Erodibilidade de Solos Residuais de Feição Erosiva e Mecanismo de Propagação

Erodibility is the susceptibility of soils to erosion and can be directly or indirectly determined by laboratory and / or field trials. These assays are used to identify the mechanism related to erosive feature formation and propagation. This work has as main objective to analyze the erodibility of the residual soils present in the walls of an erosive feature, through laboratory tests, trying to identify its propagation mechanism. The residual soils analyzed were taken from the walls of the erosive feature in the Salvaterra neighborhood in Juiz de Fora MG. The experimental program included Pinhole and Inderbitzen tests on undisturbed samples. According to Pinhole tests, the soil was classified as non-dispersive and, in the Inderbitzen test, the values found for the erosion measurement ranged from 0.59 g / cm2 to 5.42 g / cm2. Regarding the erosion mechanism at the site, it was concluded that the erosive feature is subjected to surface erosion without the influence of piping. keywords: Erodibility, Residual Soil, Erosive Feature, Inderbitzen, Pinhole. 1 INTRODUÇÃO Erosão pode ser definida como o processo mecânico de destruição e remoção do solo por água, sendo conhecida como erosão hídrica. Quando existe um fluxo concentrado formando canais de diferentes profundidades, pode-se classificar a erosão hídrica como erosão linear. Com o aumento da velocidade de percolação de água esses canais podem se tornar sulcos, ravinas e voçorocas (ABNT, 1995; BRITO, 2012). Segundo Veloso (2002), os dois principais fatores que aceleram o processo de erosão são: as taxas de Erosividade e de Erodibilidade. A erodibilidade é a vulnerabilidade do solo à erosão, este fator é função das características físicas do solo e do seu manejo, podendo ser determinada de maneira direta ou indireta por ensaios de laboratório e/ou campo. Por se tratar de um fenômeno natural que ocorre na faixa mais externa da superfície terrestre, a erosão tem a atividade antrópica como um dos fatores intensificadores de sua evolução. Além deste, o potencial erosivo da chuva incidente no local, as condições de infiltração e escoamento superficial, a declividade e a extensão da encosta são exemplos de fatores que influenciam diretamente nesta evolução (LIMA, 2003; CAMAPUM et al., 2006). Segundo Lima (2003) quando a erosão é causada pela chuva, pode-se apresentar em quatro diferentes feições: laminar, em sulcos, em ravinas e em voçorocas. Moraes Silva (2000) separa a erosão hídrica em superficial e interna (ou subterrânea), sendo que a superficial se subdivide seguindo a mesma classificação feita por Lima (2003) e a interna é caracterizada pela ação do nível de água. Brazilian Journal of Development Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30585-30599 dec 2019 . ISSN 2525-8761 30587 A erosão interna, também chamada de piping consiste em um processo de carreamento de partículas que resulta na formação de um canal, ou “tubo”, por meio do qual o fluxo percola, com vazões consideráveis de forma contínua entre a porção de montante e jusante do maciço, podendo conduzir à formação de fendas e até à ruptura do maciço (PEREIRA, 2019). Figura 1. Morfologia das feiçoes erosivas (Modificado de KARMANN, 2003). Os mecanismos de formação e propagação de feições erosivas podem ocorrer tanto em solos transportados quanto em solos residuais. Os solos residuais são subdivididos em horizontes que se dispõem sequencialmente a partir da superfície. A transição entre um horizonte e o outro é gradativa de modo que a separação entre eles pode ser aleatória. Não existe um contato ou limite direto e brusco entre o solo e a rocha que o originou. Esses horizontes se classificam de acordo com a intensidade do intemperismo existente, sendo eles: solo residual maduro; solo residual jovem ou solo saprolítico; blocos em material alterado. Dizer qual o autor