frentes de erosão de grandes proporções, sem passarem ou apresentarem necessariamente forma linear. Além disso, nas erosões para as
quais lençolcaso, freático foi atingido, não sea constataram indícios deforma erosãomais interna. oNesse quando a erosão perde linearidade assumindo concentrada, ela é geralmente chamada de erosão em anfiteatro. Segundo Camapum de Carvalho et al. (2001), sulcos são pequenos canais, de até 10cm de profundidade, gerados pela concentração do escoamento superficial. Na fase de surgimento dos sulcos, eles normalmente se dão de forma distribuída, não ocorrendo grandes concentrações de água. O aumento da de água em sulcos faz com ravina que eles evoluam paraconcentração ravinas ou voçorocas. Nadeterminados opinião dos autores, o termo deveria ser aplicado para os canais com profundidade superior a 10cm, com profundidade máxima limitada à 50cm ou àquela para a qual começa a ocorrer instabilidade dos taludes por deficiência de coesão real e de cimentação, adotando-se a maior delas. O limite de 50cm também se encontra atrelado à estabilidade de talude, pois mesmo para solos granulares a impregnação de matéria orgânica e a presença de raízes na camada superficial assegura-lhe certa estabilidade até esta profundidade. Nessa classificação, a partir da profundidade limite estabelecida para a ravina, ter-se-ão ter-se-ão as voçorocas, sobre as quais passam a intervir a
instabilização dos taludes associada ou não aos fenômenos de erosão interna ou de esqueletização. também designada porando alguns autores como boçoroca, é um termoVoçoroca, upi-Guarani, Ibi-Çoroc , signific significando “terra rasg ada” rasgada ”. No Brasil, é majoritária a tendência em classificar os sulcos igualmente por critério geométrico de profundidade, sendo que, no entanto, as voçorocas e ravinas se distinguem, respectivamente, por atingir ou não o lençol freático. Quanto à intermitência do lençol freático, a literatura não é pacifica quanto a enquadrar a erosão em uma ou outra categoria. Segundo Guidicini & Nieble (1984), as voçorocas longo das de drenagem superficiais em seções típicas emseVoriginam devido aoaoprocesso delinhas ravinamento. A partir de certa profundidade do entalhe, as erosões podem atingir o lençol freático, havendo então contribuição das águas subterrâneas no processo erosivo. As ravinas e voçorocas em inglês inglês são conhecidas como gullies, não havendo distinção entre atuação ou não do lençol freático. f reático. O mais importante não é, no entanto, as controvérsias de nomenclatura, mas sim o fato de as voçorocas corresponderem ao estágio mais avançado e complexo do processo erosivo, cujo poder destru-
tivo local é superior aos dos outros estágios e, portanto, de mais difícil controle e mais elevado custo de recuperação da área degradada.
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Na voçoroca atuam, em separado ou conjuntamente, vários processos erosivos, sendo palco de erosão superficial, erosão interna, solapamentos, desabamentos, escorregamentos de taludes e quedas de blocos. Esses processos se conjugam no sentido de tornar este estágio da erosão mais complexo, de
elevado poder destrutivo, com evolução mais rápida e que se desenvolvem na maioria das vezes remontando de jusante para montante. A título de exemplo, na cidade satélite do Gama, Distrito Federal, uma voçoroca escavou em sete anos um volume de solo e rocha alterada de aproximadamente 660.000m, significando em média 100.000m por ano (COSA, 1981). Em meio urbano, as voçorocas são originadas pela ampliação do volume e concentração de águas superficiais e por lançamentos inapropriados das drenagens de águas pluviais. Geralmente, o problema se agrava quando da mistura de águas servidas às águas pluviais do sistema de drenagem. Ainda ligadas ao lançamento de sistemas de drenagem estão asNoravinas e voçorocas junto a rodovias, ferrovias e outras obras de engenharia. meio rural, elas geralmente surgem e se desenvolvem em conseqüência de alterações hidrológicas na bacia de drenagem, em conseqüência de desmatamentos e modificações nas taxas de infiltração e no regime de vazões. Oliveira (1999) relacionou numerosas feições erosivas associadas às voçorocas e ravinas com dutos, movimentos de massa, ressurgências etc. A par-
tir da observação da localização de incisões erosivas nas encostas, considerando a sua relação com canais de primeira ordem em campo, uma primeira generalização levou à identificação de incisões conectadas e desconectadas do canal de drenagem. Baseado na ocorrência de alguns casos, nos quais grandes incisões erosivas ocupam longitudinalmente o conjunto da encosta, foi sugerida a hipótese de que grandes incisões seriam resultado da integração, ao longo do tempo, de incisões conectadas e desconectadas da rede hidrográfica. De acordo com a previsão feita pelo modelo conceitual, as incisões se caracterizam por incisões conectadas à rede de drenagem, expandindo-se a montante e linearmente; já as incisões desconectadas expandem-se a montante e constroem um cone de dejeção a jusante no momento da integração entre incisões conectadas e desconectadas, formando-se um degrau entre os dois tipos de incisão. Nas áreas rurais, a erosão linear, em sua fase inicial, pode p ode ser desfeita com as operações normais de preparo do solo. Em estágio muito adiantado, porém, elas atingem tal profundidade que não permitem o trabalho das máquinas agrícolas, prejudicando a produtividade. Essa linha de raciocínio, embora os
agrícolas, prejudicando a produtividade. Essa linha de raciocínio, embora os
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bens protegidos sejam outros, se estendem para as erosões em meio urbano e junto a rodovias, barragen barragenss etc. As erosões tipo anfiteatro são geralmente condicionadas pela geologia estrutural. Lima (1999), ao estudar erosões de Manaus, concluiu estarem estas ligadas aos processos de falhas normais e transcorrentes ocorridos na região,
resultantes de movimentos neotectônicos. Essas falhas constituem, segundo a autora, maisderelevante erosões onafator Cidade Manaus. de condicionamento da gênese e evolução das
4.4 Esqueletização O fenômeno da esqueletização é o processo de degradação física do solo que aumenta sua porosidade. Ele surge em conseqüência do transporte de partículas ou de compostos ou elementos químicos solubilizados. Esse é um tema pouco estudado no Brasil e quase sempre não considerado na análise dos processos erosivos. O aumento da porosidade do solo termina por gerar a instabilidade dos taludes das erosões, sendo, portanto, parte essencial no processo evolutivo das ravinas e voçorocas. O fenômeno da esqueletização pode ainda ser o elemento desencadeador de processos erosivos, ao contribuir para a instabilização de
encostas naturais submetidas à ocupação ou uso inadequado. Nogueira (2005) e Lima (2003) estudaram, respectivamente, o processo de alteração do solo em modelo de laboratório e em erosões localizadas no Distrito colocando em evidência do fluxo em turado e Federal, não saturado, na degradação físicaa einfluência no comportamento domeio solo. saOs resultados obtidos por esses pesquisadores são apresentados em outro capítulo deste livro.
4.5 Outras Formas Particulares de Erosão Citadas na Literatura 4.5.1Erosão em Pedestal Este tipo de erosão se desenvolve lentamente, sendo bastante comum no interior de ravinas e voçorocas. Ocorre quando o solo erodível é protegido da erosão em splash, seja por uma pedra (grânulos e seixos de minerais variados)
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ou pela raiz de uma árvore, isolando pedestais. Este tipo de erosão ocorre com freqüência na zona mosqueada, transição entre o solo laterítico e saprolítico, devido à existência de elementos isolados de maior resistência. O principal interesse desse tipo de erosão é que dele se pode deduzir aproximadamente a profundidade do solo erodido com base na altura dos pedestais (HUDSON, 1995). A Figura 10 mostra um exemplo desse tipo de erosão localizado no
fundo de uma voçoroca da cidade de Manaus.
Figura 10 – Erosão em pedestal (Manaus/AM)
4.5.2 Erosão em Pináculo Este tipo de erosão, que deixa altos pináculos isolados nos lados e fundos das ravinas e voçorocas, é usualmente relacionado com a dificuldade do solo em ser erodido. Uma camada ou porção de solo mais resistente, ou uma porp orção de arocha, muitas vezes encabeçam a parte superior dos Segundo pináculos,Hudson protegendo parte subjacente (BERO (BERONI NI & LOMBARDI, 1999). (1995), as condições físicas ou químicas que causam esta forma de erosão não são claramente definidas, mas é usualmente encontrada onde há alguma irregularidade como sódio excessivo (completa defloculação). Solos sujeitos a esse tipo de erosão são reconhecidos pelo fato de absorverem água muito lentamente, quando secos, e perderem a resistência, escorregando como lama, ou seja, em termos de solos tropicais, trata-se, trata-s e, de um modoquando geral, desaturados, solo saprolítico.
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4.5.3 Erosão da Fertilidade do Solo Esse tipo de erosão constitui-se constitui-s e num grande problema nas culturas, sendo uma dasAformas importantes empobrecimento dos solos para a agricultura. erosãomais da fertilidade dodo solo é a perda dos nutrientes das plantas, por diluição na água, sem ocorrer qualquer remoção física do solo. Segundo Bertoni & Lombardi Netto (1999), a cobertura vegetal é de grande eficiência
na redução das perdas de nutrientes, sendo o manejo adequado da vegetação fundamental no desenvolvimento de um plano de conservação da fertilidade dos solos. Na realidade, a erosão da fertilidade do solo atinge somente a camada mais superficial do perfil de solo, o horizonte A.
5 DESENCADEAMENTO E PROCESSO EVOLUTIVO DAS EROSÕES A erosão dos solos tem várias origens e afeta a vida de muitas maneiras, daí ser um assunto multidisciplinar, envolvendo profissionais de várias áreas do conhecimento, por vezes, com visões distintas sobre o mesmo problema. Entretanto, existe um consenso entre essas áreas de que os fenômenos que ocorrem desde a gênese até a posterior evolução das voçorocas ainda não estão perfeitamente elucidados. No meio geotécnico, maior importância tem sido dada ao estudo da erodibilidade dos solos e ao diagnóstico e controle de voçorocas.
O entendimento do mecanismo de desencadeamento e evolução dos processos erosivos não é simples, envolve o conhecimento de muitas variáveis e exige uma visão sistêmica do fenômeno. Dois são os elementos centrais responsáveis pelo desencadeamento do processo erosivo, a erosividade da água, elemento ativo, e a erodibilidade do solo, elemento passivo. Complementarmente, intervêm os fatores moduladores, facilitando ou dificultando o processo erosivo. Os fatores moduladores atuam na erosão geológica juntamente com a formação dos solos, permitindo certo equilíbrio do sistema. Com o uso do solo, a alteração de um ou mais desses fatores permite a atuação de outros em desequilíbrio. Situam-se entre os fatores moduladores do processo erosivo: • O clima e o regime de precipitação; • O grau e tipo de intervenção no meio ambiente; • O tipo de cobertura do solo;
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• A taxa de impermea impermeabilização/infiltra bilização/infiltração; ção; • O tipo de solo; • A geomorfologia; • A geologia; • A posição do lençol freático; • A qualidade da água. O processo erosivo envolve o desprendimento ou dissolução, transporte e deposição da fração sólida (minerais, matéria orgânica orgânica e sais). s ais). O desprendimento ou a dissolução da fração sólida na erosão hídrica pode se dar devido
ao impacto das gotas de chuva, à atuação das forças de percolação da água, às propriedades prop riedades químicas da água e às instabilizações de taludes. Na erosão causada pela água, erosão hídrica, foco principal deste livro, o desencadeamento direto do processo erosivo ocorre ou combinando a ação do impacto da gota de chuva e o escoamento superficial, que atua destacando e transportando as partículas solo, ounaturais. por meio rupturas de talude, do a superfície do maciç o emdoencostas maciço Dedemodo indireto, atua aexponatua degradação do maciço por meio do fluxo sub-superficial responsável pela lixiviação e carreamento de elementos químicos e partículas de solo. Na fase de evolução dos processos erosivos, esses elementos continuam atuando de modo isolado ou combinado, combinado, mais ou menos intensificados pelos p elos fatores moduladores. Conforme apresentado por Vilar & Prandi (1993), na região dos sulcos, o fluxo superficial é o principal agente erosivo responsável pelo destacamento e transporte das partículas. Já na região intersulcos, Owoputi & Stolte (1995), ao realizarem investigação mais detalhada, colocam as gotas de chuva como principais causadoras do destacamento, sendo o transporte executado pelo
fluxo superficial. Esses autores relacionam a capacidade de destacamento pela gota de chuva ao inverso da espessura da lâmina d’água que constitui o fluxo superficial, pois quanto menor ela for, maior o impacto da gota de chuva sobre a superfície. superfí cie. É preciso lembrar l embrar,, no entanto, que o poder erosivo da gota de chu va depende também de outros fator fatores, es, como intens intensidade idade e duração duração do evento, evento, diâmetro da gota e direção e velocidade de impacto.
5.1 Chuva Devido ao clima que caracteriza as regiões tropicais, a chuva, associada às características geológicas e fisiográficas, constitui-se em um dos principais ele-
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mento mentos s desencadeadores dos processos de erosão hídrica. S egundo Segundo & Lombardi Netto (1999), suas características que mais interferem noBertoni processo erosivo são: a intensidade, a duração e a distribuição ou freqüência. A direção e velocidade do vento são os principais agentes moduladores da capacidade de erosividade da chuva. em-se em-se ainda que chuvas torrenciais ou pancadas de chuvas intensas, como trombas d’água, d’água, constituem a forma mais agressiva de impacto da água no solo. Um outro aspecto geralmente desprezado, mas que pode, em certas regiões dependendo do tipo solo, Na interferir no processo erosivo, é aequalidade da água da de chuva. região diretamente do cerrado, ela pode variar ao longo do ano, principalmente em conseqüência de queima-
das. Em centros urbanos, ela é afetada pela emissão de gases industriais e de v eículos eículos automotores. A Figura 11 mostra os valores de pH da água águ a da chuva medidos durante o ano de 2004, no campo experimental experi mental do Programa de PósGraduação em Geotecnia da Universidade de Brasília. Apesar dessa área ser, geograficamente, considerada pouco susceptível à poluição, mediram-se valores de pH variando entre 4,7 e 7, enquanto a condutividade elétrica chegou a variar de 5,2 vezes entre os valores extremos.
Figura 11 – pH da água de chuva, Brasília – 2004.
Num solo desprovido de cobertura, a erosão oriunda da chuva se dá pelo impacto da gota e escoamento superficial resultante. O impacto direto das gotas de chuva provoca a saltitação e espraiamento das partículas de solo (Figura 2.12a e b), sendo a energia máxima transferida ao solo quando do impacto ortogonal ao plano (Figura 2.12c). Esse mecanismo é conhecido como erosão por splash. Dependendo do tamanho da gota de chuva e da partícula de solo,
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os do solode podem ser lançados a uma um pouco maior quegrãos 0,5msuperficiais e a uma distância até 1,5m (SCHWAB et al.altura , 1957; FAO, 1967). Ao tocar o solo, a gota de água possui uma energia cinética dada pela equação 1. Quando do impacto sobre o solo, sua energia cinética é, em parte, absorvida como energia de compactação e, em parte, serve ao fracionamento e lançamento de pequenas gotas. As partículas de solo desprendidas podem permanecer no local ou ser deslocadas no interior destas pequenas gotas ou externamente a elas. Ec = 0,5 mv 2
(1)
A velocidade de queda (v) aumenta com o tamanho da gota, pois en-
quanto a massa (m) é proporcional cubo de do seuseu diâmetro, a resistência do ar, que depende da área, varia com oao quadrado diâmetro. A velocidade máxima é atingida após uma dezena de metros. Motta (2001), ao estudar solos de Campo Grande, avaliou experimentalmente em laboratório o efeito das gotas de chuva atuando de modo isolado sobre a superfície do solo. Foram ensaiadas amostras provenientes das erosões Jardim Oracília e Mata do Jacinto. Na simulação, ele considerou 186 mm/h como intensidade de chuva, 10º dedeinclinação de rampa e adotou 20 minutos como tempo de ensaio. A energia precipitação de campo foi calculada considerando-se a área do corpo de prova (79cm 2). A abela 2 apresenta os resultados obtidos. obtido s. Cabe destacar destac ar que o solo proveniente de Mata Mata do Jacinto, apesar de muito mais arenoso e menos poroso (81% de areia e 38,4% de porosidade) que o solo proveniente de Jardim Oracília (47% de areia e 62% de porosidade), foi muito mais erodível, refletindo, assim, a importância do caráter arenoso no desprendimento das partículas por efeito da chuva.
Tabela 2 – 2 – Erodibilidade por efeito de precipitação (MOA, 2001). Energia de Energia de 2 Erosão Perda de solo precipitação de precipitação das (x10-1g/cm ) ensaio (J) chuvas (J)* Jardim Oracília 0,47 2 15 Mata do Jacinto
108,3,231 19,60
2 2
15 15
* Os valores da energia de precipitação em campo estão determinados para uma área igual a do corpo de 2
prova, 79 cm .
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a)
b)
61
c)
Figura 12 – Impacto da gota de chuva no solo.
O tamanho da gota aumenta com o aumento da intensidade da chuva. Segundo Henensal (1986), se a intensidade da chuva varia de 1 para 100mm/h, o diâmetro médio das gotas passa de 1 para 3mm e a velocidade de 2 para 8m/s, logo, a energia cinética aumenta com a intensidade da chuva, não se devendo esquecer, no entanto, que, após certo espaço percorrido pela gota, sua velocidade torna-se constante.
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Contrapõem Contra põem à ação das gotas de chuva o tamanho das partículas ou agregados e a coesão do solo oriunda, seja da natureza químico-mineralógica, químico-mineralógica, seja da presença de matéria orgânica. Quanto ao tamanho das partículas ou agregados, tem-se que quanto maior a sua massa, maior será a energia necessária para o seu deslocamento. energia aumenta também com aocoesão do solo. Destaca-se que a parcela Essa da coesão que contribui para evitar processo erosivo fazendo com que o solo resista ao impacto das gotas de chuva é a real ou efetiva e a coesão devido à presença de cimentos como os oxi-hidróxidos de ferro e alumínio. A coesão aparente devido a não saturação, também ajuda a resistir ao efeito do impacto das gotas de chuva, no entanto, quando do escoamento tudo depende do nível de sucção, da forma da curva característica de retenção de água da própriaanterior, condição do fluxo superficial. entre o tamanho Portanto, doeparágrafo tem-se a contraposição
da partícula e a coesão, pois geralmente quanto mais granular o solo, menor é a coesão real, o que resulta em um ponto ideal de menor susceptibilidade ao desprendimento e arraste da partícula.
