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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
ESTUDO DE PROCESSOS EROSIVOS: ANÁLISE
GEOTÉCNICA DE ÁREAS DEGRADADAS NO ENTORNO DO
RESERVATÓRIO DE BATALHA GO/MG
TANIA MARIELA MATAMOROS SEVILLA
ORIENTADOR: PROF. NEWTON MOREIRA DE SOUZA,
CO-ORIENTADORA: PROFa. PATRÍCIA DE ARAÚJO
ROMÃO
DISSERTAÇÃO MESTRADO EM GEOTECNIA
PUBLICAÇÃO: G.DM-273/16
BRASÍLIA / DF: JULHO / 2016
ii
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
ESTUDO DE PROCESSOS EROSIVOS: ANÁLISE
GEOTÉCNICA DE ÁREAS DEGRADADAS NO ENTORNO DO
RESERVATÓRIO DE BATALHA GO/MG
TANIA MARIELA MATAMOROS SEVILLA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E
AMBIENTAL DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS
PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE.
APROVADA POR:
_________________________________________
PROF. NEWTON MOREIRA DE SOUZA, DSc (UnB)
(ORIENTADOR)
_________________________________________
PROF. PATRICÍA DE ARAÚJO ROMÃO, DSc (UFG)
(CO-ORIENTADORA)
_________________________________________
JOSÉ CAMAPUM DE CARVALHO, DSc (UnB)
(EXAMINADOR INTERNO)
_________________________________________
RENATO RESENDE ANGELIM, DSc (UFG)
(EXAMINADOR EXTERNO)
BRASÍLIA/DF, 18 DE JULHO /2016.
iii
FICHA CATALOGRÁFICA
MATAMOROS SEVILLA, TANIA MARIELA
Estudo de Processos Erosivos: Análise Geotécnica de Áreas Degradadas no Entorno
do Reservatório de Batalha GO/MG 2016
xix, 151 p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Geotecnia, 2016)
Dissertação de Mestrado - Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental
1. Erosão 2. Margens de Reservatórios
3. Caracterização Geotécnica 4. Ensaios de Erodibilidade
I. ENC/FT/UnB II. Título (série)
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
MATAMOROS SEVILLA, T.M. (2016). Estudo de Processos Erosivos: Análise Geotécnica
de Áreas Degradadas no Entorno do Reservatório de Batalha GO/MG. Dissertação de
Mestrado, Publicação G.DM-273/16, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental,
Universidade de Brasília, Brasília, DF, 151 p.
CESSÃO DE DIREITOS
AUTOR: Tania Mariela Matamoros Sevilla
TÍTULO: Estudo de Processos Erosivos: Análise Geotécnica de Áreas Degradadas no Entorno
do Reservatório de Batalha GO/MG
GRAU: Mestre ANO: 2016
É concedida à Universidade de Brasília a permissão para reproduzir cópias desta dissertação de
mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e
científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação de
mestrado pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor.
_____________________________
Tania Mariela Matamoros Sevilla
E-mail: tangie007@gmail.com
iv
DEDICATÓRIA
A minha Família, meus pais e irmãs
por serem simplesmente, os constituintes coesivos perfeitos,
que incrementam a resistência ao solo da minha vida.
v
AGRADECIMENTOS
Uma página de agradecimentos é insuficiente para agradecer a todo o pessoal que tem me
apoiado neste sonho. Primeiramente agradeço a Deus por me dar a força necessária e ter enviado
anjos a minha vida para não desistir nunca.
A minha família, meus pais (Rigoberto e Amanda), minhas irmãs (Amanda, Issa e Irina) sei lá
o que seria de mim sem ter essa perfeita e justa combinação de amor e apoio, por sempre me
fazer sentir perto mesmo estando distante, Obrigada.
A minhas sobrinhas (Karina e Mia) meus irmãos (Pablo e Juan Carlos) por ter trazido momentos
de felicidade em tempos difíceis.
A meu Orientador o Prof. Newton, por ter me dado a oportunidade de ser sua orientanda mesmo
as dificuldades e desafios que representaria. Pela orientação, sem deixar de acreditar na
iniciativa no trabalho, pela paciência extrema, Obrigada. Ao Professor Camapum pela
motivação, por acreditar e me dar apoio sempre nos momentos mais necessários.
A Professora Edi Mendes Guimarães, Professora Patrícia de Araújo (Co-orientadora) e
Professor Mauricio Sales pelo apoio dado no trabalho de pesquisa.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Geotécnia; Prof. Gregório, Prof. Hérnan,
Prof. André Brasil, Prof. Luís Fernando, Prof. Renato, Prof. Ennio, Prof. Manoel, Prof. André
Assis, Prof. Marcio pela oportunidade. Ao Prof. José Eloi pela ajuda no último minuto. Ao
Senhor Arthur do Laboratório de Mecânica, e técnicos Vanilson, Thiago, Adolfo, Simon e Jonas
pela colaboração no laboratório.