fonte. Os solos residuais maduros perderam toda a estrutura original da rocha mãe e tornaramse relativamente homogêneos. Os solos residuais jovens mantêm a estrutura original da rocha mãe, inclusive fissuras, veios intrusivos e foliações. O material tem aparência de rocha alterada, porém se desmancha com a pressão dos dedos (MACHADO, 2013). Na cidade de Juiz de Fora, onde predominam os solos residuais, Rocha et al. (2003) identificaram vários problemas relacionados a erosão e movimentos de massa devido à urbanização acelerada. O bairro Salvaterra em Juiz de Fora apresenta vários problemas de erosão, em especial a feição erosiva estudada neste trabalho, onde havia dúvidas quanto ao seu mecanismo de propagação (erosão por chuva ou por piping). Brazilian Journal of Development Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30585-30599 dec 2019 . ISSN 2525-8761 30588 Portanto, este trabalho tem como objetivo analisar a erodibilidade dos solos residuais presentes nas paredes da feição erosiva do bairro Salvaterra, através de ensaios de laboratório, buscando identificar o seu mecanismo de propagação. 2 MATERIAIS A feição erosiva está situada na região do bairro Salvaterra, Avenida Deusdedith Salgado em Juiz de Fora MG, a cerca de 3,0 km da BR – 040. Os solos das paredes da feição foram denominados P3, P4 e P5 (Figura 2). Figura 2. Vista frontal da feição erosiva. A caracterização física dos solos analisados nesta pesquisa foi feita por Rodriguez et al. (2016), em projeto de pesquisa sobre erodibilidade de solos, e consta da Tabela 1. Tabela 1. Dados da caracterização física (Rodriguez et al., 2016). Pedregulho Areia Silte Argila P3 1 23 71 5 Silte Arenoso P4 1 24 68 7 Silte Arenoso P5 0 61 37 3 Areia Siltosa Granulometria com defloculante (%) Solo Classificação Brazilian Journal of Development Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30585-30599 dec 2019 . ISSN 2525-8761 30589 3 METODOLOGIA 3.1 COLETA DE AMOSTRAS As amostras para o ensaio de Pinhole foram coletadas conforme ilustra a Figura 3, os corpos de prova resultantes apresentaram 5,30 cm de diâmentro e 5,00 cm de altura. Figura 3. Coleta de amostras para o ensaio de Pinhole: a)P3 b)P4 e c)P5. Para o ensaio de Inderbitzen foram coletados blocos inderfomados e, em laboratóro, os corpos de prova foram moldados de forma a manter as dimensões padrão, sendo elas 10,0 cm de lado e 3,0 cm de espessura. Na Figura 4 é apresentado um exemplo de corpo de prova utilizado neste ensaio. Figura 4. Corpo de prova pronto para ser ensaiado no Inderbitzen. 3.2 INDERBITZEN O equipamento de Inderbitzen foi montado tomando por base o sugerido em Grando (2011). Para o presente trabalho foram mantidos os 20 cm de distância entre a origem do gotejamento e a amostra e feitas as seguintes alterações: inclinação da rampa de 35o, corpos de prova quadrados com lados em torno de 10,0 cm e espessura de 3,0 cm, vazão adotada de Brazilian Journal of Development Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30585-30599 dec 2019 . ISSN 2525-8761 30590 50 ml/s e tempo total de ensaio de 30 minutos com coletas nos tempos de (1, 3, 5, 9, 15 e 30) minutos. Detalhes do equipamento estão expostos na Figura 5. Figura 5. Equipamento de Inderbitzen: a) vista frontal b) vista lateral. Após coleta, o material foi deixado em repouso para sedimentação das partículas e posterior retirada do excesso de água por sifonamento. Por fim, o material foi colocado em cápsulas e levado para a estufa para secagem. Após 24 horas, o material foi pesado para obtenção da massa seca erodida (Ps) em cada intervalo de tempo. Essas massas, quando relacionadas com a área superficial do corpo de prova (A) em contato com o gotejamento, fornecem o dados suficientes para a construção de gráficos que representam a evolução da erosão com o decorrer do tempo de ensaio. Essa evolução é chamada medida de erosão (E) e é calculada pela Equação 1, segerida por Lemos (2002).