5.2 Escoamento Superficial O gráfico de erosão e deposição em função f unção da velocidade de escoamento e tamanho de partícula mostra a existência de um ponto crítico combinando menor velocidade com tamanho de partícula (Figura 13 – HJULSRÖM, 1935). Ele reflete o equilíbrio ótimo entre tamanho de partícula e coesão, como discutido no item anterior. A manutenção do estado agregado do solo contribui para limitar o processo de desprendimento transporte de partículas ao oferecer maior massa e maior coesão, o queerealça a importância dos cimentos e matéria orgânica nos solos como elementos mitigadores da susceptibilidade à erosão.
susceptibilidade à erosão. As partículas de solo desprendidas, desprendidas, principalmente principalmente as de argila, caso não sejam carreadas pelo fluxo superficial, podem atuar selando a superfície do terreno e dificultando a infiltração, o que termina por propiciar o aumento do escoamento superficial e intervir indiretamente no processo erosivo. para Outroa efeito diz respeito ao aumento da rugosidade superficial, contribuindo maior turbulência do fluxo no contato solo-água, auxiliando, assim, no arrancamento de partículas e formação de filetes de água.
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Figura 13 – Erosão, transporte e deposição do solo em função do tamanho das partículas (HJULSRÖM, 1935).
anto nos solos granulares como nos solos finos coesivos a erosão diz respeito à ruptura do equilíbrio entre as forças resistentes e as forças mobilizadas. Após estabelecerem a análise conceitual do destacamento de partículas e de sua importância dentro do processo erosivo, Owoputi & Stolte (1995) realizaram a análise crítica das formulações usadas para a sua representação. Buscando eliminar o caráter empírico contido nas formulações analisadas, é proposto um modelo matemático para representação das forças atuantes no destacamento do solo. O modelo proposto é baseado no equilíbrio de forças de um agregado de solo ou de partículas individuais, sendo a sua abordagem similar a aquela utilizada na análise de estabilidade de taludes. Imaginando-se, então, um elemento de partículas submersas, representando a massa de solo e a águaOnde: intersticial, têm-se as seguintes interações e forças (Figura 14). – F N e FP são as componentes normal e paralela à superfície do terreno, relativas às forças erosivas externas, que incluem o arrasto e soerguimento de-
vido ao fluxo superficial e as forças laterais devido ao impacto das gotas de chuva; – XD é a resultante da resistência desenvolvida ao longo das laterais do elemento; – EL e ER são as reações dos elementos adjacentes; – FS é a força de percolação atuando numa direção α em relação a horizontal;
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– WE é o peso efetivo do elemento de solo; –– θ éé aainclinação força cisalhante; na base da partícula; partíc ula; – Na é a força efetiva normal atuante no solo. A força efetiva normal é definida como N = (P - uw B), em que P é a força total norma1; uw é a poro-pressão da água e B é a área da seção do elemento.
Figura 14 – Forças atuantes sobre um elemento de solo (OWOPULI & SOLE, 1995).
Deste modo, a força líquida que causa o destacamento des tacamento será a resultante de todas as forças atuantes no elemento, incluindo-se aí o arrasto e o soerguimens oerguimento devido ao fluxo e ao impacto da gota, a percolação, o peso próprio, a coesão e a umidade. Quando a resultante de todas estas forças for positiva no sentido externo à superfície do solo, o destacamento ocorrerá. A partir deste postulado, é possível então se derivar matematicamente uma equação fisicamente fundamentada para a previsão da erosão, seja ela no sulco ou intersulco. A partir do modelo acima postulado, pode-se deduzir, então, que o potencial erosivo dos solos não é uma propriedade constante. Ele vai depender de como a variação ar efatores umidade dentre outros.temporal da resistência do solo, aprisionamento de
O mecanismo de erosão do solo como conseqüência da precipitação pode p ode ser dividido nas seguintes fases: 1) Precipitação – gera, na fase inicial, o desprendimento de partículas e infiltração da água no solo; 2) Infiltração – depende do grau de saturação inicial;
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3) Desprendimento por impacto das gotas de chuva – inicialmente aumenta com a precipitação, passando a diminuir em seguida, com a formação da lâmina d’água do escoamento superficial; 4) Desprendimento devido ao fluxo superficial – aumenta inicialmente, passando a diminuir em seguida, com a redução da capacidade de transporte de sedimento; 5) érmino do desprendimento – ocorre quando o solo passa a resistir aos esforços de arrancamento e o fluido tem saturada a sua capacidade de transporte de sedimento; 6) Cessada a chuva, tem-se a redução da velocidade de escoamento e com ela vai ocorrendo, até cessar, a deposição do sedimento. A capacidade de transporte e a velocidade de deposição dependem do tamanho t amanho e densidade das partículas. Com o desprendimento de partículas sendo função da energia efetiva de impacto das gotas e da tensão cisalhante produzida pelo fluxo superficial, é comum durante o evento ter-se um pico de erosão antes de se atingir o
regime permanente. A fase compreendida entre o início da erosão e o início do regime permanente de erosão é chamada de fase transitória. Diaz (1992) e oy et al. (2002) apresentam figuras ilustrando estes modelos de erosão devido à chuva e ao fluxo superficial. A Figura 15 apresenta um modelo ilustrando as diferentes fases do processo erosivo, compreendendo os efeitos da chuva e do fluxo superficial. Neste modelo, a abscissa corresponde ao tempo decorrido e a ordenada, ao elemento avaliado. É importante destacar que, como o escoamento superficial não dependena apenas daproporção precipitação, esses dois elementos não variarão necessariamente mesma ao longo do tempo. Fácio (1991) mostra para solos provenientes de erosões do Distrito Federal (Figura 16), utilizando o ensaio de Inderbtizen para vazão de 50ml/s, declividade de rampa igual a 10º e amostra inicialmente embebida por 15’, que a perda de solo tende a se s e estabilizar estabiliz ar em torno de 20’. Santos (1997), após pequenas modificações na larguradeda rampa e mantendo as demais condições de ensaio, estudou amostras solo provenientes de erosões de Goiânia e concluiu que, para aqueles solos, a estabilização se dava em 5’ (Figura 17).
Já os resultados mostrados por Lima (1999) apontam para tempos de estabilização muito variáveis para amostras de solo provenientes de Manaus (Figura 18). O solo proveniente da erosão Mata do Jacinto em Campo Grande, estudado por Motta (2001), não apresentou, para as mesmas condições de
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Figura 15 – Erosão por efeito da chuva e do fluxo superficial.
ensaio adotadas por Fácio (1991), qualquer indicativo de estabilização em 30 minutos (Figura 19). Esse conjunto de ensaios mostra a impossibilidade impossibilid ade de se transportar as previsões de erosão de uma localidade para p ara outra, mesmo que, aparentemente, vários aspectos como o topográfico e nível de precipitação sejam semelhantes. Motta (2001), por exemplo, exemplo, mostra, a partir de ensaios de Inderbitzen, ao comparar a tensão cisalhante fluido-solo com aquela função da velocidade, que a velocidade de escoamento em fluxo superficial para a qual tem início o processo de erosão depende do tipo de solo. A Figura 20 apresenta a análise para um solo arenoso e a Figura 21 para um solo argiloso.
Observa-se, a partir dessas análises,foique a velocidade susceptível gerar erosão no solo argiloso (v=36m/s) mais de quinze (v) vezes superior de a obtida para o solo arenoso (v=2,1m/s).
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Figura 16 – Resultados de ensaio de Inderbitzen, Fácio (1991).
Figura 17 – Resultados de ensaio de Inderbitzen, Santos (1997).
Figura 18 – Resultados de ensaio de Inderbitzen, Lima (1999).
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Figura 19 – Resultados de ensaio de Inderbitzen, Motta (2001).
Figura 20 – Avaliação da erosão para um solo arenoso, Motta (2001).
Figura 21 – Avaliação da erosão para um solo argiloso, Motta (2001).
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Como visto no modelo da Figura 15, o fluxo e o processo de erosão por escoamento superficial não se iniciam com a precipitação, pois dependem da capacidade de infiltração do solo. Para entender a capacidade de infiltração do solo, é necessário avaliar aspectos como flora, fauna, nível de intemperização e alteração pedogenética sofrida pelo solo, porosidade e distribuição dos po-
ros, forma da curva de retenção de água e grau de saturação do solo. Além da grande do tipoda detécnica flora natural para direto o processo de infiltração, destaquerelevância o uso crescente de plantio na agricultura. Semcabe discutir os event eventuais uais malefícios dessa técnica de plantio, uma das justificativ justificativas as de seu uso é a melhoria da infiltrabilidade da água no solo. Quanto à fauna, além da grande interferência de muitos animais e microorganismos cabe destaque a contribuição das térmitas para a melhoria da infiltrabilidade da água no solo. Apesarr da baixa Apesa teor de matéria orgânica do manto intemperizado quefertilidade caracterizae pequeno os solos de cerrado, a grande transformação pedogenética gera, no perfil de solo, uma característica de macroporosidade que é tanto mais acentuada quanto mais superficial e intemperizado é o solo. A Figura 22 apresenta a micro-estrutura de uma amostra de solo superficial coletada a 2m de profundidade. Ela é macroporosa e contém partículas agregadas. Já a Figura 23 mostra a microestrutura de uma amostra
Figura 22 – Amostra coletada a 2m de profundidade, Campo Experimental do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Univ Universidade ersidade de Brasília.
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Figura 23 – Amostra coletada a 10m de profundidade, Campo Experimental do Programa de Pós-Graduação Pós-Grad uação em Geotecnia da Univ Universidade ersidade de Brasília.
coletada do mesmo perfil a 10m de profundidade. Nela, inexiste a característica macroporosa com partículas agregadas. Solos como o mostrado na Figura 22 apresentam distribuição de poros bimodal, e o índice de vazios global deixa de ser importante para a infiltrabilidade, cedendo espaço para
os macroporos. Já para o solo da Figura 23, esse índice de vazios global retoma sua importância. Portanto, nos solos tropicais, a distribuição dos poros é extremamente importante na avaliação da infiltrabilidade. A destruição dessa estrutura natural em operações operaçõ es como a de preparo do solo para plantio, seguindo-se de ciclos de molhagem e secagem, é susceptível de reduzir enormemente a infiltrabilidade do solo por processo de compactação higroscópica. Soma-se a esse efeito a compactação do solo por operação de máquinas e pisoteio de animais. ambém afeta a infiltrabilidade o grau de saturação em que o solo se encontra e a sucção a ele correspondente. A Figura 24 ilustra o processo de saturação de um solo. Além da interferência da continuidade ou não da fase água, são extremamen ext remamente te relevantes o sentido e a direção do fluxo na saturação do solo. A saturação por ascensão do nível d’água é auxiliada pela atuação da sucção/capilaridade, sendo a fase ar asimplesmente substituída pela fase (Figura 24b). O mesmo ocorre com infiltração e fluxo em direção aos água talu-
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des da erosão. Já na infiltração por fluxo vertical sem s em influência dos taludes, o processo de infiltração se diferencia quando a fase ar passa de contínua para descontínua. A descontinuidade da fase ar propicia a redução da permeabilidade em relação à condição soloagregados saturado sem no entanto, interfiraa na estabilidade das partículas,dodos e doque, próprio solo. Quando fase ar é contínua, o que ocorre para maiores valores de sucção/capilaridade, o solo, ao ser recoberto pela p ela lâmina d’água d’água do fluxo superficial, superfic ial, tende a sofrer sof rer
inicialmente uma rápida infiltração, sendo o fluxo interrompido logo em seguida pela frente f rente de ar, ar, que é, por sua vez, colocado sob pressão positiva. positiva . Essa pressão, sendo superior à coesão efetiva e de cimentação, provoca o desprendimento de partículasassim, e agregados em um processo de ruptura localizada do solo, intensificando, o processo erosivo (Figuras 24a e 24c). Comparando-se os resultados obtidos obtidos por Lima (1999) para o solo no estado não saturado (Figura 25) aos obtidos para a condição saturada (Figura 18), ambos obtidos por meio do ensaio de Inderbitzen, percebe-se a influência do tipo de solo e do estado em que ele se encontra na erosão por fluxo superficial. a)
b)
c)
Figura 24 – Fluxo de água no solo e variação da pressão na fase ar.
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Figura 25 – Inderbitzen sobre amostra natural, Lima (1999).
Facio (1991), ao estudar solos provenientes de erosões do Distrito Federal, mostrou por meio de ensaios de Inderbitzen (Figura 26), que a perda de solo por erosão aumenta com a vazão, portanto, com a lâmina d’água, e com a inclinação da rampa, logo, com a velocidade de fluxo. É importante que se leve em conta, no entanto, não apenas o aspecto topográfico, como no ensaio de Inderbitzen, mas também o aspecto forma do relevo, ou seja, que se conjuguem os dois aspectos, considerando-se a geomorfologia. Essa consideração é importante, pois, de um modo geral, os ensaios que avaliam a erodibilidade
do solo em laboratório, como é o caso do ensaio Inderbitzen, trabalham com superfície plana tanto na amostra como na rampa de escoamento do equipamento. oy et et al . (2002) mostram a relação entre a forma de relevo e a erosão e deposição de sedimento. Em determinados tipos de solos de origem residual, é necessário que se atente para a influência da micro-estrutura no destacamento das partículas. A orientação da amostra no ensaio em condições similares à de campo é de fundamental fundamen tal importância. Outro aspecto no processo erosivo variação da erosividade da água relevante com o nível de sedimento quediz elarespeito possui, àpois o fluido tende a diminuir sua capacidade de transporte à medida que ele tem ampliada a quantidade de partículas suspensas (Figura 15). Diaz (1992) mostra que a velocidade crítica para que ocorra erosão tende a aumentar quando a água passa
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Figura 26 – Influência da vazão e da rampa na perda de solo, Fácio (1991).
da condição limpa para par a com sedimento (abela (abela 3). Os valores constantes dessa dess a abela e a relação entre as velocidades críticas apresentadas para a argila dura em relação ao solo arenoso são muito inferiores aos resultados apresentados por Motta (2001) para solos de Campo Grande usando água limpa (Figuras 19 e 20). Tabela 3 – Influência da presença de sedimento na velocidade crítica de erosão (DIAZ, 1992).
5.3 A Sucção e o Processo Erosivo Em regiões tropicais, a presença dos solos não saturados como manto de cobertura é uma constante. Na maioria das vezes, o lençol freático encontra-se
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pouco contatogeralmente com o material Sendo acima assim, do a erosão evolui impermeável do sulco até pouco atingir intemperizado. a voçoroca no manto mais intemperizado e não saturado, passando à condição saturada só nessa última fase, ao atingir o solo saprolítico. No manto de cobertura, embora as variações de sucção afetem a estabilidade estrutural do solo, é freqüentemente necessário que a erosão se encontre em estágio relativamente avançado de evolução, para que ela interfira no comportamento doasolo, atuando modo marcantenonaprocesso estabilidade dos taludes. No conjunto, sucção sempredeatua intervindo erosivo, pois se apenas em estágios avançad avançados os da erosão ela passa a interferir de modo
marcante na estabilidade de taludes; na fase inicial ao intervir na estabilidade marcante estrutural do solo, ela termina por afetar fenômenos como o da erosão superficial e solapamento. A título de exemplo, verifica-se para a erosão o Jardim Botânico, situada em Goiânia e estudada por Santos (1997), apresentando 200m de comprimento, 10mdede largura e 4m de considerando-se profundidade, fator de segurança quanto à estabilidade talude igual a 1,87, os parâmetros do solo saturado e solapamento na base do talude (abela 4). Neste caso, dado o elevado coeficiente de segurança obtido para a condição saturada, a evolução da erosão está sendo ditada pela p ela erodibilidade erodibilidade do solo diante do fluxo superficial que se s e apresenta. Já para a erosão erosã o do Conjunto Vera Vera Cruz no município de Goiânia, com comprimento semelhante ao do Jardim Botânico, largura de até 30m e profundidade de aproximadamente 10m, se percebe para4).asNeste mesmas condições, o coeficiente de segurança se aproxima de 1 que, (abela caso, além da erosão superficial do solo. tem-se a interferência das variações de sucção na estabilidade de taludes. Não se pretende, com isso, dizer que, em certos casos, a sucção não interfere no coeficiente de segurança quanto à es-
tabilidade de taludes, mas sim que não é essa interferência que dita o modelo evolutivo da erosão. Tabela 4 – 4 – Estabilidade de taludes de erosões de Goiânia, Santos (1997).
Batalhão
Jardim
1,30 1,24
Policial 1,05 1,02
Botânico 2,00 1,91
1,15
0,97
1,87
Condição do solo
Vera Cruz
Natural Saturado Saturado e solapado
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Cabe destacar que, para os solos porosos bem drenados, profundamente intemperizados, caracterizados por curvas características de retenção de água do tipo bimodal (CAMAPUM DE CARVALHO et al., 2002b), muitas vezes as variações de umidade não geram variações significativas de sucção na zona potencial de ruptura. Neste caso, a sucção perde importância no trato dos problemas de erosão, no que se refere à estabilidade de taludes. Portanto, torna-se indispensável conhecer a curva característica de retenção de água e as variações sazonais do teor de umidade no maciço nas proximidades dos taludes, para que se possa valorar a importância da sucção. Este estudo deve ser conduzido de ambos os lados da erosão, tendo em vista a influência de fatores como insolação e direção do vento no equilíbrio hídrico.