A minha segunda família, a família de Pretis (Mamma Vittoria, Papá Aldo, Ivan, Fabio,
Annalisa, Zii e Cugine, Vi voglio bene). A meus amigos e colegas em Honduras e Colômbia
que estiveram sempre presente nesta etapa. A meus amigos e sistema de apoio incondicional
no Brasil Oisy, Elier, Gabriela (e Família), Liliane, Hugo, Janaina, Maria Paula. A Lucia e
Alberto pelos bons momentos em me receber no início desta etapa.
A meus amigos e colegas da Universidade de Brasília: Conrad, Maria Claudia, Ivonne, Jaime,
Yarisley, Noel, Elizabeth, Victoria e Prof. Marcos, Eleudo, Marcelo, Nelson, Johana, Carolina,
Felipe, Edel, Danilo, Renato, Carlos, Gabriel, Cristina, Jader Heidy, Javier, Jaime S, John,
Eduardo, Janneth, Yuri , Cida, Jakeline, pelo apoio e bons momentos.
A meus amigos: Geovanni, Thiago, Daniel, Vania, Patrícia, Eslaine, pelos bons momentos e
apoio. A Barbara (Grazie) e Hector (Gracias) pela ajuda no último minuto.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Universidade
Federal de Goiás (UFG) e Furnas Centrais Elétricas S.A.
vi
RESUMO
A construção de reservatório implica no desenvolvimento de impactos ambientais. Uma das
principais consequências causadas é a mudança drástica no fluxo do rio, que passa a ter um
estado passivo diferente e não natural, provocando danos nos solos da bacia do rio onde se
instalou a barragem. Além disso, podem provocar eventualmente incrementos acelerados de
sedimentos no reservatório que prejudicarão no futuro a eficiência das turbinas e
consequentemente na geração de energia hidrelétrica. O Brasil já possui muitos reservatórios
parcialmente ou mesmo totalmente assoreados. Os sedimentos que ocasionam esses
assoreamentos são provenientes de áreas de drenagem ou também de toda a bacia hidrográfica,
e a quantidade desses dependem do processo erosivo que ocorre com o escoamento de água da
chuva e das características do transporte que carrega esses sedimentos dentro do curso da água.
Os processos erosivos são uma das principais causas dos assoreamentos em reservatórios, tenta-
se com esta pesquisa estudar os processos de erosões nas margens de um reservatório
(Reservatório da Usina Hidrelétrica de Batalha), localizado na divisa dos estados de Goiás e
Minas Gerais, na bacia do Rio São Marcos, que foi formado em março 2014.
O trabalho foi realizado em três etapas: a primeira que consistiu em trabalhos preliminares de
campo mediante análises geoespacializadas, a segunda no reconhecimento da área realizando
trabalho de campo onde foram definidos os locais de estudo e a terceira etapa de estudo
laboratorial para avaliação de erodibilidade do solo de áreas com processos de erosão. Os
estudos de erodibilidade tiveram como premissa executar ensaios que permitissem avaliar
indiretamente e diretamente o grau de erodibilidade dos solos em estudo. Para isso foram
escolhidos os ensaios para a obtenção de curva caraterística mediante psicrômetro WP4C,
erodibilidade pela metodologia MCT, furo de agulha, desagregação e erodibilidade Inderbitzen.
Os resultados dos trabalhos preliminares e de reconhecimento mostraram uma área de alta
susceptibilidade a degradação do solo, pelo que foram estudados cinco locais que apresentavam
processos erosivos. Os resultados do trabalho laboratorial mostraram solos com altos teores de
silte e argila com baixa dispersão, evidenciando altos níveis de material agregado. Os ensaios
de erodibilidade auxiliaram a compreender o comportamento dos processos erosivos que estão
sujeito a condições extrínsecas que acontecem em campo, mostrando assim, áreas com
processos que são influenciados pelos fatores intrínsecos do solo podendo ser agravados por
fatores extrínsecos naturais, como foi evidenciado nesta pesquisa.
vii
ABSTRACT
Reservoir constructions imply environmental impacts. One of these impacts may come from
drastic river flow changes, which cause an unnatural passive state and triggers soil damages
around the river basin where the dam was built. Furthermore, these flow changes could increase
sedimentation processes in the basin causing turbines inefficiency and eventually decreased
energy production. In Brazil there are already reservoirs which have been partially or
completely silted. Silting processes can be caused by sediments from drainage areas or areas
all around the hydrographic basin, and the quantity of sediments depends on the erosion
processes which occur in the surface runoff caused by rainwater and on how these sediments
are transported inside the water flow.