5.4 Degradação do Maciço A degradação do maciço maci ço por processo de lixiviação lixiviaç ão e carreamento de partículas e elementos ou compostos químicos pode implicar dois tipos de dano: a perda de fertilidade do solo e o comprometimento do seu comportamento mecânico, sendo aqui dada ênfase a este segundo tipo, também chamado de esqueletização. O fenômeno da esqueletização é importante por interferir na estabilidade de taludes de ravinas e voçorocas. No processo de esqueletização, ao aumento da porosidade no interior do maciço pode corresponder, principalmente quando do fluxo em meio não saturado, o surgimento de uma crosta na face do talude por efeito de deposição do material carreado. Essa crosta se por um lado reduz a infiltração de água no solo, por outro permite uma maior manutenção da umidade do solo no interior do maciço, por dificultar a evaporação. Em meio saturado, via de regra, os compostos carreados em estado solúvel ou não são lavados para o sistema de
drenagem, passando a contribuir para o processo de assoreamento e eventual contaminação dos cursosded’água, ao mesmo tempo em que o maciço é degradado com possibilidade surgimento de erosão interna. A degradação do maciço afeta a coesão do solo e a curva característica de retenção de água, intervindo, assim, diretamente na estabilidade dos taludes de ravinas e voçorocas. Lima (2003), estudando erosões do Distrito Federal, concluiu que o coeficiente de segurança quanto à estabilidade de taludes diminui à medida que o ponto de coleta de amostras se aproxima do bordo da voçoroca, ou seja, com a esqueletização do maciço. Os resultados do ensaio
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de furo de agulha (Pinhole test ) obtidos para esses solos (Figura 27) compro vam a degradação do maciço com a proximidade dos bordos das voçorocas (LIMA, 2003).
Figura (2003). 27 – Resultados do ensaios de furo de agulha para erosões do Distrito Federal, Lima
Com base nesses mecanismos, é possível conceber um modelo para a degradação do maciço junto ao bordo de voçorocas capaz de afetar a estabilidade de taludes. Acima do nível d’água, o maciço é degradado e o material carreado é depositado junto à face do talude, seja por simples deposição, seja
por precipitação. Com o aprofundamento natural da voçoroca, aumenta-se, na zona saturada, o gradiente junto ao pé do talude, favorecendo o carreamento de partículas com possibilidade de surgimento de erosão interna. Assim, temse ao mesmo tempo o enfraquecimento do maciço pela atuação do processo de esqueletização acima e abaixo do nível d’água aliado ao possível aumento de umidade no interior do maciço desencadeando rupturas de taludes. É certo que outros fatores como trincas de tração e retração interferem na infiltração e ruptura de taludes.
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5.5 Solapamento Os taludes de ravinas e voçorocas têm, muitas vezes, suas estabilidades afetadas pelo processo de solapamento de suas bases. A ocorrência do solapamento gera a formação de paredes sub-verticais na base dos taludes, contribuindo para sua instabilização. O solapamento pode se dar em função de vários fatores, dentre os quais se destacam a própria erodibilidade, a composição mineralógica e a estrutura do solo. da base de taludes podedeocorrer mecanismos comoOa solapamento erosão em quedas d’água, fenômenos erosãopor regressiva ligadostais ao piping pipi ng , percolação de água no interior dos taludes, atuação do freático. Em todos os casos, ocorre o arraste de partículas de solo das bases dos taludes, provocando descalçamentos e, conseqüentemente, solapamentos. O aumento de gradiente em estruturas geológicas condicionadas por zo-
nas de fraqueza pode levar a uma evolução de solapamentos em grande escala, formando “cavernas”, tambémpode denominadas “alcovas de regressão”. A estrutura dos saprólitos metamórficos dar estabilidade a estas alcovas por algumas estações chuvosas até que novos solapamentos ou subsidências ocorram no processo de evolução da erosão. A Figura 28 ilustra a ocorrência deste tipo de problema na Erosão do Setor Itaipú no Município de Goiânia.
Figura 28 – Processo de solapamento gerando grande alcova de regressão, Setor Itaipu, Goiânia.
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Os fluxos de água perene ou intermitente no interior das erosões lineares geralemente terminam por solapar do talude, que dá sustentação a uma porção do maciço. Quando o taludeosepérompe, é comum gerar uma espécie de barramento, que passa a acumular água até que ele também se rompa, o que se dá geralmente por transbordamento. Nesse interregno, o acúmulo de água no interior da erosão pode propiciar a ruptura dos taludes laterais à montante, atuando, assim, na ampliação transversal da mesma. Santos (1997), ao estudar erosões da cidade de Goiânia, verificou que o modelo evolutivo era predominantemente influenciado pelo processo de solapamento. A abela 4 mostrou os valores de coeficiente de segurança por ele obtidos, considerando-se parâmetros de resistência oriundos de ensaios de cisalhamento direto. Os resultados foram obtidos para o solo no estado natural e saturado. No caso da análise da influência do solapamento, foram utilizados parâmetros do solo saturado. Santos (1997) simulou ainda a evolução progressiva do solapamento na
base do talude para valores de 0,5, 0,75 e 1 m de avanço na direção horizontal. Os coeficientes de segurança obtidos para cada análise são apresentados na abela 5. Observa-se, nessa tabela, que o coeficiente de segurança diminui à medida que aumenta o solapamento. abela 5 – Variação dos coeficientes de segurança com o solapamento. Solapamento Coeficientes de segurança Horizontal / Vertical 0/0 1,40 0,5 / 1,4 1,36 0,75 / 2,1 1,33 1 / 2,7
6 GEOMETRIA DAS EROSÕES
1,31
As erosões laminares tendem a desgastar a superfície do solo de modo uniforme por meio de fluxo superficial difuso. Ao iniciar a concentração da água em filetes, dá-se origem à formação de sulcos. Estes, de um modo geral, se distribuem mais ou menos de modo aleatório, seguindo a declividade do terreno (Figura 29), podendo, no entanto, ter a direção mais fortemente condicionada pela geologia estrutural (Figura 30). Estas duas figuras representam
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declividades muito acentuadas, por tratarem de taludes de cortes rodoviários na BR 060.
Figura 29 – Erosão em sulcos, BR 060.
Figura 30 – Erosão em sulcos, BR 060.
A concentração da água proveniente dos sulcos e dos espaços intersulcos gera, em condições favoráveis, erosões nos estágios de ravinas e voçorocas. Estas ravinas e voçorocas podem assumir formas lineares, lineares, como boa parte das
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existentes no Centro-Oeste (Figura 31) ou tipo anfiteatro, como ocorre com
freqüência em Manaus (Figura 32). As erosões tipo anfiteatro também ocorrem no Centro-Oeste, por vezes condicionadas pela geologia estrutural ou por topografia acentuada, como nos bordos de chapada. Elas surgem ainda em cabeceiras de drenagem, como é o caso da Voçoroca do Batalhão de Polícia na cidade de Goiânia, estudada por Santos No Centro-Oeste, a erosão hídrica é também comum nas margens dos (1997). cursos d’água.
Figura 31 – Erosão Ceilândia, Margem esquerda da BR 070, Distrito Federal.
Figura 32 – Erosão na periferia de Manaus.
O estudo dos processos evolutivos das erosões dos tipos ravina e voçoroca têm sido geralmente baseados na forma da seção transversal, sem a busca sistemática dos mecanismos que a ela conduziram. Por vezes, a explicação do
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modelo evolutivo evolutivo das erosões se s e fundamenta tão-somente tão-somente na observação obser vação física do problema, como pode ser ilustrado pela interessante descrição apresentada
por Carvalho (1992), num estudo das voçorocas dos terrenos cristalinos de Minas Gerais: 1) Sulcagem do terreno promovida pelo fluxo superficial concentrado; uma explicação basta com relação ao desenvolvimento do processo de voçorocamento; 2) Aprofundamento Aprofundamento do sulco até atingir atingi r o lençol freático, com conseqüente elevação do gradiente hidráulico de saída e promoção de erosão interna; 3) Remoção eficaz dos escombros e do produto da erosão interna pelo escoamento torrencial; 4) Manutenção temporária de paredes sub-verticais, com fissuração das paredes durante o período seco; 5) Formação de cavidades abobadadas ao pé das cabeceiras pela ação combinada dos fenômenos: jateamento pela enxurrada, erosão interna e desarticulação estrutural do solo; 6) dasgradual porçõesdo destacadas dasprogressiva paredes; do gra7) Colapso Aquietação fenômenopela pelafissuração diminuição
diente hidráulico de saída e pela redução da contribuição externa. Mortari (1994) mostrou que o mecanismo de evolução das erosões lineares do Distrito Federal está associado às características geológico-geotécnicas geológico-geotécnicas e estruturais da região. Segundo este autor, geralmente, os processos erosivos apresentam inicialmente a forma de V (Figuras 31 e 33a), podendo manter esta forma ou passar para a forma de U ou trapezoidal (FAO, 1986), ao atingir camadas menos intemperizadas e mais resistentes (Figura 33b). No Distrito Federal, estas camadas menos intemperizadas e mais resistentes são predominantemente constituídas por saprólitos de ardósia e de metassedimentos, que, em da tectônica atuante, da apresentam inclinados comface mergulhos das camadas ordem deseus 40º aestratos 60º. O geralmente fluxo de água superficial, ao atingir este contato, devido à alternância de camadas, à inclinação e à própria foliação estrutural, encaixa-se nas camadas menos resistentes, ficando confinado pelas mais resistentes. Com isso, dá-se origem ao modelo encaixado igura 34) proposto por Mortari (1994). Com o encaixe, estabiliza-se o fundo (Figura (F e os taludes buscam o seu equilíbrio natural (Figura 31). A erosão passa então
adeevoluir emdeescala mais lenta de tempo. (1994) exemplifica, por meio análises estabilidade de taludes, esteMortari processo de evolução e estabilização para duas erosões do Distrito Federal.
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Figura 33 – Modelo evolutivo de erosão em V e U ou trapezoidal, Camapum de Carvalho (2005).
Figura 34 – Modelo encaixado de evolução de erosões, Camapum de Carvalho Carva lho 2005.
O modelo encaixado propostodos porcasos, Mortari Mortari (1994) exceções, para o Distrito Distrit Federal, embora represente bem a maioria apresenta poisodepende da disposição da estrutura geológica do local. As Figuras 31 e 35 ilustram duas erosões situadas na cidade satélite de Ceilândia, no Distrito Federal, distando menos que uma dezena de quilômetros uma da outra. É possível observar que, enquanto uma segue o modelo encaixado proposto por Mortari (1994) (Figura 31), a outra apresenta a seção em U convencional (Figura 35). O Distrito Federal não constitui, no entanto, um caso isolado de importância da geologia estrutural no processo evolutivo das erosões. Enquanto no
tância da geologia estrutural no processo evolutivo das erosões. Enquanto no Distrito Federal a estrutura geológica atua contribuindo para a estabilização
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Figura 35 – Erosão Ceilândia, Margem direita da BR 070, Distrito Federal.
do processo erosivo, em Manaus a existência de falhas normais e transcorrentes geradas por movimentos neotectônicos se associam a gênese e evolução dos processos erosivos, conforme mostrado por Lima (1999). Com base no exposto, verifica-se que a evolução da geometria das ra vinas, voçorocas e erosões tipo anfitea anfiteatro tro é resulta resultante nte da atuação em separado ou em conjunto de uma série de fatores e de mecanismos de alteração do comportamento do solo. Cabe destacar, no entanto, que a própria intervenção realizada para fins de controle do processo erosivo pode ser definidora de sua
forma. Um a erosão situada da rodovia BR 060 no trecho Anápolis – exemplo Goiânia, édesencadeada peloà margem lançamento de um sistema de drenagem da rodovia. A forma irregular dessa erosão foi, como pode ser observado na Figura 36, definida pelos três barramentos implantados ao longo do tempo para o seu controle.
Figura 36 – Erosão na margem da rodovia BR 060, trecho Anápolis – Goiânia.
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7 CONSIDERAÇÕES SOBRE A EROSÃO EM MEIO URBANO A erosão provoca graves problemas nas áreas urbanas e no seu entorno. Ela é o resultado da ocupação e do uso do solo sem o devido cuidado e planejamento, propiciando alterações no escoamento superficial susceptíveis de
gerar erosão laminar, que, com a concentração do fluxo das águas pluviais, provocam na superfície doravinas terreno, em forma de sulcos, que podem evoluir, porincisões aprofundamento, para e voçorocas. A urbanização, como toda obra que interpõe estruturas pouco permeá veis entre o solo e a chuva, faz com que a infiltração diminua e o escoamento superficia l seja incrementado, impondo mudança de regime de escoamento losuperficial calmentee drástica. As ruas são as principais adutoras calment adutoras das águas captadas pelos telhados, somadas somada s às do escoamento local, que, se desprovidas de drenagem de águas pluviais, podem dar início a processos erosivos de grande escala. O alargamento e a evolução remontante das erosões destroem casas e obras públicas (Figuras 37 e 38). Quando as águas são conduzidas por sistemas apropriados, o problema pode ter origem no ponto de lançamento das águas captadas pelas galerias de drenagem ou emissários (Figura 39). Os incrementos brutais das vazões, por ocasião das chuvas intensas, aliando-se às variações do nível freático, conferem aos processos erosivos uma dinâmica acelerada, com avanços de dimensões e rumos imprevisíveis, colocando em risco a segu-
rança e a economia dos moradores (Figura 40).
Figura 37 – Erosão em Anápolis – GO.
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Figura 38 – Erosão em Planaltina – GO.
Figura 39 – Recanto das Emas – Distrito Federal.
Figura 40 – (a) Anápolis/Goiás; (b) Ceilândia/Distrito Federal.
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Os novos focos erosivos têm origem nas precárias condições de infra-estrutura, nos projetos mal-concebidos, ou mesmo na escolha de áreas adversas para ocupação, tais como: aquelas caracterizadas por altas declividades dos terrenos, alta susceptibilidade natural àjáerosão, fundos de vales ou terrenos comprometidos por processos erosivos instalados. Com o decorrer do tempo e o adensamento da ocupação urbana, essas erosões são combatidas e controladas, mas com custo econômico e social ele-
vado, na medida em que são inves vado, investidos tidos recursos vultosos, e as obras hidráu licas instaladas nem sempre apresentam desempenho satisfatório, registrando freqüentes insucessos, até a consolidação definitiva da área. A intensidade e a freqüên f reqüência cia da manifestação dos processos erosivos erosivos urbanos mobilizam milhões de metros cúbicos de solos. Uma parte dos sedimentos proveniente desses processos deposita-se nas vertentes e outra parte atinge os fundos de vales, provocando o assoreamento, que constitui um grave impacto da erosão no meio ambiente, promovendo enchentes, perdas de capacidade de armazenamento d’água em reservatórios e prejuízos para o abastecimento e a produção de energia hidrelétrica. Uma forma inadequada de combate ao processo de evolução das erosões, que vem sendo muito usada, é o aterro com lixo e entulho, sem nenhum critério técnico, criando terreno terrenoss com características geotécnicas indesejáveis e, também, sérios problemas de contaminação dos mananciais superficiais e subterrâneos, de solução atrair diversos vetores transmissão de doenças. exemplo destealém tipo de inadequada é o de mostrado na (Figura 2.41a), Um que gerou o assoreamento do curso d’água (Figura 41b).
Figura 41 – (a) entativa de fechamento da erosão com entulho; (b) assoreamento do curso d’água (Anápolis-GO).
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O agravamento dos problemas erosivos está diretamente relacionado ao crescimento vertiginoso da população urbana, num processo de rápida urbanização, sem planejamento ou com projetos e práticas de parcelamento do solo inadequados e ineficientes. Por outro lado, a ineficiência de algumas obras de infra-estrutura e combate à erosão fazem com que elas sejam destruídas em curto espaço de tempo. Isso ocorre devido a fatores como sub-dimensionamento das estruturas hidráulicas; não consideração das águas subterrâneas; ausência de estruturas de dissipação no lançamento final pelos emissários e falta de conservação e manutenção das obras instaladas.
Se já no meio rural e junto a obras como rodovias a ampliação do fluxo nas drenagens naturais podem nelas gerar danos importantes e irreparáveis ou reparáveis a custo elevado, no meio urbano, onde a concentração de água é muito mais elevada e quase sempre inevitável, os danos são, geralmente, bem maiores. O aumento excessivo da vazão rompe o equilíbrio das calhas naturais nas quais encaixam os cursos d’água 42),deprovocando de fundo e nasseombreiras e em certos casos(Figura rupturas taludes. Deerosões modo correlato, surgem inundações e assoreamentos de cursos d’água. Atentos a outros problemas, como o da erosão interna, é indispensável a busca de técnicas eficientes de infiltração nas áreas urbanas. al prática permitirá a filtragem da água, a recarga do aqüífero e aliviará a vazão nos cursos d’água. Atualmente, tanto o Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília como o Programa de Pós-Graduação em Geotecnia e Construção Civil da Universidade Federal de Goiás estão estudando técnicas de infiltração apropriadas para a região Centro-Oeste. Centro-Oeste.
Figura 42 – Curso d’água próximo a lançamento de rede de águas pluviais, Recanto das Emas – Distrito Federal.
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Solos ropicais e o Processo Erosivo
Elza Conrado Jacintho José Camapum Camapum de Carvalho Fabrício Bueno da Fonseca Cardoso Roberto Márcio Macedo dos Santos Renato Cabral Guimarães Marisaidess Cruz Goutte Lima Marisaide
1 INTRODUÇÃO
Erosão pode ser definida como um conjunto de processos pelos quais os materiais materia is terrosos e rochosos da crosta terrestre são desagregados, desgastados ou dissolvidos e transportados transport ados pela ação dos agentes erosivos como água, vento e gelo. A erosão dos solos é influenciada, dentre outros, por fatores climáticos, geológicos, geomorfológicos, geomorfológicos, hidrológicos, tipos de solos, prot proteção eção superficial e pela própria ação humana. Para o estudo dos processos erosivos, não é suficiente a definição de técnicas de controle ou a análise de um processo erosivo em curso, sendo de fundamental importância a análise de risco de surgimento e o entendimento da evolução dos processos erosivos. Por isso a necessidade de se estudar como as propriedades geotécnicas, químicas, mineralógicas e o fluxoNo nãopresente saturadocapítulo, dos solosserão influem no processo erosivo. contribuições das apresentadas as principais pesquisas referentes ao estudo dos processos erosivos, realizadas no Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília nas últimas décadas. ais pesquisas tiveram como objetivo comum estudar as propriedades de solos submetidos ao processo de erosão e a aplicabilidade de ensaios para
de solos submetidos ao processo de erosão e a aplicabilidade de ensaios para determinação da erodibilidade de solos. Foram estudados solos coletados no Distrito Federal, Goiás, Amazonas e Mato Grosso do Sul. Fácio (1991), ao estudar voçorocas do Distrito Federal, procurou definir parâmetros ideais para o ensaio de Inderbitzen, fixando como ideal para a região a vazão em 50 ml/s, a declividade da rampa em 10º, a duração do ensaio
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em 20 minutos e a necessidade de embebimento da amostra por 15 minutos,
de modo a uniformizar os resultados. Ao correlacionar os resultados obtidos com os ensaios de caracterização física e química, o autor concluiu ser necessária a definição de correlações múltiplas na avaliação da erodibilidade dos solos. De acordo com o mesmo autor, o uso de correlações entre a erodibilidade dos solos e oscomprometido, parâmetros físico-químicos e geotécnicos de modo que isolado é extremamente dada a elevada gama de parâmetros interferem no processo erosivo. Deste modo, nenhuma classificação em função de parâmetros isolados deve ser utilizada de modo generalizado. A macro e micro estrutura, heterogeneidade e características particulares dos solos tropicaiscimentações, dificultam sobremaneira as tentativas de correlações e comparações, principalmente quanto à erodibilidade. Santos (1997) e Lima (1999), de modo a trabalharem com uma base de dados que permitisse comparações, utilizaram os mesmos parâmetros definidos por Fácio (1991) ao estudar, respectivamente, voçorocas de Goiânia e Manaus. Fazendo-se uma comparação entre as perdas de solos do ensaio ens aio de Inderbitzen obtidas nessas pesquisas, verifica-se que na região do Distrito Federal elas são
muito maiores, se comparadas às das cidades de Goiânia e Manaus. Utilizando o ensaio de desagregação na avaliação da erodibilidade dos solos, Camapum de Carvalho et al. (1997) indicam que esse ensaio oferece um bom índice qualitativo na previsão do comportamento dos requer solos com relação à erosão e seus mecanismos. Este ensaio, apesar de simples, a padronização do seu uso, principalmente no que concerne à forma do corpo de prova, à qualidade do fluido de saturação e às condições de imersão, que podem ser parcial e total. Santos (1997), com base em observações de campo e resultados de laboratório, identificou dois tipos básicos de voçorocas em Goiânia: voçorocas de aspecto linear e voçorocas de aspecto semicircular ou anfiteatro. Este último tipo também aparece com certa freqüência na cidade Manaus (LIMA, 1999). Santos (1997) constatou, a partir de ensaios de Inderbitzen, que os solos das camadas superficiais das erosões por ele estudadas apresentavam resultados idênticos de erodibilidade. Contudo, aosimportância horizontes da inferiores comportamentos distintos, realçando geologiaapresentavam como condicionante do processo erosivo e sua evolução.
Motta (2001) também utilizou o ensaio de Inderbitzen e uma tentativa de simulação de chuva foi desenvolvida. O autor instalou um sistema de gotejamento a uma altura de 38 cm da face da amostra, acoplado ao aparelho de Inderbitzen com declividade da rampa constante de 10º e sem escoamento
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superficial, limitando a quantidade de agentes atuantes e, conseqüentemente, de variáveis. Ao simular o ensaio somente com precipitação, sem escoamento
superficial nos solos das voçorocas de Campo Grande, o referido autor obser vou que, que, durante durante vinte minutos minutos de precipitação precipitação,, o corpo de prova prova perdeu perdeu mais mais partículas de solo do que no ensaio de Inderbitzen, realizado em 30 minutos. Ele conclui, portanto, que os taludes também podem sofrer a influência das gotas de chuva, destacando partículas, que ficam, então, mais susceptíveis ao carreamento pelo escoamento superficial. Lima (2003) estudou cinco voçorocas do Distrito Federal para conhecimento dos mecanismos que provocam alteraçõesdas dos solos eAque podem condicionar, de alguma forma, o processoasevolutivo mesmas. autora verificou que ocorre alteração das pro propriedades priedades físicas, químicas e mineralógicas nos solos mais próximos às bordas das voçorocas. Essas alterações nas propriedades dos solos interferem nos comportamentos mecânico e hidráulico e, conseqüentemente, na estabilidade dos taludes das voçorocas. Cardoso (2002), baseado na análise das várias proposições para a descrição de perfis de intemperismo apresentadas na literatura e em sua experiência com os solos lateríticos do Cerrado Brasileiro, formulou uma nova proposta
de descrição dos horizontes em perfis de solos lateríticos para uso nas áreas de geotecnia e geologia de engenharia.
2 OS SOLOS TROPICAIS Em regiões tropicais, a grande maioria maioria dos solos,de emformação, função dasapresenta suas características físico-químicas originárias do processo alta porosidade e grande sensibilidade das ligações cimentícias em presença de água, sobretudo quando estas correspondem a pontes de argila (PAIXÃO & CAMAPUM DE CARVALHO, 1994). A atuação diferenciada do intemperismo aliada aos aspectos geológicos, entre outros fatores, faz com que as propriedades destes solos apresentem uma grande variabilidade, daí a necessidade de estudos regionalizados. Além disso, fatores como as chuvas e as variações de temperatura atuam degradando e instabilizando os taludes de voçorocas e encostas naturais. A influência das chuvas tem sido abordada principalmente com relação às varia-
ções do teor dedeumidade umid ade do solo do nível dofísico-químicas lençol freático, f reático,dos enquanto o efeito das variações temperatura e ase alterações solos não têm sido avaliados. Os modelos mais recentes, no entanto, já consideram outros
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aspectos relevantes, como a fadiga devido às variações de pressões neutras nas causas de instabilidade das encostas naturais (SANOS JÚNIOR et al .,., 1997).
físico-químicas solo dos em curto intervalo de tempoConsiderar reveste-se as de alterações importância não só para ado análise processos erosivos como também para o entendimento da instabilidade de taludes em regiões tropicais. Nas diversas cidades satélites da região do Distrito Federal, os solos são bastante degradados pela erosão, onde as voçorocas apresentam um modelo evolutivo bastante característico e diferenciado do que é normalmente obser vado em outras regiões do país. Segundo Mo Mortari rtari & Camap Camapum um de Carvalho (1994a), o processo evolutivo das voçorocas nessa região é, na maioria das vezes, perfeitamente perfeitamente traduzido pelo modelo encaixado, encaixado, tipicamente na forma de “V” e cuja profundidade está limitada à ocorrência dos saprólitos mais resistentes intercalados camadasna menos resistentes. Essas voçorocas com são iniciadas camada de argila porosa colapsível colapsível que, de acordo com Cardoso et al. (1995), são solos profundamente intemperizados, formados por agregados de matriz fortemente argilosa, interligados por pontes de argila, apresentando elevados índices de vazios, com valores entre 1,0 e 4,0. ais características do solo proporcionam uma grande facilidade de infiltração das águas de chuva, sendo grande parte dos escorregamentos de
infiltração das águas de chuva, sendo grande parte dos escorregamentos de taludes, na região do Distrito Federal, associados à alteração das propriedades propriedades mecânicas dos solos, como conseqüência da variação do grau de saturação e, portanto, da sucção matricial (MORARI & CAMAPUM DE CARVALHO, 1994b). Lima (2003) mostra ainda que, no caso de ravinas e voçorocas, o fluxo em meio saturado e não saturado é também responsável pela degradação e comprometimento do comportamento do solo. O trabalho desses autores mostrou que, para as voçorocas do Distrito Federal, a estabilidade dos taludes e o seu processo evolutivo dependem de como variam os parâmetro paclimáticas râmetross ao de longo resistência resistência comNessa o perfil de umidade, umidade , bem como com as estações do ano. situação, a condição de drenagem é bastante favorecida junto aos taludes, o que pode propiciar alterações físicas, químicas e de sucção nos solos. Desta forma, pode-se observar que as voçorocas constituem-se constituem-se de feições nas quais processos formadores de naturezas diversas se alternam durante a sua evolução, afetando, em particular, as características dos solos, como suas propriedades físico-químicas e mineralógicas e o próprio comportamento me-
cânico, o que contribui para tornar o mecanismo de evolução das voçorocas muito mais complexo.
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2.1 Perfis de Intemperismo Cardoso (2002), diante da grande variedade de horizontes encontrados na região do Distrito Federal, apresentou uma nova proposta de descrição dos
horizontes em perfis de solos lateríticos, prevendo, inclusive, a existência do horizonte ferruginoso. Na realidade, esta proposta é uma adaptação realizada aBrasileiro partir dasdedescrições de perfis de Martins (2000),1999). Pastore (1995) do baseada Sistema Classificação de Solos (EMBRAPA, Apesar deeser nos solos dos Cerrados, esta descrição pode p ode ser aplicada em perfis de solo laterítico de outras regiões, uma vez que ela mantém como preceito o desenvolvimento do perfil de acordo com o grau de intemperismo local, seguindo a proposta de Martins (2000), que, por sua vez, é uma adaptação de Walther (1915). Deste modo, independente da rocha-mãe, o perfil de intemperismo pode ser completo ou truncado e apresentar as mais variáveis espessuras dos horizontes, dependendo basicamente do intemperismo local. A abela 3.1 mostra um paralelo entre os horizontes das diferentes classificações de perfis lateríticos completos e a proposta de Cardoso (2002). As terminologias adotadas nestas classificações descritas emcompleto Cardoso (2002). O perfil estão de intemperismo da nova proposta possui doze subhorizontes agrupados em sete horizontes (abela 1), em que são contempladas as características químicas, mineralógicas e geotécnicas originadas pelo
intemperismo químico. Os horizontes mais superficiais, nesta proposta, são divididos de acordo com a Classificação Morfo-genética Morfo-genética de Dokuchaev (1883). Dividem-se nos horizontes O, A e B, que fazem parte p arte de uma terminologia de comum utilização entre os geotécnicos. Deve-se salientar que se pode aqui inserir conceitos do Sistema Brasileiro Brasileiro de Classificação de Solos e de seus horizontes diagnósticos. O horizonte ferruginoso, normalmente presente em solos tropicais, mostra os mesmos sub-horizontes (cascalho laterítico, couraça ferruginosa, carapaça e zonaquatro mosqueada) apresentados em Martins (2000). Estes sub-horizontes representam todas as formas possíveis deste tipo de material ser encontrado na natureza. Em descrições de perfis para a geotecnia, esta subdivisão torna-se importante, pois, na prática, as diferenças das estruturas e teores de oxi-hidróxidos de Fe e Al entre estas subdivisões geram, conseqüentemente, fortes diferenças entre os comportamentos mecânicos. Os horizontes mais profundos seguem as definições de Pastore (1995), pois estas melhor caracterizam as possíveis diferenças do comportamento me-
cânico em materiais rochosos.
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abela 1 – Comparação entre os horizontes das diferentes classificações analisadas (modificado Cardoso 2002). Maiores Subdivisões
Cardoso (2002)
Martins (2000)
Sistema Brasileiro de Classificação de Solos – EMBRAPA (1999)
Pastore (1995)
Horizonte O
Horizonte O
Solo
Horizonte A
Horizonte A
orgânico
Solum
Horizonte B
Pedólito
Cascalho laterítico
Horizonte B
Cascalho laterítico
Horizonte B com caráter petroplíntico
(0 a 30 m) Cou Coura raça ça ferruginosa Carapaça
Couraça ferruginosa Carapaça
Horizonte B
Zona Mosqueada
Zona Mosqueada
aHorizontes litoplínticoC plíntico ou similar a plíntico, ou glei com
Horizonte laterítico
litoplíntico ou similar ? ? ?
Saprólito fino ou argiloso
Saprólito fino ou argiloso
mosqueamentos ou similar a glei com mosqueamentos Horizonte C glei sem Solo saprolítico mosqueamentos ou similar a glei sem mosqueamentos
Saprólito Saprólito Saprólito Horizonte C (0 a 100 m) ou saprólito grosso grosso Rocha ou arenoso muito alterada Rocha Saprock Horizonte R Protólito
alterada Rocha sã
Rocha-mãe
Saprólito Rocha muito alterada Rocha alterada Rocha sã
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2.2 Mecanismos de Alteração dos Minerais Em regiões tropicais, os minerais dos solos são resultantes da dinâmica química do alumínio, do ferro e da sílica dentro do processo de lateritização. Em complemento, sob o ponto de vista mineralógico, deve-se ressaltar o trabalho de Buckman & Brady (1960). Neste estudo, são apresentados os tipos
fundamentais de alteração das rochas, a natureza e estabilidade dos minerais e as características mais importantes dos produtos obtidos, esquematizados na Figura 1.
Figura 1 – ipos fundamentais de alteração das rochas (modificado – Buckman & Brady, 1960).
Millot (1964) descreve três mecanismos que originam os minerais de argila: herança, transformação e neoformação. 1) Herança Herança – os minerais de argila herdados correspondem à argilas detríticas, originadas diretamente da rocha-mãe. São de mais usual ocorrência em solos derivados de rochas sedimentares, principalmente as pelíticas. Podem sofrer, por vezes, ligeira alteração durante a pedogênese, a qual pode consistir apenas numa diminuição das suas dimensões pela simples atuação mecânica. 2) Transformação – Transformação – este mecanismo consiste na transformação de filossilicatos, implicando implicando uma transfo t ransformação rmação de fase cristalina em outra, essencialmente 1985). sólida. Um exemplo é a formação da illita a partir da biotita (BESOAIN,
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3) Neoformação – Neoformação – consiste em um mecanismo em que os minerais de argila formam-se por reações em fase líquida, seja por precipitação ou co-precipitação de geles ou soluções iônicas (FIELDES & SWINDALE, 1954). O segundo esquemaentre (Figura 2), extraído de Buckman & Brady (1960), formula uma associação a composição química dos constituintes das rochas, certas condições da alteração química e os produtos obtidos.
Figura 2 – Produtos da alteração dos minerais primários com o aumento do intemperismo (modificado – Buckman & Brady Brady,, 1960; Macedo & Lemos, 1961).
3 SOLOS LA L ATERÍTICOS A lateritização é o processo pedogenético pedogenét ico conseqüente do desenvolvimento de um pH superficial compreendido na faixa intermediária de aproximadamente 4,5 a 7,0, permitindo intensa lixiviação do silício na forma de Si(OH)4 e das bases na forma de cátions dissolvidos, enquanto ocorre a precipitação do alumínio e ferro férrico na forma de M(OH) 3, isto é, o enriquecimento relativo de Al e Fe nestes horizontes do solo sob a forma de óxidos. O ferro ferroso, tanto na forma do Fe2+ ou de Fe(OH)2, é eliminado para condições de
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pH menor que 5,5, sendo que sua permanência, permanênci a, sob a forma de Fe(OH)2 precipitado, ocorrerá em condições ambientais não oxidantes e de pH mais elevado (CARVALHO, 1995a).
3.1 Aspectos Químicos Nas regiões tropicais, devido às altas temperatura e umidade, a degra-
dação química é acelerada. Os tipos de reações que acarretam as alterações químicas no ambiente superficial são: hidratação-desidratação, oxidação-redução, dissolução-precipitação, carbonatação-descarbonatação, hidrólise e queluviação. Entre estas reações químicas, as principais identificadas nos solos brasileiros são a hidrólise e a queluviação (PEDRO, 1966). O processo de hidrólise é a reação mais comum para os minerais silicatados e pode ser caracterizada por toda dois tipos: totaleliminadas, e hidrólise enquanto parcial. A ohidrólise ocorre quando a sílicahidrólise e base são Al (OH)total se 3 acumula, formando hidróxidos de alumínio do tipo gibbsita. Destaca-se que, além do alumínio, o ferro também permanece no perfil, pe rfil, uma vez que esses dois elementos apresentam comportamento geoquímico semelhante no domínio hidrolítico hidrolí tico (OLEDO et al .,., 2000). O processo de eliminação total da sílica e formação de oxi-hidróxidos de ferro e alumínio é denominado alitização. No caso édagenericamente hidrólise parcial, ocorre a formação de silicatos de alumínio e o processo denominado de sialitização (OLEDO et al .,., 2000). O processo se dá quando uma parte da sílica liberada do mineral reage reage com o alumínio, formando os argilo-minerais do tipo 1:1 (monossialitização)
ou de argilo-minerais do tipo 2:1 (bissialitização), dependendo da eliminação dos cátions básicos. A queluviação é o processo em que os elementos metálicos, de maneira especial o alumínio e o ferro-férrico, são móveis em relação à sílica que, neste tipo de intemperismo, tende a se concentrar no perfil de alteração (CARVALHO, 1995a). O processo de queluviação pode ser por queluviação total e queluviação parcial. De acordo com Cardoso et al. (1998), na queluviação total ocorre a totalsilicoso. saída de e de alumínio, quedao permanência material residual será um produto Já bases na queluviação parcial,emalém da sílica, existe a retenção parcial do alumínio e mesmo de algumas bases, formando argilo-minerais argilo-mine rais do tipo 2:1 ou do grupo das esmectitas e o processo é denominado de aluminos a luminossialitização. sialitização. Ainda segundo os mesmos autores, autores, a alitização
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é o processo típico para a formação dos solos profundamente intemperizados do Distrito Federal, bem como do Cerrado Brasileiro.
3.2 Aspectos Mineralógicos A lateritização do ponto de vista mineralógico é o ajuste da assembléia mineral uma dada rocha-mãe condições da condições, superfície da erra sob clima tropical de (BÁRDOSSY & ALEVA,às1990). Nessas a estabilidade dos minerais é diferenciada.
minerais é diferenciada. Considerando as diferentes estabilidades dos vários minerais, podem ser enunciadas algumas conclusões de interesse prático (MACEDO & LEMOS, 1961): 1) Menor estabilidade da grande maioria dos minerais ferromagnesianos. 2) Maior estabilidade dos feldspatos potássicos em relação aos cálcicosódicos. 3) As diferentes condições, em relação à estabilidade, dos plagioclásios sódico e cálcico. 4) Notável diferença entre as duas micas: a muscovita e a biotita. A biotita, mica ferromagnesiana, é muito menos estável. 5) Em relação aos minerais máficos, o decréscimo de estabilidade com o aumento do teor em magnésio. 6) Substituição na estrutura do silício pelo alumínio leva a um decréscimo de resistência à meteorização.