Considering that erosion processes are one of the principal causes of reservoirs silting, the
purpose of this research is to study the erosion process which occurs along the river banks of a
reservoir, located between the states of Goiás and Minas Gerais, on the São Marcos river basin
in Brazil: the reservoir of the hydropower plant of Batalha was put up into operation in March
2014.
This research was divided into three stages: (1) preliminary studies of the area based on
geospatial analysis, (2) field recognition based on visits to the basin from which specific study
locations were defined, and (3) a laboratory stage where erodibility tests were performed to
evaluate samples collected from areas presenting erosion processes observed in the field
recognition stage. The erodibility laboratory tests chosen for this last stage were the water
retention curve assessment through WP4C water potential meter, the erodibility assessment
through the MCT (miniature compaction evaluation for tropical soils) methodology, the pinhole
test, and the inderbitzen device test.
The results of the preliminary studies and field recognition stages showed a high susceptible
soil degraded area and defined five locations that presented erosion processes. The results of
the laboratory stage showed slightly dispersive soils with high silt and clay content, which has
also revealed high levels of aggregate material. The erodibility laboratory tests helped to
understand the behavior of the soil material of erosion processes facing extrinsic conditions that
occur on the field, revealing that these basin areas are influenced by intrinsic factors of the soil
that could be intensified by natural extrinsic conditions.
viii
ÍNDICE
Capítulo Página
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................... 1
1.1 APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA ....................................................................................................... 1
1.2 OBJETIVOS............................................................................................................................................... 3
1.2.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................................... 3
1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................................. 3
1.3 ESCOPO DA DISSERTAÇÃO ................................................................................................................. 3
2. REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................................................... 4
2.1 IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS EM MARGENS DE
RESERVATORIOS. .......................................................................................................................................... 4
2.1.1 CASOS DE MONITORAMENTO DE EROSÕES EM USINAS HIDRELÉTRICAS ..................... 8
2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................................................................................ 9
2.2.1 DEGRADAÇÃO DO SOLO E DEFINICÃO DOS PROCESSOS EROSIVOS ................................ 9
2.2.2 FASES DO PROCESSO EROSIVO ................................................................................................ 12
2.2.3 CLASSIFICAÇÃO E TIPO DE EROSÕES ..................................................................................... 13
2.2.4 FATORES QUE INFLUÊNCIAM OS PROCESSOS EROSIVOS ................................................. 20
2.2.5 FORÇAS QUE ATUAM EM MARGENS DE RESERVATÓRIOS ............................................... 22
2.2.6 PARÂMETROS PARA ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS ............................................... 23
2.2.7 MEIO FÍSICO DA AREA DE ESTUDO; BACIA DE SÃO MARCOS RESERVATORIO DE
BATALHA .................................................................................................................................................. 24
2.2.7.1 CONFLITOS NO USO DA ÁGUA E SOLO NA BACIA DE SÃO MARCOS ........................ 26
2.2.8 USO DE SIG NO ESTUDO DE EROSÕES .................................................................................... 27
2.2.9 ENSAIOS DE LABORATORIO NO ESTUDO DE EROSÕES ....................................................... 28
2.2.9.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA .............................................................. 28
2.2.9.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA - DIFRATOMETRIA DE RAIOS X ...................... 30
2.2.9.3 CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA WP4C............................................................................ 31
2.2.10 ENSAIOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE NO LABORATÓRIO ................................ 33
2.2.10.1 ENSAIO DE AVALIAÇÃO DA DESAGREGAÇÃO ............................................................. 34
2.2.10.2 ENSAIO DE FURO DE AGULHA DE AVALIAÇÃO DA DISPESIBILIDADE .................. 35
2.2.10.3 ENSAIO DE AVALIAÇÃO MEDIANTE O CRITÉRIO MCT .............................................. 38
2.2.10.4 ENSAIO DE INDERBITZEN PARA AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE ...................... 41
2.2.10.5 PREVISÃO DE TAXA DE ERODIBILIDADE COM O NOMOGRAMA DE WISCHMEIER
................................................................................................................................................................ 44
3. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................................................... 45
3.1 ETAPA I: ESTUDOS PRELIMINARES ................................................................................................... 45
3.2 ETAPA II: ESTUDOS DE RECONHECIMENTO ................................................................................... 46
3.3 ETAPA III: ESTUDO DE ERODIBILIDADE .......................................................................................... 55
4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 64
4.1 ETAPA I: ANALISES DOS ESTUDOS PRELIMINARES ...................................................................... 64
4.2 ETAPA II: RESULTADOS DOS ESTUDOS DE RECONHECIMENTO ............................................ 76
4.2.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA ..................................................................... 81
4.2.1.1 GRANULOMETRIA POR SEDIMENTAÇÃO COM E SEM DEFLOCULANTE .................. 84
4.2.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA. ....................................................................................... 88
ix
4.3. ETAPA III RESULTADOS DE ESTUDOS DE ERODIBILIDADE ....................................................... 91
4.3.1 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E MINERALÓGICA T1-P CINZA E AMARELO ............ 91
4.3.2. ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO COM IMERSÃO TOTAL E PARCIAL .................................... 93
4.3.3 CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA .............................................................................................. 98
4.3.4 ENSAIO FURO DE AGULHA ........................................................................................................ 102
4.3.4.1 TENDÊNCIA DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DAS AMOSTRAS ESTUDADAS EM
CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO DIFERENTE ................................................................................. 105
4.3.4.2 COMPORTAMENTO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA AO LONGO DO PERFIL EM
CONFRONTO COM A SUCÇÃO E UMIDADE. ............................................................................... 106
4.3.5 ENSAIO DE AVALIÇÃO DE ERODIBILIDADE PELO CRITÉRIO MCT ................................. 108
4.3.5.1 AVALIAÇÃO DE ERODIBILIDADE POR CRITÉRIO MCT PROPOSTA VERTAMATTI E
ARAÚJO .............................................................................................................................................. 113
4.3.6 RESULTADOS DO ENSAIO INDERBITZEN ............................................................................... 114
4.3.6.1 AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE PELO NOMOGRAMA DE WISCHMEIER ............. 116
5. CONCLUSÕES........................................................................................................................................ 118
5.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS .................................................................................... 123
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................ 124
APÊNDICE ........................................................................................................................................................ 130
APÊNDICE A- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREA DE RECONHECIMENTO NORTE E
SUL. ............................................................................................................................................................... 130
APÊNDICE B- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREAS DEGRADAS A ESTUDAR,
PONTOS T1, T2, T3, T4 E T5. ...................................................................................................................... 132
APÊNDICE C- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE COLETA DE AMOSTRAS ...................... 136
APÊNDICE D- TABELA DE INFORMAÇÃO ADICIONAL CALCULADO A PARTIR DA
CARACTERIZAÇÃO MECANICA COEFICIENTES DE CURVATURA, UNIFORMIDADE, D10, D30,
D60. ................................................................................................................................................................ 137
APÊNDICE E- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE ERODIBILIDADE POR
AVALIAÇÃO DO CRITERIO MCT. ........................................................................................................... 138
APÊNDICE F- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE FURO DE AGULHA. ......... 139
APÊNDICE G- GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO DO MATERIAL DESAGREGADO
IMERSÃO TOTAL. ....................................................................................................................................... 141
APÊNDICE H- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO INDERBITZEN. ....................... 143
APÊNDICE H1- CURVAS GRANULOMETRICAS DE SOLO ENSAIO INDERBITZEN ................ 144
APÊNDICE I- CURVAS GRANULOMETRICAS OBTIDAS MEDIANTE O GRANULOMETRO
LASER. .......................................................................................................................................................... 145
APÊNDICE J- DIFRATOGRAMAS DOS PONTOS T2, T3, T4, T5 T1-P CINZA E T1-P AMARELO. . 146
x
LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Quotas de fontes de Energia global no 2008 (Modificado IPCC, 2012)................................ 1
Figura 2.1 Esquema dos principais problemas ocasionados por depósitos de sedimentos em
Reservatórios. (Carvalho et al., 2000) ..................................................................................................... 5
Figura 2.2 Classificação de erosões segundo a interferência do homem (Modificado, Zachar, 1982). 13
Figura 2.3 Fatores Condicionante (Jesus, 2013) ................................................................................... 21
Figura 2.4 Classes de forma de relevo Valeriano,2008 apud (Guaselli et al., 2009) ............................ 21
Figura 2.5 Curvas de retenção de água para solos com várias texturas (Modificada- Gitirana Jr &
Fredlund, 2004). .................................................................................................................................... 32
Figura 2.6 Esquema de WP4C (Mascarenha, 2008) .............................................................................. 33
Figura 2.7 Esquema de ensaio de Furo de agulha (Modificada Sherard et al., 1976) ........................... 35
Figura 2.8 Fluxograma classificatório de solos quanto a sua dispersibilidade (Modificado ABNT 1998)
apud (Matheus, 2006) ............................................................................................................................ 36
Figura 2.9 Comportamento de solo erodível e não erodível (Santos & Camapum de Carvalho, 1998)
apud (Bastos, 2004) ............................................................................................................................... 37
Figura 2.10 Esquema do ensaio de sucção capilar (Storgatto et al., 2010) ........................................... 39
Figura 2,11 Curva de comportamento do ensaio de sucção capilar (Bastos, 2004) .............................. 39
Figura 2.12 Esquema do ensaio perda de massa por imersão (Storgatto et al., 2010) .......................... 39
Figura 2.13 Apresentação gráfica de Nogami &Villibor (Modificada-Nogami & Villibor, 1995)....... 40
Figura 2.14 Ábaco de erodibilidade (Vertamatti & Araújo, 1998 ......................................................... 41
Figura 2.15 Curva típica de perda de solo acumulada (Bastos, 2004) .................................................. 43
Figura 2.16 Nomograma de Wischmeier (1971) apud (Bastos, 2004) .................................................. 44
Figura 3.1 Áreas de Reconhecimento para visita de campo .................................................................. 47
Figura 3.2 Reconhecimento de área Norte, Margem direito, encosta convergente –convexa. .............. 48
Figura 3.3 Reconhecimento de área Norte, Margem direito, Movimento de massa ............................. 48
Figura 3.4 Reconhecimento de área Sul, Área de erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo. ............. 48
Figura 3.5 Reconhecimento de área Sul, área de grande extensão antrópizada. ................................... 48
Figura 3.6 Área delimitada de estudo, localização de pontos de estudo ............................................... 49