Aumentoetraedros de estabilidade variando paralelamente com a> seqüência de tipos 7) estruturais: independentes > Cadeias simples Cadeias duplas > Folhas. 8) Natureza da estrutura dos minerais de argila em folhas e a sua estabilidade na superfície. 9) A solubilidade do quartzo é a mais baixa na lista de Goldich. A matéria mineral sólida do solo é constituída por minerais primários e por mineraisderesultantes da alteração destes, ao designados minerais secundários. A presença cada um deles está associada nível de transformação intempérica sofrida pelo perfil a partir da rocha. Os minerais secundários de ocorrência mais freqüente são minerais de argila (silicatos de alumínio no estado cristalino), silicatos não cristalinos, óxi-
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dos e hidróxidos de ferro e de alumínio (e, em certos solos, também de manganês e de titânio). Nos solos lateríticos, os minerais mais freqüentes são aqueles pertencentes ao grupo da caulinita (caulinita e haloisita) e os oxi-hidróxidos de ferro e alumínio. Como mineral primário, é freqüente a presença do quartzo devido à sua difícil difí cil intem i ntemperização. perização.
3.3 Aspectos Físicos Na decomposição sob condições tropicais de altas temperaturas e pre-
cipitação de chuvas, os minerais de argila tendem a decompor-se em várias formas de oxi-hidróxidos de ferro e alumínio de acordo com as condições de intemperismo. O teor de óxido de ferro livre e o estado dos complexos alumino-ferruginosos (grau de desidratação e/ou endurecimento), bem como a estrutura granular típica de alguns solos lateríticos, são responsáveis pelas diferenças no comportamento de engenharia destes em relação às expectati vas da mecânica dos solos convencion convencional al para solos de zona temperada (GIDIGASU, 1976). como características físicas dos solos tropica Destacam-se t ropicais is oriundas diretamente da estrutura dos solos lateríticos e de grande importância para a área geotécnica: 1) Índices de vazios de solos lateríticos normalmente maiores do que seriam se associados com a distribuição granulométrica. granulométrica. Eles são função f unção do processo de intemperismo e não estão relacion relacionados ados à história de tensões; 2) Os índices de vazios de solos lateríticos podem variar bastante ou ser semelhantes independentemente da rocha-mãe;
3) A distribuição de poros é caracterizada pela presença marcante de macro e de micro poros (Figura 3); 4) A estabilidade dos agregados e dos cimentos que os une, diante das variações de umidade umidade e de energia energia mecânica mecânica a eles impostas; impostas; 5) Resistências mais baixas e compressibilidades mais altas como conseqüência da estrutura do solo e de sua pedogênese. Estas características foram claramente observadas por Dias (1994); 6) Em conseqüência dos elevados índices de vazios e presença de macro porosidade, as permeabilidades são normalmente mais altas do que aquelas associadas à distribuição granulométrica. granulométrica.
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Figura 3 – Micro estrutura de um solo laterítico do Distrito Federal (GUIMARÃES, 2002).
3.3.1 extura A textura constitui um dos principais aspectos físicos que distinguem os solos tropicais lateríticos dos demais tipos de solo. Enquanto, de um modo geral, tipos de solos é possível na(argilas), textura ,como granulometrianos dasdemais partículas individualizadas dos pensar minerais (argilas) ou de aum grupo de minerais solidamente ligados (seixo ou brita), em se tratando de solos lateríticos, as partículas partícu las individualizadas, mesmo no caso das argilas, dificilmen dificilmente te se apresentam com propriedades e comportamentos que refletem a própria individualidade. individuali dade. Isto porque os minerais de argila e mesmo os minerais primá-
rios como o quartzo, participam particip am de grupamentos estruturais, os macro e micro agregados (Figura 3), que apresentam características próprias, conferindo ao solo comportamentos distintos daqueles que refletiriam o do solo contendo as partículas individualizadas. Por exemplo, os solos do Distrito Federal, por vezes, apr apresentam esentam até mais de 50% 50% de de argila argila (ARAKI, (ARAKI, 1997) 1997) e, e, no entan entanto, to, possuem permeabilidade de solos arenosos, isso porque a textura que atua definindo o comportamento é a do agregado e não a da partícula. Assim, torna-se relevante fazer análises considerando o material defloculado e não defloculado, como exemplifica a Figura 4 (GUIMARÃES, 2002).
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Figura 4 – Curvas granulométricas com e sem defloculante, deflocu lante, 6 m (GUIMARÃES, 2002).
A textura granular é conferida aos solos lateríticos por um processo pedogenético contínuo no qual os oxi-hidróxidos de ferro passam a atuar de modo mais ou menos intenso, interferindo diretamente na estabilidade estrutural dos agregados formados. omando-se em conta esta peculiaridade dos solos lateríticos, é fácil perceber a necessidade da caracterização textural desses solos serem feitas levando-se em conta não só a granulometria das partículas individualizadas como também, e principalmente, a correspondente ao estado agregado, pois é ela que define em maior grau o comportamento do solo. A textura dos solos lateríticos, ao interferir diretamente no comportamento do solo, afetando parâmetros hidráulicos e mecânicos, assume grande influência e importância no surgimento e evolução dos processos erosivos. A
estabilidade estrutural desses elementos elementos agregados pode ser afetada por p or agentes externos como sobrecarga (máquinas agrícolas, pisoteio de animais etc.) e produtos químicos (insumos agrícolas, água servida etc.). Ela pode ainda sofrer influência de agentes internos, como o fluxo induzido por alterações geométricas ou por modificações na condição denecessariamente, infiltração. A prevenção e controle dos processos erosivos passam, portanto, pela avaliação de como se comportará a estabilidade textural e, por conseqüência, estrutural do solo diante das intervenções antrópicas.
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3.3.2 Plasticidade Uma das mais importantes propriedades dos solos lateríticos é a plasticidade. Vários Vários são os fatores que podem influenciar influ enciar nos valores finais dos limites de liquidez e de plasticidade. Normalmente, a natureza mineralógica e o teor da fração fina são os principais fatores citados como aqueles que praticamente definem a plasticidad plast icidadee de um solo (QUEIROZ DE CARVALHO, CARVALHO, 1986). Como já se sabe, independentemente independentemente da origem do solo (de região tropical ou temperada), os limites de plasticidade e liquidez aumentam à medida que aumentam os teores de argila no solo, sendo, no entanto, estes limites afetados pela presença de agregações e de oxi-hidróxidos de ferro e/ou alumínio presentes nos solos tropicais. Em solos em regiões tropicais, constituintes lo-minera lo-minerais is sãoformados os dos grupos da caulinita, illitaoseprincipais montmorillo montmorillonita, nita, sendoargique
os primeiros caracterizam os solos mais intemperizados e os últimos, os menos. Dentre vários outros trabalhos, Baver et al . (1972) demonstram que a illita possui os limites de plasticidade e liquidez, bem como o índice de plasticidade, superiores aos da caulinita e ambos os argilo-minerais possuem estes valores bastante inferiores aos da montmorillonita. Um fator fator também muito importante na plasticidade plast icidade dos solos é o seu teor em oxi-hidróxidos de ferro. Queiroz de Carvalho (1986) formula duas hipóteses para explicar a influência dos oxi-hidróxidos oxi-hidróxidos na plasticidade: 1) Se o ferro presente no solo ocorre associado às partículas finas, recobrindo-as mesmo cimentando-as, é delimites se esperar que a eplasticidade seja afetada porouuma redução nos valores dos de liquidez de plasticidade (GIDIGASU, 1976). Assim, a extração deste ferro deve aumentar a plasticidade. Uma prova prova para este fato f ato é apresentada por Newill (1961), ( 1961), que mostrou que a extração do ferro aumentou o limite de liquidez em até 93% para dois solos lateríticos do Quênia, ricos em meta-haloisita. 2) Se, por outro lado, o ferro ocorre no solo como partículas discretas ou parcialmente discretas, é de se esperar que o mesmo não tenha efeito (ou, se
o tiver, será em escala reduzida) sobre os valores dos limites de plasticidade e liquidez (QUEIROZ DE CARVALHO, CARVALHO, 1979). Outros fatores de grande importância na plasticidade de solos lateríticos são e aseguintes desidratação. Estes fatores, segundo a literatura, mudamoaamolgamento plasticidade das formas: 1) O revestimento das partículas do solo por oxi-hidróxidos de ferro reduz a capacidade dos minerais de argila em absorver água e pode, também,
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fisicamente cimentar grãos adjacentes, produzindo, assim, agregados maiores. Ambos os fatores reduzem a plasticidade, mas o intenso amolgamento solo destrói agregados e revestimentos de oxi-hidróxidos. Isto é importantedoquando relacionado com procedimentos de ensaios de laboratório para operações de construção. A destruição dos agregados de um solo fino em operações de escavação, transporte e disposição de materiais provavelmente não atinge a extensão da oriunda do amolgamento nos ensaios de plasticidade. A plasticidade do material de construção no campo pode, então, ser mais baixa do que a obtida em laboratório (MENDOZA, 1985; IGNAIUS, 1988; Te Quarterly Journal Jou rnal of Engin Engineering eering Geology Report , 1990), isto considerando-se apenas o efeito do amolgamento, pois o processo de pré-secagem pelo qual passa o solo na fase de preparação de amostra teria efeito oposto. 3) Outra característica fundamental da plasticidade em solos lateríticos é a mudança irreversível quando da desidratação. Solos que contêm haloisita hidratada e hidróxidos de ferro e alumínio podem se tornar menos plásticos
após secagem. Isto é, em parte, devido à desidratação desi dratação dos hidróxidos, que cria uma ligação mais forte entre as partículas e resiste à penetração da água, e, em parte, devido à irreversibilidade da desidratação ocorrida em haloisitas hidratadas. O efeito é observado obser vado durante a secagem ao ar, mas é mais evidente na secagem em à alta temperatura 1982; CAMAPUM DE CARVALHO et estufa al., 1985; QUEIROZ DE (VARGAS, CARVALHO, 1985; Te Quarterly Journal of Engineering Geology Geolog y Report , 1990). Ignatius (1988), estudando vários aspectos relacionados à plasticidade plastici dade em 17 solos de diferentes diferentes localidades do Brasil, constatou que as amostras que sofreram secagem em estufa produziram resultados referentes ao limite de liquidez menores do que aqueles oriundos dos processos sem a secagem prévia e com a secagem prévia ao ar, sem, contudo, observar este mesmo tipo de diferença entre estes dois últimos processos.
3.3.3 Densidade Real dos Grãos
A densidade real dos grãos é conseqüência dos tipos de componentes minerais e orgânicos e suas proporções em um solo (abela 2). Em regiões de clima frio, fri o, onde os solos têm baixos teores em oxi-hidróxidos de ferro, a densidade real está em torno de 2,65; em regiões de clima tropical, são freqüentes os solos com densidade real dos grãos próxima de 3,0 (KIEHL, 1979).
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abela 2 – Densidade real de alguns minerais constituintes de solos tropicais (KIEHL, 1979). Mineral Densidade Real Mineral Densidade Real Caulinita 2,60 - 2,68 Goethita 4,37 Illita 2,60 - 2,68 Hematita 4,90 - 5,30 Montmorillonita Quartzo Gibbsita
2,20 - 2,70 2,65 - 2,66 2,30 - 2,40
Magnetita Rutilo Zircão
5,18 4,18 - 4,25 4,68 - 4,70
owsend et al . (1971) mostram que a presença de oxi-hidróxidos de ferro em solos causa altos valores de densidade real dos grãos. Estes autores mostram que as densidades reais em amostras naturais de dois solos, com valores de 3,04 e 2,85, passam, respectivamente, após a extração dos oxi-hidróxidos de ferro, a 2,80 e 2,67. A presença marcante de gibbisita em solos lateríticos conduz à diminuição da densidade real, sendo esta redução condicionada também pela maior
ou menor de ferro. Outropresença aspecto de queoxi-hidróxido afeta a densidade real dos solos lateríticos é a presença de poros isolados no interior dos agregados, pois os valores determinados não os levam em consideração. A densidade real da matéria orgânica varia de 0,6 a 1,0. Nos solos tropicais ricos em matéria orgânica, a massa específica é sensivelmente diminuída, principalmente quando o teor de material húmico é superior a 3% (KIEHL, 1979).
4 SOLO SAPROLÍTICO Segundo o Committee on ropical Soils of the International Society of Soil Mechan Mec hanics ics and Fou Foundat ndation ion Engineering Engineering (1985), (1985), citado por Pastore (1992), solo saprolítico é aquele que resulta da decomposição e/ou desagregação in situ da rocha (considerada material consolidado da crosta terrestre), mantendo, ainda, de maneira nítida, a estrutura (ou fábrica) da rocha que lhe deu origem. É
um solo genuinamente residual. Segundo Pastore (1992), as estruturas reliquiares, freqüentes nos solos saprolíticos, compreendem todas as feições tais como foliação, fraturas, juntas e falhas do maciço rochoso que ficaram preservadas no maciço de solo saprolítico, apesar da profunda alteração sofrida pelo mesmo.
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No perfil de intemperismo proposto por Pastore (1995) e apresentado na
abela 3.1, os horizontes de solo saprolítico e saprólito são diferenciados pelos seguintes aspectos: 1) O horizonte de solo saprolítico apresenta até 10% de blocos de rocha. A espessura e a composição granulométrica deste horizonte são muito variá veis, dependendo da sua posição no relevo rochas de origem. As composições granulométricas mais comuns são easdas areias siltosas pouco argilosas e siltes argilosos pouco arenosos. Este horizonte pode conter quartzo, argilas essencialmente cauliníticas e óxidos de ferro e alumínio hidratados, que formam agregados instáveis em estruturas porosas. As suas cores predominantes são as de tons avermelhados e amarelados (PASORE, 1995). 2) O horizonte de saprólito constitui-se na transição entre o maciço de solo e o maciço rochoso. Ele é constituído, basicamente, por solo saprolítico e blocos de rocha de variadas dimensões com diversos graus de alteração. O solo tende a se desenvolver ao longo das descontinuidades remanescentes do maciço rochoso, por meio das quais há maior facilidade de percolação de água, e nas zonas formadas por rochas mais susceptíveis a alteração. No horizonte
de saprólito, segundo Deere & Patton (1971), a quantidade de blocos é muito variávell (de 10 variáve 10 a 95%), 95%), o que que confere confere aos sapró saprólitos litos um compo comportamento rtamento extremamente diferenciado. A espessura deste horizonte é muito irregular, sendo comum grandes variações ou até inexistência deste tipo de horizonte em certos trechos de um maciço (PASORE, 1995). Abordar-se-á neste capítulo aspectos químicos, mineralógicos e físicos relativos horizonte de solo saprolítico. Nos processos erosivos regionais,ou as ravinas eao principalmente as voçorocas avançam até atingirem o saprólito mesmo a rocha, e aí se estabilizam. Os solos saprolíticos, sobretudo os finos, são nas camadas menos intemperizadas, os que mais sofrem erosão. Da abordagem a ser apresentada, será possível perceber que associar os solos saprolílicos aos processos erosivos erosivos só é possível fazendo-se análises localizadas e preferencialmente multiparamétricas.
4.1 Aspectos Químicos
solos saprolíticos caracterizados de elepH mais Os próximos do neutro esão, em geralmente, relação aos solos lateríticos por por valores uma mais vada capacidade de troca catiônica (CC). Um exem exemplo plo da ordem ordem de grandeza grandeza
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do pH desses solos é fornecido por Jacintho (2005) para o solo saprolítico do Aproveitamento Múltiplo de Manso, para o qual se obteve um pH em água
igual a 6,4, enquanto o pH em KCl foi de 5,5. Para os solos regionais, Cardoso (2002), ao estudar cinco solos saprolíticos finos, obteve valores de pH em água variando entre entre 4,05 e 4,45 e, em KCl, variando variando entre 4,70 e 4,80, valores estes inferiores aos obtidos para os solos lateríticos pesquisados pelo mesmo autor. Quanto aos valores de capacidade de troca catiônica, Cardoso (2002) apresenta para os mesmos solos saprolíticos finos do Distrito Federal valores que variam entre 1,34 e 3,00 cmolc/kg. Esses valores não foram muito diferentes dos autor para os solos Osobtidos solos depelo pH mesmo ácidos são geralmente carac lateríticos caracterizados terizados por pregionais. or uma maior agregação, predominando forças de atração entre as partículas. Esse é um aspecto regionalmente importante, pois não é raro, no Distrito Federal, as ravinas e voçorocas serem desencadeadas por lançame voçorocas lançamentos ntos indevidos de drenagens de águas pluviais e estas serem condutos de lançamentos clandestinos de águas servidas com pH geralmente superior ao do solo, favorecendo, assim, a sua desagregação e o mais rápido avanço da erosão.
4.2 Aspectos Mineralógicos Segundo Nogami & Villibor (1995), mineralogicamente, os solos saprolíticos apresentam a seguinte composição: 1) Fração areia: mineralogia complexa contendo vários minerais em diferentes2)graus de silte: alteração, tais como feldspatos, do quartzo; Fração principalmente a caulinita,micas, mica ealém quartzo; 3) Fração argila: caulinita, haloisita, nontronita, nontronita, vermiculita e atap atapulgita. ulgita. Vaughan (1990), citado por p or Pastore (1992), refere-se a caulinita, caulinita , haloisita, atapulgita e esmectitas como componentes da fração fina dos solos residuais e ao quartzo e feldspatos, em vários graus de alteração, como as frações mais grosseiras dos mesmos. Jacintho (2005), ao estudar solos saprolíticos provenientes do Aproveitamento Múltiplo de Manso, no Mato Grosso, encontrou os mesmos componentes na fração grossa e fina do solo estudado, sendo eles: quatzo, illita, clorita, e feldspatos.
Carvalhopara (1995b), ao estudarde o perfil intemperismoao doinício solo de lia, verificou, a profundidade 10 m de (correspondente doBrasíhorizonte saprolítico), a presença de: caulinita, quartzo, hematita e illita.