Figura 3.7 Amostradores e Balança utilizada para massa especifica em campo ................................... 50
Figura 3.8 Granulometro Laser Microtac S3500l .................................................................................. 51
Figura 3.9 Amostras durante o ensaio de sedimentação ........................................................................ 51
Figura 3.10 Amostra T2-P. Material separado por fração após ensaio com defloculante ..................... 52
Figura 3.11 Amostra T2-P. Material separado por fração após ensaio sem defloculante ..................... 52
Figura 3.12 Pentapicnometro ................................................................................................................ 53
Figura 3.13 Preparação fracção areia e silte .......................................................................................... 55
Figura 3.14 Lâminas de vidro escavadas ............................................................................................... 55
Figura 3.15 Colocação de amostras no processo de centrifugação. ...................................................... 55
Figura 3.16 Amostra após primeira centrifugação. ............................................................................... 55
Figura 3.17 Fracção argila já colocada em lâminas. ............................................................................. 55
Figura 3.18 Difratômetro RIGAKU-ULTMA IV ................................................................................. 55
Figura 3.19 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio Inderbitzen ..................... 56
Figura 3.20 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio desagregação ................. 56
Figura 3.21 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio furo de agulha ................ 56
Figura 3.22 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio para avalição de
erodibilidade pelo critério MCT ............................................................................................................ 56
Figura 3.23 Material cor cinza em camada profunda ponto T1............................................................. 57
Figura 3.24. Material cor amarelo em camada profunda ponto T1 ....................................................... 57
Figura 3.25 Preparação de amostra para ensaio de MCT (exemplo geral). ........................................... 59
xi
Figura 3.26 Ensaio de Perda de Massa por Imersão. ............................................................................. 59
Figura 3.27 Ensaio de coeficiente de sucção capilar. ............................................................................ 59
Figura 3.28 Preparação de amostra a partir do solo excedente. ............................................................ 60
Figura 3.29 Psicrômetro WP4C ............................................................................................................. 60
Figura 3.30 Aparelho Inderbitzen ......................................................................................................... 63
Figura 3.31 Coletas de solo erodido durante ensaio Inderbitzen ........................................................... 63
Figura 4.1 Bacia de Batalha com ocorrência de erosões cadastradas Imagem Landsat 8 ..................... 64
Figura 4.2 Carta imagem de Tipo de Solo Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com
trabalho realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais. ..... 65
Figura 4.3 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha. ................................................ 65
Figura 4.4 b. Ocorrência de erosões vs Uso de solo na Bacia de Batalha ............................................. 66
Figura 4.5 b. Ocorrência de erosões vs Altitude na Bacia de Batalha não se observaram ocorrências de
erosões entre altitudes de 914-968 m. ................................................................................................... 67
Figura 4.6 b. Ocorrência de erosões vs Declividade na Bacia de Batalha............................................. 68
Figura 4.7 b. Ocorrência de erosões vs Densidade de drenagem na Bacia de Batalha. ........................ 69
Figura 4.8 b. Ocorrência de erosões vs Erodibilidade na Bacia de Batalha .......................................... 70
Figura 4.9 b. Ocorrência de erosões vs Erosividade na Bacia de Batalha ............................................. 71
Figura 4.10 b. Ocorrência de erosões vs Formas de Relevo na Bacia de Batalha ................................. 72
Figura 4.11 b. Ocorrência de erosões vs Geologia na Bacia de Batalha ............................................... 73
Figura 4.12 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha ............................................... 74
Figura 4.13 Ocorrência de erosões vs erosividade na bacia de Batalha ................................................ 75
Figura 4.14 Ocorrência de erosões vs formas de relevo na bacia de Batalha ........................................ 75
Figura 4.15 Ocorrência de erosões vs declividade na bacia de Batalha ................................................ 75
Figura 4.16 a. Área T1........................................................................................................................... 76
Figura 4.16 b. Área T1 .......................................................................................................................... 76
Figura 4.16 c. Área T1........................................................................................................................... 76
Figura 4.17 a. Área T2........................................................................................................................... 77
Figura 4.17 b. Área T2 .......................................................................................................................... 77
Figura 4.17 c. Área T2........................................................................................................................... 77
Figura 4.18 a. Área T3........................................................................................................................... 78
Figura 4.18 b. Área T3 .......................................................................................................................... 78
Figura 4.18 c. Área T3........................................................................................................................... 78
Figura 4.19 a. Área T4........................................................................................................................... 79
Figura 4.19 b. Área T4 .......................................................................................................................... 79
Figura 4.19 c. Área T4........................................................................................................................... 79
Figura 4.20 a. Área T5........................................................................................................................... 80
Figura 4.20 b. Área T5 .......................................................................................................................... 80
Figura 4.20 c. Área T5........................................................................................................................... 80
Figura 4.21 a Relação de umidade higroscópica vs densidade real ....................................................... 82
Figura 4.21 b Relação de umidade higroscópica vs índice de vazios .................................................... 82
Figura 4.22 Tendência da plasticidade de acordo o aumento da profundidade em áreas de estudo...... 83
Figura 4.23 Granulometria dos solos da erosão T1 com e sem defloculante ........................................ 85
Figura 4.24 Granulometria dos solos da erosão T2 com e sem defloculante ........................................ 85
Figura 4.25 Granulometria dos solos da erosão T3 com e sem defloculante ........................................ 85
Figura 4.26 Granulometria dos solos da erosão T4 com e sem defloculante ........................................ 85
Figura 4.27 Granulometria dos solos da erosão T5 com e sem defloculante ........................................ 86
Figura 4.28 Difratograma da erosão T1-S. ............................................................................................ 88
Figura 4.29 Difratograma da erosão T1-P ............................................................................................. 89
xii
Figura 4.30 Curva característica da amostra T1 .................................................................................... 99
Figura 4.31. Curva característica da amostra T2 ................................................................................. 100
Figura 4.32 Curva característica da amostra T3 .................................................................................. 101
Figura 4.33. Curva característica da amostra T4 ................................................................................. 102
Figura 4.34 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T1 saturado ................ 103
Figura 4.35 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T1 sem saturação ....... 103
Figura 4.36 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T2 saturado ................ 103
Figura 4.37 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T2 sem saturação ....... 103
Figura 4.38 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T3 saturado ................ 104
Figura 4.39 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T3 sem saturação ....... 104
Figura 4.40 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T4 saturado ................ 104
Figura 4.41 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T4 sem saturação ....... 104
Figura 4.42 Gráfico de tendência. Condutividade hidráulica T1 ........................................................ 105
Figura 4.44 Gráfico de tendência. Condutividade hidráulica T3 ........................................................ 105
Figura 4.43 Gráfico de tendência. Condutividade hidráulica T2 ........................................................ 105
Figura 4.45 Gráfico de tendência. Condutividade hidráulica T4 ........................................................ 105
Figura 4.46. Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T1 .................................... 106
Figura 4.47. Gráfico comportamento da umidade ao longo perfil da erosão T1 ................................. 106
Figura 4.48. Gráfico comportamento da condutividade hidráulica ao longo perfil da erosão T1 ....... 106
Figura 4.49. Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T2 .................................... 106
Figura 4.50. Gráfico comportamento da umidade ao longo perfil da erosão T2 ................................. 106
Figura 4.51. Gráfico comportamento da condutividade hidráulica ao longo perfil da erosão T2 ....... 106
Figura 4.52 Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T3 ..................................... 107
Figura 4.53. Gráfico comportamento da umidade ao longo perfil da erosão T3 ................................. 107
Figura 4.54. Gráfico comportamento da condutividade hidráulica ao longo perfil da erosão T3 ....... 107
Figura 4.55 Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T4 ..................................... 107
Figura 4.56 Gráfico comportamento da umidade ao longo perfil da erosão T4 .................................. 107
Figura 4.57 Gráfico comportamento da condutividade hidráulica ao longo perfil da erosão T4 ........ 107
Figura 4.58: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T1 condição natural .............. 109
Figura 4.59: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T1 condição seca .................. 109
Figura 4.60: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T2 condição natural .............. 109
Figura 4.61: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T2 condição seca .................. 109
Figura 4.62: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T3 condição natural .............. 109
Figura 4.63: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T3 condição seca .................. 109
Figura 4.64: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T4 condição natural .............. 109
Figura 4.65: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T4 condição seca .................. 109
Figura 4.66 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural ........................................ 111
Figura 4.67 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural ........................................ 111
Figura 4.68 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas ....................... 112
Figura 4.69 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas ....................... 112
Figura 4.70 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural (Vertamatti e Araújo) .... 113
Figura 4.71 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas (Vertamatti e
Araújo) ................................................................................................................................................ 113
Figura 4.72 Gráfico da espessura vs. tempo condição natural ensaio Inderbitzen camadas superficiais
T1, T2 e T3 .......................................................................................................................................... 114
Figura 4.73 Gráfico da espessura vs. tempo condição embebida ensaio Inderbitzen camadas
superficiais T1, T2 e T3 ...................................................................................................................... 115
xiii
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, Margem direita, Forma de relevo convergente convexo.