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Segundo Pastore (1992), os tipos e a proporção entre os minerais presentes no solo são muito variáveis, pois dependem da composição inicial da rocha de origem e do intemperismo por ela sofrido. Por exemplo, em rochas
nas quais as porcentagens de quartzo, feldspato e mica são próximas, poderão haver quantidades também próximas de quartzo, caulinita e mica no solo, enquanto em paleossomas migmatíticos o mineral predominante será a biotita. Guimarães (2002), ao estudar um perfil de intemperismo do solo do Distrito Federal, observou que, ao atingir o horizonte de solo saprolítico, as agregações presentes nos solos lateríticos cedem espaço para aglomerações ou pacotes de argilominerais, como mostrado na Figura 5, para a profundidade de 10m.
Figura 5 – Micro estrutura de um solo saprolítico do Distrito Federal (GUIMARÃES, 2002).
Em síntese, o que necessita ser levado em conta são a rocha de origem e os meios e condições de ataque que atuam no intemperismo. Na cadeia evolutiva, tem-se no saprólito a predominância dos minerais primários que, por força do intemperismo, cedem espaço para os arigominerais 2:1 como as illitas e as montmorillonitas, que passam pa ssam a caracterizar caracter izar o solo saprolítico. Avançando ainda mais na cadeia do intemperismo, a tendência é a transformação transformaçã o total dos minerais primários, exceto o quartzo, que resiste ao intemperismo, em argilominerais 2:1 e parte destes se transformam em argilominerais 1:1 (grupo das
caulinitas). Finalmente, tem-se, no término da cadeia evolutiva, a presença de
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argilominerais do grupo da caulita e oxi-hidróxido de alumínio que deste se originou. Nos perfis de intemperismo regionais, o quartzo e os oxi-hidróxidos de ferro se mantêm presentes. Portanto, os solos saprolíticos, sendo ricos em minerais primários, geralmente inertes, e em argilominerais expansivos (2:1), ativos, constituem uma
camada sensível ao processo erosivo, propiciando o solapamento dos pés dos taludes ou permitindo encaixe erosão nas mais alteradas, o que consubstancia o modeloo de formadaproposto porcamadas Mortari (1994).
4.3 Aspectos Físicos A composição granulométrica, a plasticidade e a mineralogia dos solos saprolíticos estão intimamente relacionadas à textura e à mineralogia das rochas de origem e ao intemperismo por ela sofrido.
4.3.1 extura Segundo Bourdeaux (1983), as maiores dificuldades encontradas para a caracterização dos solos saprolíticos estão diretamente associadas ao forte
potencial evolutivo da composição granulométrica destes materiais quando manuseados, face ao caráter alterado dos fragmentos rochosos. Além da sensibilidade ao manuseio, no campo, o fracionamento textural desses materiais pode também ocorrer devido a solicitações, aumento de umidade e ataque químico. Pastore (1992), utilizando resultados de ensaios publicados na literatura, conclui que os solos saprolíticos derivados de rochas de granulação média a grossa, tais como muitos tipos de migmatitos, granitos e gnaisses, são compostos, predominantemente, por areias siltosas e siltes arenosos. Já os solos de granulação fina como basaltos e alguns tipos de granitóides são compostos, em suaconsiderando-se maioria, por siltes argilosos e argilas siltosas.granulação Ainda segundo mesmo autor, que as rochas apresentam desdeo fina até grosseira, é de se esperar que a granulometria dos solos saprolíticos, delas derivados, seja muito variável. Em trabalho realizado por Jacintho et al . (2006), são apresentadas considerações sobre um solo saprolítico proveniente do Aproveitamento Múlti-
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113
plo de Manso. A Figura 5 apresentou a faixa de variação (valores máximos e mínimos) da granulometria do material destorroado (NBR 6457/1986) e sem destorroar. Com auxílio desta figura, é possível observar o potencial evolutivo destes solos. A granulometria do material, dependendo do nível de quebra, pode transitar de um extremo a outro, nos gráficos da Figura 6, gerando grande variabilidade no comportamento do solo.
Figura 6 – Curvas Curv as granulométricas máximas e mínimas destorroando e sem destorroar (JACINHO et al .,., 2006).
A Figura 7 apresenta o resultado de ensaios de granulometria realizados em laboratório para as seguintes condições: ABN com e sem defloculante e sem destorroar. Observa-se nessa figura que as curvas granulométricas obtidas com e sem o uso do defloculante hexametafosfato de sódio apresentaram resultados praticamente coincidentes. Este fato indica que este solo apresenta, quanto quan to ao aspecto químico químico,, fácil defloculação, não sendo necessária a utilização do defloculante para desfazer pequenos grumos ou torrões. Ou seja, do ponto de vista prático, enfocando o problema da erosão, dependendo da natureza do solo saprolítico, ocorrerá erosão pela simples atuação da força trativa da provocando, por moágua, o aprofundamento da exemplo, erosão. o solapamento da base dos taludes ou mes-
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Figura 7 – Granulometria ABN com e sem defloculante e granulometria sem destorroar (JACINHO et al .,., 2006).
4.3.2 Plasticidade Segundo Pastore (1992), a utilização de limites de consistência como en-
saio-índice tem sido contestada por diversos autores, segundo os quais a grande dispersão de resultados está relacionada com a sensibilidade que estes solos apresentam ao serem manuseados. Esta é uma observação que evidentemente não pode ser generalizada, embora seja passível de ocorrer. Os resultados apresentados por Jacintho (2003) na abela 3 mostram que, embora o destorroamento preconizado pela ligeiramente metodologia os dalimites ABN de na liquidez fase de preparação de amostra tenda a aumentar e plasticidade do solo, o índice de plasticidade tende a manter-se inalterado. alvez a causa de dispersão seja de origem metodológica. Os solos saprolíticos contendo argilominerais 2:1 necessitam, ao se adotar a metodologia de preparação de amostras recomendada pela ABN, a qual envolve pré-secagem, que se faça o pré-umedecimento do material pelo menos 24 horas antes da realização do ensaio. Portanto, o problema não está no ensaio em si, mas em detalhes metodológicos que o extrapolam. ext rapolam. Ao mesmo tempo, a presença em maior ou menor
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quantidade de oxi-hidróxidos de ferro interfere diretamente nos resultados dos limites de Atterberg, conforme mostrado por Cardoso (2002). Logo, querer fazer correlações com esses solos é sempre tarefa árdua e não necessariamente um problema desse ou daquele ensaio. abela 3 – Resultados de limites de consistência – ABN e sem destorroamento (JACINHO, 2003).
L o c al Barragem do Leito do Rio Barragem da Mar Margem gem Esquerda Barragem da Mar Margem gem Direita
Amostra 1 2 3
Ensaio ABNT
Ensaio sem destorroamento
w ( (% %) w ( (% %) IP (%) w ( (% %) w ( (% %) IP (%) L P L P 48 29 19 46 27 19 51 30 21 49 28 21 36 20 16 36 22 14
1
41
24
17
40
24
16
1
47
26
21
47
26
21
O exame das fotografias de microscopias de varredura de solos saprolíticos tem revelado que, freqüentemente, a fração silte destes solos contém macrocristais de caulinita (geralmente associados haloisita) e de mica, imprime comportamentos peculiares. Assim, siltesàdesses minerais, sem que fração argila, podem apresentar plasticidade, o que torna discutível a validade
das leis que regem a atividade coloidal, segundo conceituação de Skempton (COZZOLINO (C OZZOLINO & NOGAMI, 1993). Um aspecto interessante colocado em evidência por p or (JACINHO, 2003) é a constatação de que o limite de liquidez em amostras não destorroadas aumenta com o peso específico dos sólidos, embora este parâmetro tenha apresentado pequena variação. Esta verificação mostra que as propriedades plásticas do solo estudado estão mais relacionadas à natureza mineralógica do que propriamente à textura, pois o peso específico dos sólidos depende da mineralogia. Com base no exposto, a análise da erodibilidade dos solos saprolíticos nem sempre permite uma associação direta entre a plasticidade e potencial de erosão.. Aspectos mineralógicos e texturais como os levantados nos dois paráerosão grafos anteriores necessitam ser considerados.
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4.3.3 Densidade Real dos Grãos A abela 4 mostra os resultados de densidade real dos grãos (G) obtidas para solos s olos saprolíticos saprolíticos usados em barragens brasileiras. brasileiras. Observa-se que os valoress obtidos variam bastante de local para local, pois dependem da mine valore ralogia e esta, por sua vez, é função do tipo de rocha e da intemperização por ela sofrida ao longo do tempo. Portanto, não é possível associar diretamente a densidade real dos grãos à erodibilidade erodibilid ade dos solos, pois esta depende em maior grau de fatores como a porosidade e a prórpria distribuição dos poros. É bem
verdade, conforme mostram os resultado verdade, resultadoss apr apresentados esentados por Jacin Jacintho tho (2003), que, como a densidade real dos grãos depende da mineralogia e esta, por sua vez, interfere interfere diretamente diretamente em parâmetros parâmetros como a plasticidade e a coesão, termina por ter relação uma relação entre a densidade dos grãos e a erodibilidade do solo. Esta relação pode ser explorada de modo mais eficiente para o caso de um perfil de intemperismo ou para uma micro região. abela 4 – Densidade real dos grãos de alguns solos de barragens brasileiras. Local Rocha de Origem G Referência Nova Avanhandava Basalto 2,93 Cruz (1996) ucuruí Basalto 2,90 Cruz (1996) ucuruí Diabásio 3,06 Cruz (1996) ucuruí Metabásio 2,88 Cruz (1996) ucuruí Filito 2,81 Cruz (1996) AHE Capivara Basalto 2,86 Cruz et al . (1975) UHE Salto Santiago Basalto 2,93 Sardinha et al . (1981)
UHE Euclides da Cunha
Gnaisse
2,75 Bourdeaux (1983)
AHE Corumbá I
Micaxisto
2,85
APM Manso
Metassiltito / Metarenito
2,7 ,711 Jac acin inth thoo (2 (2005)
Caproni Júnior et al . (1994)
5 ERODIBILIDADE ERODIBILIDADE DOS D OS SOLOS A erodibilidade do solo e a erosividade da chuva são dois importantes fatores físicos que afetam a magnitude da erosão do solo. Mesmo que a chuva, a
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declividade do terreno e a coberturae vegetal sejam as mesmas, alguns solos que s ão são mais susceptíveis ao destacamento ao transporte pelos agentes de erosão outros. Essa diferença, devida às propriedades do solo, interfere diretamente no potencial de erodibilidade do solo. A erodibilidade de um solo é definida como sua capacidade de resistir aos processos erosivos erosivos e depende não só das características intrínsecas do solo, mas também de fatores subsidiários como ciclos de umedecimento e secagem, além composição química água nele presente (VILAR & PRANDI, 1993). Destada maneira, a forma maisda comum de se analisar e estimar a erodibilidade dos solos tem sido por meio de características físicas e químicas e de alguns
condicionantes externos. Várias são as tentativas existentes na literatura nacional de se correlacionar as propriedades físico-químicas, a mineralogia, o comportamento hidráulicomecânico e as condições físicas locais com o fenômeno da erosão e a erodibilidade dos solos s olos (REGO, (REG O, 1978; DNER-IPR, 1979; FÁCIO, FÁCIO, 1991; MORARI, MORARI, 1994; 1994 ; ARAÚJO, 1994; SANOS, 1997; ALCÂNARA, 1997; LIMA, 1999; BASOS, 1999; MOA, MOA, 2001, entre outros). Apesar do caráter regional dos estudos desenvolvidos, observa-se, geralmente, para os solos argilosos, que: 1) eFatores físicos condicionam os processos e os modelos evolutivos das ravinas voçorocas; 2) Quanto maior a declividade da encosta ou talude, maior o potencial de erosão; 3) A forma do relevo interfere no processo erosivo; 4) Quanto maior a proteção superficial, menor a perda de solo; 5) Quanto maior a velocidade de escoamento da água, maior a perda de solo;
6)Quanto maior a porcentagem de argila, menor a erodibilidade do solo; 7) Quanto maior o Índice de Plasticidade (IP), menor a erodibilidade do solo;
8) Quanto maiores os limites de plasticidade (w P) e de contração (w S), maior a erodibilidade do solo; 9) Quanto maior a expansibilidade do solo, maior a erodibilidade; 10) Quanto maior o teor de matéria orgânica, menor a erodibilidade do solo. É evidente que essas são observações gerais, em que a validade de um elemento é quase sempre função dos demais e de outros. Por exemplo, não é
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correto afirmar que, para os solos tropicais, quanto maior a porcentagem de argila, maior a erodibilidade, visto que, em muitos casos, esta argila encontrase agregada, assumindo a textura de silte a areia fina. Este é o caso, por exemplo, dos solos profundamente intemperizados do Distrito Federal, que, apesar de possuírem 40%, 60%, 80% de argila, são muito susceptíveis à erosão. Na avaliação direta da erodibilidade, os seguintes ensaios têm sido utilizados: desagregação, Inderbitzen (INDERBIZEN, 1961), cilindro rotatório (MOORE & MASCH JR., 1962), furo de agulha ou Pinhole est (SHERARD et al .,., 1976) e dispersão SCS, este último desenvolvido pelo SCS/USDA ( Soil Conservation Service/ United States Department Agriculture). A avaliação experimental indireta da erodibilidade tem sido feita a par-
tir de ensaios que conduzem mineralógica estrutural do solo. Os ensaiosàdecaracterização caracterizaçãofísica, física,química, utilizados na avaliaçãoe indireta da erodibilidade, são os limites de Atterberg, granulometria, teor de umidade, curvas características, adsorção, adsorção, porosidad p orosidadee e análise microestrutural. Na caracterização química, são determinados os valores de pH, o teor de matéria orgânica, sais solúveis cátions trocáveis, óxidos totais e amorfos. A caracterização mineralógica é feita por análise termo-diferencial (AD) ou por meio de difratometria de raios-X. Camapum de Carvalho & Fácio (1994), ao estudarem processos erosivos do Distrito Federal, determinaram a erodibilidade de diversos tipos de solos, todos associados à ocorrência de ravinas e voçorocas. Esses autores verificaram que o grau de lateritização dos solos é um fator interveniente na susceptibilidade à erosão e incluíra incluíram m as relações sílica/sesquióxidos e sílica/óxido de alumínio como indicadores desta propriedade nos modelos matemáticos por eles propostos. O perfil de solo tropical apresenta um grau de metaestabilidade que varia
com a atuação do nível de intemperismo. A avaliação desta metaestabilidade pode ser feita a partir da análise granulométrica com e sem o uso de defloculante ou com e sem o uso de ultra-som no granulômetro do de ensaio duplo oedométrico e da análise microestrutural por meio dea laser, lupa ou microscopia óptica ou de varredura. orna-se, portanto, necessário fixar critérios que definam a metaestabilidade e a estabilidade das micro-agregações existentes nos solos tropicais na avaliação da erodibilidade. A metaestabilidade como um todo em um maciço de solo depende de vários fatores. Por exemplo, depende externamente das condições de drenagem e dos gradientes hidráulicos e tipos de gradiente gerados (cíclicos ou não), e depende internamente de fatores
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como nível de agregação e estabilidade dos agregados, presença de elementos solúveis, porosidade e sua distribuição. Observa-se, portanto, que a maioria dos ensaios não elucida por si só o problema. A análise granulométrica, por exemplo, nos moldes propostos, permite saber se o defloculante em relação à água destrói agregados, mas é incapaz de prever se a comparativamente própria água não osa destrói. Para os verificar o problema, dever-se-ia recorrer outros fluidos como o álcool, por exemplo. Bender (1985) observou que quanto menor o grau de saturação do solo (maior sucção), maior é a erosão quando este é submetido às chuvas, sendo mais intensa nos instantes iniciais com redução gradativa ao longo do tempo. Já Motta (2001) fez um estudo comparativo entre o efeito do gotejamento e do escoamento superficial sobre a erosão de solos provenientes de duas erosões
situadas em Campo Grande, Mato Grosso do Sul e verificou que a predomi nância de um ou de outro agente dependia do tipo de solo, mas que ambos eram importantes. Bastos (1999) sugere para a avaliação da erodibilidade dos solos, a realização de ensaios de cisalhamento direto, que são mais simples e mais adequados à obtenção dos parâmetros de resistência necessários. A análise estatística dos dados experimentais do referido autor indicou que os solos potencialmente erodíveis, com erodibilidade medida em ensaios de Inderbitzen, apresentaram elevada variação na coesão com a inundação (∆c). Numa primeira aproximação, o critério proposto é o seguinte: ∆c≥85%, indicam solos potencialmente erodíveis. Esta avaliação é interessante, serdetratada com(umidade cuidado, pois ∆c depende diretamente da sucção emas esta,precisa do grau saturação e índice de vazios) em que se encontra o solo inicialmente. Logo, para tirar proveito da idéia, faz-se necessário levar em conta a sucção, pois, no campo, o solo pode ora estar muito úmido, ora estar muito seco, intervindo, assim, diretamente na avaliação da erodibilidade. Fácio (1991) mostrou, ao estudar solos provenientes de erosões do Distrito Federal, que quanto maior o grau de
saturação, menor a erodibilidade do solo, o que aponta para a importância da observação feita. Guimarães (2002), ao realizar ensaio de cisalhamento direto e triaxiais para o perfil de intemperismo de um solo do Distrito Federal, verificou que os valores de coesão são marcadamente distintos ao se comparar os resultados obtidos de ensaios realizados sobre amostras naturais nos estados não saturados e inundados. Os resultados obtidos por esse autor (Figura 8) ilustram a variação da coesão com com a sucção para um perfil de solo regional regional..
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Figura 8 – Variação da coesão com a sucção (GUIMARÃES, 2002).
Um outro aspecto a ser levado em conta, quando se analisa a coesão dos solos lateríticos porosos não saturados regionais, é o da variação do ângulo de atrito com a sucção, pois este parâmetro, ao variar, altera a coesão determinada. Camapum de Carvalho e Gitirana (2005) mostram que o fenômeno ocorre devido à irregularidade gerada na superfície de cisalhamento com o enrigecimento dos agregados proporcionado pelo aumento da sucção. Esse enrigecimento faz com que a superfície de ruptura atue contornando os agregados. Rodrigues et al . (1981) associam a erodibilidade dos solos de voçorocas do interior paulista à sua compressibilidade. Estes autores citam no seu trabalho que os solos estudados tinham comportamento colapsível. No entanto, tratava-se de solosseja arenosos, emConciani que a propriedade talvez mais interfira na erodibilidade a textura. (1998), ao que analisar a ocorrência de voçorocas voçor ocas em solos colapsív colapsíveis, eis, chama a atenção para p ara o aspecto da erodibi erodibi-lidade dos solos lateríticos colapsíveis. Os solos colapsíveis são porosos, não
saturados e apresentam estabilidade estrutural mantida temporariamente por sucção, cimentação ou por calçamento de partículas menores. Observa-se que a erodibilidad erodibilidadee é influenciada pelas prop propriedades riedades do solo como a estabilidade estrutural, teoralgumas de matéria orgânica, a mineralogiaa etextura, os constituintes químicos, sendooque delas podem ser alteradas com o tempo, principalmente por efeito do intemperismo. Conseqüentemente, a erodibilidade de um solo pode mudar ao longo do tempo. Lima
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(2003) mostrou, ao estudar erosões do Distrito Federal, que após o surgimento de ravinaou ou saturado voçorocano estamaciço, passa a na intervir, por meio da atuação do nãouma saturado degradação físico-química dofluxo solo afetando diretamente o processo evolutivo da erosão.
6 O EFEITO DO INTEMPERISMO A grande maioria dos solos tropicais é susceptível aos diferentes tipos de degradação, devido às suas características físico-químicas, dentre as quais, a alta porosidade e a grande sensibilidade das ligações cimentícias à presença de água. ais propriedades apresentam uma grande variabilidade devido às variações climáticas e à geologia, o que torna imperativa a necessidade de estudos regionalizados. É sabido que a ação dos fenômenos físicos, químicos e biológicos não
é uniforme ao longo de um perfil de solo, definindo seus horizontes. A ação do intemperismo ocorre mais nas camadas superficiais. No caso de ravinas e voçorocas, essas alterações podem estar ocorren voçorocas, o correndo do nas zonas mais expostas, como por exemplo nas paredes e proximidades das suas margens ou em zonas mais susceptíveis ao fluxo como junto ao pé do talude quando interceptado o lençol freático. odos os materiais são susceptíveis ao intemperismo, embora sua atuação dependa de vários fatores. Os dois processos dominantes de intemperismo incluem intemperismo efísico, que resultaquímico, na desagregação sem mudançaso mineralógicas, o intemperismo resultantededarochas decomposição dos constituin constituintes tes minerais primários em secundários. Do ponto de vista do conjunto, o clima constitui um fator de grande importância. Bigarella et al . (1996) citam que a temperatura média anual, suas variações e ampli amplitudes, tudes, e a pluviosidade exercem influência pro pronunciada nunciada no ritmo dos processos físicos e químicos de intemperismo, que são os meios essenciais a afetarem o desenvolvimento dos perfis. Assim, o intemperismo é
mais rápido e a lavagem dos solos, mais eficiente nos climas quentes e úmidos. Nos climas frios, o intemperismo é mais lento e o teor de matéria orgânica, em geral, mais alto, porque durante o inverno a decomposição da matéria orgânica é reduzida. Demattê (1988), citado por Soares da Silva (1999), explica que a região tropical úmida é constituída por uma vasta área de 4,8 milhões de km2, caracterizada, de um lado, por uma imensa gama de variações climáticas, geológicas
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e edáficas e, de outro, por uma exuberante diversidade de flora e fauna. Salienta-se que a região tropical recebe maior radiação solar disponível que a região temperada. Observa-se que a radiação solar, em qualquer localidade específica, depende fundamentalmente do clima. No entanto, como afirmado por Brady (1979), a quantidade de energia que penetra no solo depende também de outros fatores, como: (a) cor, (b) declividade e (c) cobertura vegetal. O referido autor salienta que os solos escuros absorvem mais energia do que os de coloração clara, e que os vermelhos e amarelos exibem mais rápida elevação de temperatura que os solos brancos, sem significar, no entanto, que os solos de coloração escura sejam mais quentes. Isso pode acontecer porque os solos de coloração escura possuem alto teor de matéria orgânica, retendo maiores volumesVerifica-se de água, que tambémé ser aquecidostambém e evaporados. quepodem a temperatura importante nos estudos das alterações dos solos, sobretudo em encostas. O efeito da variação da precipitação e da temperatura na região do Distrito Federal provoca uma atividade nas late-
rais das ravinas e voçorocas, gerando instabilidade de taludes (FÁCIO, 1991). Na verdade, a avaliação do efeito intempérico sobre o processo evolutivo de ravinas e voçorocas, em curto prazo, deve contemplar a análise da direção do vento, vent o, insolação insolação e precipitação precipitação.. Salienta-se que o calor específico, ou capacidade térmica de um solo, é o fator principal que exerce influência sobre as relações de temperatura. Além disso, o teor de umidade do solo é um dos fatores principais na determinação da capacidade calorífica de um solo, influenciando tanto no seu aquecimento como no seu resfriamento. Camapum de Carvalho (1981), analisando a influência da energia térmica de secagem dos solos em suas propriedades, concluiu que o aumento da temperatura de secagem provoca: 1) Aumento da acidez do solo e do teor de sais solúveis e uma redução na C (capacidade de troca t roca catiônica) e no pH (potencial hidrogeniônico); CC C 2) da fração argila; 3) Diminuição Diminuição nos valores de limite de liquidez (w L), sem afetar os valo-
res de limite de plasticidade (w P). A intensidade, freqüência e duração dos eventos de precipitação, ao longo das estações do ano, e as variações de temperatura diária são elementos importantes na determinação dos processos de intemperismo físico físic o e/ou químico, condicionando a rápida degradação do solo, por efeito da lixiviação,
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erosão e compactação. Verifica-se, de acordo com Morais (1993), que a natu-
reza diferencial do manto de intemperismo e o próprio perfil do solo com seus horizontes de propriedades distintas podem afetar o fluxo das águas, seja na superfície ou em sub-superfície. Estas diferenciações, ao influírem na circulação das águas, podem po dem afetar a dinâmica dos processos erosivos. erosivos.
7 DEGRADAÇÃO DO SOLO Segundo Lal (1999), em escala global, a erosão acelerada, provocada provocada pela água, é o tipo dominante na degradação do solo, sendo a erosão pelo vento o segundo tipo mais importante. O autor apresenta um fluxograma fazendo um elo entre a degradação ambiental e a degradação do solo. A Figura 9 mostra uma nova proposta para esta relação.
Figura 9 – Modelo de evolução da degradação do solo.
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Muitas das propriedades proeminentes dos perfis de solo requerem um tempo relativamente longo para se desenvolverem. Contudo, podem haver
situações em que o intemperismo se dá de forma acelerada, como por exemplo na lixiviação por águas agressivas de uma exploração mineira (INFANI JÚNIOR & FORNASA FORNASARI RI FILHO FI LHO,, 1998). Ucha & Ribeiro (1998), ao analisarem três perfis de solo, dois sob cultivo e o outro sob vegetação natural, evidenciaram, através da micromorfologia, o atuante processo de transformação da cobertura pedológica, com perda de material argiloso em profundidade, sem indícios de acumulação subjacentes. Segundo autores, transformação podedosersistema entendida como um processo natural deoserosão quetaltransporta para fora superficial os materiais finos, provocando uma “arenização” do meio. A micromorfologia permitiu comprovar que os processos de transformação observados são naturais, mas podem ser aceleradas pelas práticas agrícolas, assim como pela evolução das voçorocas, acarretando uma maior aceleração do processo processo de degradação degradação dos solos. Deeum modo geral,refletem p ode-sena pode-se afirmar que as física degradações químicas, biológicas mineralógicas degradação dos solos, auxiliando,
por exemplo, no fenômeno da esqueletização. Portanto, elas influenciam no surgimento e na evolução das ravinas e voçorocas, bem como nos deslizamentos de encostas. A própria presença das ravinas e voçorocas passa a intervir nesta degradação, afetando o comportamento mecânico e hidráulico do maciço e intervindo diretamente no processo evolutivo das erosões. Este constitui, no entanto, um tema que será tratado tr atado à parte em um outro capítulo deste livro.
8 CONSIDERAÇÕES C ONSIDERAÇÕES SOBRE FLUXO FLUXO O sistema solo-água não apresenta propriedades constantes ou uma condição de equilíbrio estável, uma vez que está sempre sujeito a processos de infiltração e evapotranspiração (umedecimento e secagem), que podem acarretar mudanças estruturais, por meio de mecanismos de expansão por umedecimento e retração por secagem, ou mesmo por influência influênci a de processos quími-
cos (GERSCOVICH, 1994). a água é, por excelência, o componente dinâmiSegundo Brady (1979), co do solo, sendo identificados três tipos de movimentos da água no interior
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do solo: fluxo não saturado, fluxo saturado e equalização de vapores. Os dois primeiros são relacionados à água no estado líquido e o último, ao fluxo de
vaporradicionalmente, vapor. . os engenheiros civis têm dado maior atenção à zona saturada, analisando a percolação através de estruturas de terra e subsuperfície. Entretanto, a generalização da mecânica dos solos envolvendo as condições saturada e não saturada do material tem se apresentado como uma preocupação no meio geotécnico desde o início dos anos 60 (CORDÃO NEO et al .,., 2001). A geotécnica, mecânica dos solos alternativas não saturados, ainda com incipienteprena prática oferece de análise para aplicação algumas questões sentes na estabilidade de taludes em solos não saturados, como infiltração de água da chuva e a influência da sucção matricial na envoltória de resistência, exemplos citados por Cancino Calle & Vilar (2001). No que se refere à atuação da dinâmica da água na estabilidade de encostas, muitas pesquisas mostram que a deflagração de deslizamentos de terra depende diretamente do comportamento hidráulico dos materiais durante os eventos pluviométricos. Dentre as diversas formas de ruptura, dois mecanismos são amplamente discutidos na literatura, quais sejam:
1) O provocado pelo rápido aumento de pressões positivas durante intensos eventos pluviométricos. paralelo A rupturaà encosta, é provocada peloàfluxo d’águade queum se desenvolve aproximadamente devido ocorrência horizonte menos permeável sob uma camada passível de instabilização, instabiliza ção, provocando, desta forma, um aumento brusco das poro-pressões positivas. 2) O causado pela rápida redução da sucção nos solos não saturados, em que a ruptura ocorre a partir da perda de sucção devido ao processo de infiltração nas encostas e ao avanço da frente de saturação, que, alcançando profundidades abaixo da zona com presença de raízes, pode provocar a perda de coesão aparente. Além dessa visão clássica da influência do fluxo na estabilidade de taludes, estudos mais recentes têm mostrado que a variação continuada das pressões neutras pode provocar, em longo prazo, a fadiga estrutural do solo (SANOS JÚNIOR et al .,., 1997). Lima (2003) mostra ainda que o fluxo em meio saturado como em meio não saturado pode proporcionar a degradação estrutural do solo, afetando a estabilidade de taludes.
Considerando o fluxo no contexto do processo erosivo, cabe destacar os elementos mais relevantes. O fluxo superficial da água sobre o terreno gera,
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por ação da força trativa desta sobre o solo, a erosão superficial ou laminar. Elementos como a cobertura vegetal e a topografia interferem diretamente no fluxo superficial e, portanto, na intensidade da erosão laminar. Considerando que a maioria dos mantos de intemperismo regionais são marcados por ca-
madas espessas de solos porosos não saturados que se sobrepõem aos solos saprolíticos nos quais ou sobre os quais se alojam o lençol freático, tem-se, com a infiltração, inicialmente, o fluxo em meio não saturado e, em seguida, ao atingir o lençol freático, alimenta-se o fluxo em meio saturado. No caso de formação de ravinas ou voçorocas, parte do fluxo oriundo da infiltração se direciona para os taludes, t aludes, seguindo caminhos distintos dos originalmen originalmente te existentes. Esse fluxo termina por proporcionar a alteração do maciço, podendo comprometer a estabilidade dos taludes ta ludes ao longo do tempo. Ao mesmo tempo, tempo, a erosão, ao atingir e rebaixar o lençol freático, aumenta o gradiente hidrálico junto do talude, talude,dos inter interferindo ferindo igualmente igualmente no processo de degradação do solo e ànabase estabilidade taludes. Quanto aos aspectos mais relevantes referentes à influência do fluxo no processo evolutivo de ravinas e voçorocas, quais sejam, a degradação físicoquímica do solo e o fluxo em meio não saturado, destaca-se aqui que ambos são objeto de capítulos específicos neste livro.
9 ENSAIOS GEOTÉCNICOS APLICADOS A PLICADOS AO ESTUDO DA ERODIBILIDADE ERODIBILID ADE DOS D OS SOLOS A determinação da erodibilidade dos solos por meio de ensaios geotécnicos tem sido uma ferramenta importante para identificar, entender e até mesmo propor soluções quando do surgimento de processos erosivos. A erodibilidade pode ser avaliada de forma direta, por meio de ensaios específicos ou ainda por meio de ensaios indiretos, tais como os realizados durante a caracterização física, química e mineralógica, ensaios esses comumente utilizados nos estudos geotécnicos. É importante ressaltar que, dada a grande gama de parâmetros influenciando o potencial erosivo se dacorrelacionam água e a erodibilidade dos solos tropicais, tais determinações dificilmente isoladamente com a erodibilidade. Fácio (1991) mostrou, para solos provenientes de voçorocas do Distrito Federal, que a correlação das propriedades físico-químicas e mineralógicas com a erodibilidade dos solos tropicais regionais só é possível se
realizada a partir de análise multiparamétrica. multiparamétrica.
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Existem vários modelos e ensaios destinados à determinação direta da erodibilidade dos solos. Regionalmente, têm sido utilizados o ensaio de desagregação, o ensaio de Inderbitzen, o ensaio Pinhole e o ensaio Crumb est. Embora esses ensaios permitam uma avaliação direta da erodibilidade do solo, eles o fazem para condições específicas que não conseguem recobrir a totali-
dade das situações de campo. Assim, por exemplo, no ensaio de Inderbitzen, faz-se necessário deinir uma inclinação de rampa (no campo a topografia varia), uma vazão (no campo em função da intensidade e duração da chuva e da infiltrabilidade do solo) e um tempo de ensaio (a duração da chuva é variável). Isso retrata a necessidade de criar sistemas classificatórios de validade regional que por meio de desses ensaios, definir o potencial de erodibilidade do solo permita, para as condições utilização. Apresenta-se, nos sub-itens a seguir, a análise de algumas técnicas de ensaios com vistas à utilização no estudo dos processos erosivos.
9.1 Caracterização Física Embora existam na literatura correlações entre a erodibilidade dos solos e as propriedades propriedades físicas como granulometria e plasticidade, Fácio (1991) mostra que os solos do Distrito Federal não apresentam boa correlação com
esses índices modo isolado. No entanto, essase propriedades dos s olos quando solos tropicaistratados refletemde aspectos mineralógicos, químicos estruturais que terminam por exercer grande influência no comportamento mecânico e hidráulico do solo. Mostram-se a seguir algumas informações que podem ser obtidas dos ensaios de caracterização física f ísica e que são relevantes relevantes para o entendimento da erodibilidade dos solos. A análise textural com e sem o uso de defloculante indica o nível de agregação do solo com certa estabilidade estrutural. Sabe-se que os solos tropicais intemperizados e agregados apresentam, geralmente, devido à agregação, elevada porosidade com presença marcante de macroporos e, por conseqüência, conseqüênci a, elevada permeab p ermeabilidade, ilidade, o que favorece a infiltração. infiltração. A infiltrabilidade do solo tendo uma relaçãosuperficial direta come,ocom fenômeno erosão, pois, se por um termina lado reduz o escoamento isso, a da erosão laminar, por outro pode, quando em excesso, gerar os processos de esqueletização ou erosão interna. Dada essa peculiaridade dos solos tropicais, de serem agregados quando intemperizados, intemdas perizados, torna-se difícil o uso (ensaio de correlações diretas entre a granulometria partículas individualizadas convencional
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com o uso de defloculante) e a erodibilidade. No entanto, conforme mostrado, as características texturais, se bem analisadas, podem ajudar no entendimento dos processos erosivos. Quanto à plasticidade, como os perfis de solos tropicais apresentam variações químico-mineralógicas importantes, difícil é a sua associação direta com a erodibilidade. No entanto, como mostrado por Cardoso (2002), esta plasticidade varia com o teor de oxi-hidróxido de ferro presente no solo. Esses
plasticidade varia com o teor de oxi hidróxido de ferro presente no solo. Esses oxi-hidróxidos conferem estabilidade aos agregados e à própria estrutura do solo, contribuindo assim para melhorar a resistência a erosão. Dentre as propriedades físicas mais relevantes destacam-se a porosidade e a distribuição dos poros, devendo ser evitadas análises em termos de peso específico, uma vez que estes refletem a densidade real dos grãos, a qual é muito variável nos solos tropicais. A concentração de macroporos interconecados nesses solos interfere diretamente em parâmetros como sucção, coesão e permeabilidade, todos relevantes para o entendimento dos processos erosivos.
9.2 Caracterização Química A caracterização química dos solos tropicais, para o estudo da erodibi erodibibibidade, deve estar voltada para o horizonte de solo analisado. Assim, nos solos superficiais (horizonte O), é relevante o estudo do teor de matéria orgânica, tendo em vista o seu elevado poder agregador. Cabe lembrar que a agregação
dos solos constitui-se em elemento inibidor do processo erosivo, pois dificulta o desprendimento e arraste das partículas. Norelevantes manto intemperizado intem perizado se segue horizonte O, sobressai-se ensaios o pH em águaque e, em KCl, eao a determinação dos teores decomo oxihidróxidos de ferro e alumínio. Como já visto, esses compostos químicos atuam na formação e na estabilização dos agregados. Quanto ao pH, sabe-se, grosso modo, que este, quando ácido, tem efeito agregador e, quando básico, tem efeito desagregador do solo. Com os valores de pH em água e em KCl, é possível a determinação do ∆pH (∆pH = pHKCl-pHH2O). Segundo Kiehl (1979), um valor de ∆pH negativo indica que ocorre na amostra predominância de argilas silicatadas, enquanto um ∆pH positivo está relacionado com predomínio de óxidos de ferro e alumínio. Quando o ∆pH é negativo negativo,, indica que a quantidade de alumínio trocável é elevada e, quando positivo, essa quantidade é baixa. No catiônica manto pouco intemperizado, destaca-se relevante de troca (CC), sendo importante o teorcomo de sódio, dado ao capacidade seu caráter
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dispersivo e, portanto, facilitador dos processos de esqueletização, erosão interna e solapamento da base dos taludes.