............................................................................................................................................................. 130
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, borda com material predominante Filito. .................. 130
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, Margem esquerda, pivô central. ................................ 130
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem esquerda, movimento de massa perto de ponto
T2. ....................................................................................................................................................... 130
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem esquerda, área de reserva. ............................ 130
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem direita, bordas com líneas de drenagem bem
definidas. ............................................................................................................................................. 130
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo. ..... 131
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Tipo de solo Cambissolo originado do filito, material não
consolidado cor rosa intercalado com material amarelo ..................................................................... 131
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de erosões alagada, área com trabalhos de contenção.
............................................................................................................................................................. 131
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área de grande extensão antropogenizada perto do ponto
T5. ....................................................................................................................................................... 131
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área ainda não influenciada por enchimento de
reservatório ponto T5. ......................................................................................................................... 131
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área consistente de formações de ravinas e sulcos. ....... 131
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 ........................................................................................... 132
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 ........................................................................................... 132
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 ........................................................................................... 132
Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T1 ........................................................................... 132
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 ........................................................................................... 132
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2, perfil exposto. .................................................................. 132
Apêndice B-: Cabeça Processo Erosivo Ponto T2. ............................................................................. 133
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 indícios de processos de erosão interna (piping). ............. 133
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 vista de presença de descontinuidades .............................. 133
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 descontinuidades observadas em campo se manifestando em
pequeno bloco coletado ....................................................................................................................... 133
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 vista desde a margem do Rio. ........................................... 133
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 entrando para a coleta da amostra. .................................... 133
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3, vista da extensão linear. ................................................... 134
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 perfil exposto a profundidade. .......................................... 134
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. .......................................................................................... 134
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. .......................................................................................... 134
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4 com trabalho de contenção realizada. ............................... 134
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito Roxo e amarelo ........................................ 135
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito amarelo também podendo ser encontrado na
superfície. ............................................................................................................................................ 135
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito Roxo com presença de descontinuidades
preenchidas. ......................................................................................................................................... 135
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito roxo com presença de descontinuidades
preenchidas. ......................................................................................................................................... 135
Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T5 ........................................................................... 135
Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T5. .......................................................................... 135
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T1 Coleta com amostrador para ensaio Inderbitzen. .............. 136
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4. Coleta com amostrador para ensaio de desagregação. ..... 136
xiv
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 Coleta com amostrador para ensaio de erodibilidade por
critério MCT. ....................................................................................................................................... 136
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta com amostrador para ensaio de furo de agulha .... 136
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de pequeno bloco indeformado a profundidade. .... 136
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta de pequeno bloco indeformado observasse material
amarelo intercalado. ............................................................................................................................ 136
Apêndice E-: Materiais usados para ensaio de sucção Capilar ........................................................... 138
Apêndice E-: Ensaio sucção capilar ponto T1-S evidenciando absorção da água na superfície. ........ 138
Apêndice E-: Preparação de corpo de prova em amostrador ponto T2-P ........................................... 138
Apêndice E-: Preparação da amostra ponto T2-P. ............................................................................... 138
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade natural dos pontos T1-S e T2-S ............................ 138
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade natural do ponto T2-P. .......................................... 138
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com secagem 72 hrs dos pontos T1-P, T3-P e T4-P ................ 138
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com secagem 72 hrs dos pontos T1-P. ..................................... 138
Apêndice F-: Materiais usados no ensaio de furo de agulha (2 kits) ................................................... 139
Apêndice F-: Colocação de guia para agulha durante a montagem do corpo de prova. ...................... 139
Apêndice F-: Colocação da malha 2 na montagem do corpo de prova ............................................... 139
Apêndice F-: Colocação de areia no extremo de entrada de fluxo. ..................................................... 139