9.3 Caracte C aracterização rização Mineralógica A caracterização mineralógica é relevante por retratar o nível de intem-
perização do perfil de solo. Enquanto o solo mais intemperizado, solo laterítico, é rico em caulinita e oxi-hidróxidos de ferro e alumínio, os solos mais jo vens são caracterizados pela presença de minerais primários e argilomin argilominerais erais como a illita e a montmorillonita. Enquanto no solo laterítico predominam características como a agregação e elevada permeabilidade, no solo saprolítico predominam predo minam características como a fácil desagregabilidade e a expansib expansibilidailidade. odos estas características terminam por intervir direta ou indiretamente no fenômeno da erosão.
9.4 Ensaio de Desagregação O ensaio de desagregação foi utilizado em 1958 pela Enga. Anna Margarida Fonseca quando estudava solos para fins de fundação durante a construção de Brasília (FERREIRA, 1981). Este ensaio, também conhecido como Slaking est , tem por objetivo verificar a estabilidade de uma amostra de solo indeformada quando da imersão em água destilada, independente da dispersão do
material. Os ensaios de desagregação consistem na introdução de amostras de solo em uma bandeja contendo água, observando-se, então, as reações das respecti vas amostras amostras ao processo de submersão submersão.. Com o ensaio ensaio de desagregação desagregação,, podese prever o comportamento do solo quando inundado por água, o que possibilita a O determinação daformas: água emcom desagregar o mesmo. ensaio pode da sercapacidade feito de duas inundação total e com inundação parcial, a partir da base do corpo de prova. Quando se faz a inundação total, a fase ar sendo contínua, a água, ao penetrar no solo por efeito da sucção/ capilaridade envolvendo todo o corpo de prova, termina submetendo-a à redução de volume com conseqüente surgimento de pressão positiva. Com isso, se a pressão na fase ar ultrapassa a coesão do solo (efetiva mais cimentação), ocorre a ruptura estrutural do corpo de prova. Se quando da inundação total a fase ar é descontínua, esse mecanismo não ocorre e a variação de sucção é ge-
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ralmente pequena, tendendo a não afetar a estabilidade estrutural do corpo de prova. É certo que outros mecanismos como a dissolução de sais e o fenômeno dispersivo, que podem ocorrer em função da presença do fluido, poderão dar origem à instabilização estrutural do corpo de prova. Quando se tem a imersão progressiva nos moldes apresentados na metodologia de ensaio, o fenômeno de compressão da fase ar, mesmo que inicialmente contínua, tende a não ocorrer, pois, à medida que ocorre a ascensão capilar, o ar é expulso do solo.noNesse além da possibilidade de intervenção dos mecanismos descritos final caso, do parágrafo anterior, tem-se a influência
da eliminação da sucção na estabilidade estrutural do solo. O ensaio de desagregação pode ser s er diretamente diretamente associado a fases do processo erosivo e a mecanismos mecanis mos importantes no estudo de erosão. eros ão. Por Por exemplo, a infiltraçãoo da água de chuva em um perfil de solo, cuja fase ar é contínua, tende infiltraçã a ter sua frente de saturação bloqueada pelo aumento da pressão na fase ar, aumentando, assim, o escoamento superficial eintervindo no processo erosi vo.. Outro exemplo vo exemplo diz respeito respeito ao solapamento solapamento da base dos taludes taludes da erosão. erosão. A água no interior de uma ravina pode surgir de modo rápido e em grande quantidade em função da bacia de contribuição e da intensidade e duração da chuva. Nesse caso, normalmente fase arObserve é descontínua vai de propiciar ruptura estrutural do solo na base doatalude. que no ecaso uma vo-a çoroca, como o nível d’água já foi atingido, a condição de umidade da base dos taludes geralmente cria uma franja capilar de saturação impedindo a ocorrência do fenômeno. Neste caso, os solapamentos são quase sempre oriundos da atuação da força trativa da água sobre o solo, ou seja, o mecanismo passa a ser de erosão superficial. Em qualquer que seja o caso, como bem mostrou Santos
(1997), o solapamento compromete a estabilidade dos taludes das ravinas e voçorocas. voçor ocas. O resultado deste ensaio é puramente qualitativo. A relação entre o potencial de desagregação e a erodibilidade é evidente. Os solos considerados altamente erodíveis desagregam totalmente em água. Entretanto, não são verificados uma relação direta do potencial de desagregação com os níveis intermediários e baixos de erodibilidade (BASOS, 1999).
9.4.1 Metodologia Metodologia de Ensaio Conforme metodologia descrita por Santos (1997) e Santos & Camapum de Carvalho (1998), as amostras de solo indeformadas são moldadas em forma
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de cubos com 60 mm de aresta. O ensaio consiste na colocação dessas amostras dentro de duas bandejas. Na primeira bandeja, as amostras são submetidas submetida s Total, permanecendo dentro da água por um tempo de 24 horas. à Imersão Total, Parcial, em que as amostras Enquanto, na segunda bandeja, ocorre a Imersão Parcial, são colocadas primeiramente sobre uma pedra porosa com o nível d’água sendo mantido na altura do topo das mesmas (base do corpo de prova) por um período de tempo de trinta minutos. Em seguida, o nível d’água é aumentado sucessivamente para 1/3 da altura do corpo de prova, 2/3 e a completa imersão das amostras, mantendo-se, em cada uma destas fases, um intervalo de tem-
po de quinze minutos, exceto o último estágio, que é mantido por 24 horas. Durante o ensaio, anotam-se as observações quanto à desagregação do solo, se total ou em pedaços, ou se a amostra permanece intacta. Em seu trabalho, Santos (1997) cita Holmgren & Flanagan (1977), que realizaram uma série de ensaios de desagregação em amostras de solo remoldadas e formularam um sistema de classificação das amostras em relação aos tipos de reação à inundação. Segundo estes autores, as amostras podem ser classificadas nas seguintes categorias: 1) Sem resposta: resposta: quando a amostra mantém sua forma e tamanho originais; 2) Abatimento (slumping ): quando a amostra se desintegra, formando uma pilha de material desestruturado. Os mecanismos primários que causam a desintegração são a hidratação e desaeração, que atuam gerando pressões positivas que desagregam o solo; 3) Fraturamento: Fraturamento: quando a amostra se quebra em fragmentos mantendo a forma original das faces externas. O principal mecanismo atribuído a este
processo é a expansão osmótica. Quando a concentração de íons dentro da fase sólida sóli da é maior do que a da solução ambiente, a água tende a mover-se para dentro do solo a fim de reduzir esta concentração, causando então o processo de expansão e, conseqüentemente, o fraturamento; 4) Dispersão: Dispersão: as paredes da amostra se tornam difusas dif usas com o surgimento de uma “nuvem” coloidal que cresce à medida que a amostra se dissolve. Os autores afirmam que o processo de dispersão ocorre quando as pressões de expansão são grandes o suficiente para causar a separação entre partículas individuais. A principal princip al condição para a ocorrência ocorrênci a do fenômeno é a presença de sódio no sistema, no entanto, outros fatores podem influenciar sua ocorrência, como a concentração concentração de sais, o pH do solo e a umidade inicial.
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9.4.2 Resultados Santos (1997) estudou quatro erosões existentes no Município de Goiânia, sendo se ndo elas: Voçoroca Voçoroca do Conjunto Vera Vera Cruz (VC), Voçoroca Voçoroca do Batalhão B atalhão da Polícia (BP), Voçoroca daVila da Vila Pedroso (VP) e Voçoroca Voçoroca do Jardim Botânico (JB). Ele realizou ensaios de desagregação em 5 amostras: BP-1: Voçoroca do Batalhão da Polícia, profundidade de 1 m; JB-1 e JB-4: Voçoroca do Jardim Botânico, profundidades de 1m e 4m, respectivamente; VC-1, VC-5: Voçoroca do Conjunto Vera Cruz, profundidades de 1m e 5m, respectivamente.
Figurapassado 10 apresenta apresen as amostras submetidas à imersão totale que desde o início doAensaio, umtaperíodo de quinze minutos. Observa-s Observa-se a amostra VC-5 se desagrega totalmente após este período, transformando-se numa pilha de material inconsolidado i nconsolidado e aumentando ligeiramente ligeiramente a turbidez da água. Nas JB-1 e JB-4 BP-1,não ocorre o desprendimento algumas partículas, ao passoamostras que a amostra é afetada pelo processo de de inundação, mantendo sua forma original. Aqui cabe uma observação metodológica relevante. Nesse ensaio, foram colocadas amostras de diferentes origens em um mesmo recipiente. al prática deve ser evitada, pois os elementos e compostos químicos emanados de uma amostra podem interferir na estabilidade de outras.
Figura 10 – Ensaio de desagregação por imersão total, após um período de quinze minutos (SANOS, 1997).
As figuras seguintes mostram a evolução do ensaio realizado por etapas progressivas de imersão. Quando colocadas em contato com a água apenas pelas de suas bases (Figura 11), as amostras não apresentam o fenômeno de desagregação. Nota-se apenas a ascensão capilar da água ocorrendo de forma
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lenta na amostra VC-1 e de forma mais rápida nas outras amostras. Esta velocidade reflete a sucção presente no solo. Quando a inundação atinge 1/3 da altura das amostras (Figura 12), começa a haver desagregação na amostra VC5. Observa-se que o fenômeno se inicia nas partes mais claras, ricas, segundo Santos emdesagregou material caulinítico. amostra(1997), VC-5 se totalmente.Com 2/3 da inundação (Figura 13), a
Figura 11 – Ensaio Ensaio de desagregação desagregação por imersão progressiva progressiva base das amostras (SANOS, (SANOS, 1997).
Figura 12 – Ensaio de desagregação desagregação por imersão progressiva progressiva 1/3 da altura das amostras (SANOS, 1997).
Figura 13 – Ensaio de desagregação por imersão progressiva – 2/3 da altura das amostras (SANOS, 1997).
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Seguindo-se a abordagem proposta por Holmgren & Flanagan (1977), pode-se dizer que a desagregação verificada na amostra VC-5 ocorreu pelo processo de abatimento abatimento causado pela hidratação e desaeração geradas na fase de inundação da amostra. Neste sentido, o processo de saturação da amostra anula as forças de sucção e passa a gerar pressões positivas que desestruturam e desagregam o solo. Verificou-se uma boa correlação entre os resultados obtidos pelo autor para os ensaios de desagregação e os ensaios de Inderbitzen. As amostras que se desagregaram (amostras VC-5) foram aquelas que apresentaram maior perda de solo no ensaio de Inderbitzen, ao passo que as amostras que apresentaram menor perda de solo neste ensaio (amostras JB-4) não apresentaram nenhuma reação à imersão em água. Lima (1999), ao realizar ensaios de desagregação em amostras de erosões
da cidade de Manaus, coletadas em profundidades variando entre 5,0 m e 8,5 m com submersão total durante sete dias, verificou que as mesmas mantiveram-se intactas, indicando,destacar assim, aque estabilidade estruturaldado solo em presença de água. É interessante para as voçorocas cidade de Manaus a autora conclui que o processo de evolução das mesmas está associado ao tectonismo que marcou a geologia estrutural e não à desagregação. Motta (2001) submeteu ao ensaio de desagregação amostras provenientes das erosões Jardim Oracília, aquaral Bosque e Mata do Jacinto existentes na Cidade de Campo Grande, Mato Grosso do Sul. As amostras submetidas ao ensaio de desagregação, oriundas da erosãototal do Jardim mantiveram-se intactas, tanto no ensaio de inundação quantoOracília, no de inundação progressiva. Na classificação de Holmgren & Flanagan (1977), o solo pode ser considerado como sem resposta, evidenciando que a simples inundação do solo não é capaz de desagregar o mesmo. O solo da erosão do aquaral Bosque ficou parcialmente desestruturado ao ser imerso, tanto no ensaio rápido como no realizado por etapas. Na clas-
sificação de Holmgren & Flanagan (1977), o solo dessa erosão pode ser considerado como de abatimento, evidenciando a desestruturação e desagregação do mesmo quando saturado. Os solos desagregáveis pela água possuem maior facilidade de ser carreados pelo escoamento, uma vez que as partículas estão individualizadas. O solo da erosão da Mata do Jacinto se desintegrou total e rapidamente durante o ensaio de imersão total. No ensaio de imersão em etapas, foi desagregando lentamente até a fase de 2/3 de imersão na qual, a partir part ir de então, de-
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sagregou-se completamente. Na classificação de Holmgren & Flanagan (1977), este solodesagregadora pode ser considerado como de abatimento, que também evidencia a ação da água frente à inundação doosolo, implicando maior facilidade de carream carreamento ento das partículas partícu las desagregadas. Lima (2003) submeteu ao ensaio de desagregação amostras oriundas das erosões Ceilândia 1 e Ceilândia 2, localizadas na cidade satélite de Ceilândia, Distrito Federal. Para as amostras da erosão Ceilândia 1, coletadas em dois poços de amostragem distantes distantes 5m (poço 1) e 20m (poço 2) da voçoroca, podese observar para na a profundidade denão 1 m,desagregaram para ambos os poços,5).tanto na imersão totalque quanto parcial, os solos (abela Dentre outros fatores, isto pode refletir o maior teor de matéria orgânica nesta profundidade. Já para as demais profundidades, a desagregação total só ocorreu quando da completa imersão. Cabe destacar o modo distinto de desagregação que caracteriza caracteriz a a amostra coletada a 3m de profundidade no poço po ço 2 quando da
completa inundação no ensaio por etapas em relação às demais. Essa particu completa p articu laridade coloca em evidência a maior degradação do solo s olo junto à voçoroca. abela 5 – Etapas do ensaio de Desagregação – Ceilândia 1 (LIMA, 2003). IMERSÃO PARCIAL ATÉ A TOTAL Fases da ensaio atuação da água no Base do C.P. (1/3)h do C.P.
P 1 omço 1 3 m 5m Intacta Intacta Intacta Intacta Desag. base Desag. base
P 1 omço 2 Intacta Intacta
3m Intacta Intacta
(2/3)h do C.P. Intacta Desag. base Desag. base Intacta otal (24 h) Intacta Desag. total Desag. total Intacta IMERSÃO TOTAL Fases da atuação da Poço 1 Poço 2
Desag. base Desag. pedaços
água no ensaio otal (24 h)
3m Desag. total
1m 3m 5m 1m Intacta Desag. total Desag. total Intacta
As abelas 6 e 7 mostram que os resultados obtidos para amostras
oriundas de Ceilândia 2 caracterizam comportamento, quanto à desagregação, distinto daquele observado para a erosão Ceilândia 1, embora as duas se encontrem relativamente próximas uma da outra. Isso coloca em evidência a dificuldade decomo se generalizar resultados de uma erosão para outra, pois moduladores tipo de solo e geologia interferem diretamente nofatores comportamento e podem mudar drasticamente em pequenas distâncias, como é o caso em apreço.
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abela 6 – Etapas do ensaio de Desagregação – Ceilândia 2, Poço 1 (LIMA, 2003). IMERSÃO PARCIAL ATÉ A TOTAL Fases da atuação da Poço 1 1m 2m água no ensaio Base do C.P. (1/3)h do C.P. (2/3)h do C.P. otal (24 h)
Intacta Intacta Desag. pedaços Desag. total
3m
5m
6m
Intacta Intacta Intacta Intacta Desag. total Desag. base
Intacta Intacta Intacta Intacta Desag. total Desag. base Desa De sag. g. to tota tall De Desa sag. g. pe peda daçços De Desa sag. g. tota tall De Desa sag. g. total
IMERSÃO TOTAL Fases da atuação da Poço 1 1m 2m 3m 5m 6m água no ensaio otal (24 h) Desag. De Desa sag. g. to tota tall De Desa sag. g. pe peda daçços De Desa sag. g. tota tall De Desa sag. g. total pedaços
abela 7 – Etapas do ensaio de Desagregação – Ceilândia 2, Poço 2 (LIMA, 2003). IMERSÃO PARCIAL ATÉ TOTAL Fases da atuação da água Poço 2 1m no ensaio Base do C.P. Intacta (1/3)h do C.P. Intacta (2/3)h do C.P. Desag. base otal (24 h) Desag. total
2m Intacta Desag. pedaços Desag. total Desag. total
3m Intacta Intacta Desag. base Desag. total
IMERSÃO TOTAL Fases da atuação da água Poço 2 1m no ensaio otal (24 h) Desag. total
2m Desag. total
3m Desag. total
9.5 Ensaio de Inderbitzen Preconizado por Inderbitzen em 1961, o ensaio consiste em simular um escoamento superficial sobre um corpo de prova, a uma dada vazão e inclinação do terreno, quantificando em tempos pré-determinados a perda de solo.
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No Brasil, Rego (1978) foi o pioneiro na utilização do ensaio de Inderbitzen para o estudo da erosão superficial nos taludes em solo residual de gnaisse, no Estado do Rio de Janeiro. Posteriormente, Rodrigues (1982) realizou ensaios em sedimentos de algumas voçorocas da região Centro-Leste do Estado de São Paulo.
9.5.1 Metodologia de Ensaio Objetivando a comparação da erodibilidade erodibili dade ao longo de um perfil de solo ou entre os solos de diferentes erosões, Fácio (1991) propôs a padronização do ensaio de Inderbitzen quanto à vazão, declividade da rampa e duração mínima do ensaio. Estudando os solos do Distrito Dis trito Federal com uma nova adaptação do equipamento original, ele propôs, com esses objetivos, parâmetros ideais para o ensaio, sendo a vazão de 50 ml/s a inclinação da rampa de 10º e o tempo de ensaio de 20 minutos. Santos (1997), ao estudar a evolução dos processos erosivos em Goiânia,
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