Apêndice F-: Montagem de roscas e parafusos. .................................................................................. 139
Apêndice F-: Montagem do corpo de prova completo. ....................................................................... 139
Apêndice F-: Montagem final do aparelho pronto para o ensaio. ....................................................... 140
Apêndice F-: Corpo de prova ponto T1-P início do ensaio. ................................................................ 140
Apêndice F-: Coleta de água vazada no início do ensaio ponto T1-P ................................................. 140
Apêndice F-: Coleta de água vazada no final da carga hidráulica. ...................................................... 140
Apêndice F-: Corpo de prova no final do ensaio após etapa de descarga hidráulica.T1-P ................. 140
Apêndice F-: Corpo de prova no tubo de acrílico observa-se colapso e socavação do corpo de prova
ponto T1-P. .......................................................................................................................................... 140
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T1-S ......................................................... 141
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T1-P ......................................................... 141
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T2-S ......................................................... 141
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T2-P ......................................................... 141
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T3-S ......................................................... 141
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T3-P ......................................................... 141
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T4-S ......................................................... 142
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T4-P ......................................................... 142
Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova do ponto T1-P ensaio Desagregação Imersão
total ...................................................................................................................................................... 142
Apêndice G-: Extração do Corpo de prova T1-P. observa-se a presença do material amarelo e cinza
ensaio Desagregação Imersão total. .................................................................................................... 142
Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova do ponto T2-P ensaio Desagregação Imersão
total ...................................................................................................................................................... 142
Apêndice G-: Corpo de prova T2-P. observa-se a presença do material amarelo e cinza ensaio
Desagregação Imersão total. ................................................................................................................ 142
Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova do ponto T4-P ensaio Desagregação Imersão
total ...................................................................................................................................................... 142
Apêndice G-: Extração do Corpo de prova T4-P. observa-se a presença do material roxo laminar
incrustrado ensaio Desagregação Imersão total. ................................................................................. 142
Apêndice H-: Corpo de prova pronto para ser colocado no aparelho Inderbitzen .............................. 143
xv
Apêndice H-: Proteção da amostra com membrana para proteger de qualquer desprendimento prévio a
estabilização do fluxo na rampa. ......................................................................................................... 143
Apêndice H-: Umedecimento da superfície da rampa para facilitar o direcionamento no fluxo no início
do ensaio. ............................................................................................................................................. 143
Apêndice H-: Rotâmetro com vazão proposta estabilizada durante o ensaio. ..................................... 143
Apêndice H-: Coleta de solo erodido nas peneiras. No. 40, 100, 200 e recipiente para coleta de
passante de peneira. No. 200 ............................................................................................................... 143
Apêndice H-: Coleta de solo transferida em cápsulas para depois colocar a secagem em estufa. ...... 143
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição w nat T1-S ............................................ 144
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição embebida T1-S ..................................... 144
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição w nat T2-S ............................................ 144
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição embebida T2-S ..................................... 144
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição w nat T3-S ............................................ 144
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição embebida T3-S ..................................... 144
Apêndice I-: Granulometria da erosão T1 em condições de umidade natural e seca ao ar ................. 145
Apêndice I-: Granulometria da erosão T2 em condições de umidade natural e seca ao ar. ................ 145
Apêndice I-: Granulometria da erosão T3 em condições de umidade natural e seca ao ar ................. 145
Apêndice I-: Granulometria da erosão T4 em condições de umidade natural e seca ao ar. ................ 145
Apêndice I-: Granulometria da erosão T5 em condições de umidade natural e seca ao ar ................. 145
Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-S. ........................................................................................ 146
Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-P ......................................................................................... 146
Apêndice J-: Difratograma da erosão T3-S. ........................................................................................ 147
Apêndice J-: Difratograma da erosão T3-P ......................................................................................... 147
Apêndice J-: Difratograma da erosão T4-S. ........................................................................................ 148
Apêndice J-: Difratograma da erosão T4-P ......................................................................................... 148
Apêndice J-: Difratograma da erosão T5-S. ........................................................................................ 149
Apêndice J-: Difratograma da erosão T5-P ......................................................................................... 150
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Integral ................................................ 150
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Acumulada .......................................... 150
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Integral ............................................ 151
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Acumulada ...................................... 151
xvi
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 Alguns reservatórios parcial ou totalmente assoreados no Brasil, Fonte: (Carvalho 1994 e
1998) encontrado em (Modificado, Carvalho et al., 2000). .................................................................... 6
Tabela 2.2 Principais tipos de causa de degradação do solo no Brasil, (Modificado-Zuquette et al.,
2004)...................................................................................................................................................... 11
Tabela 2.3 Classificação de erosão por agentes erosivos (Modificado- Camapum de Carvalho et al.,
2006)...................................................................................................................................................... 15
Tabela 2.4 Classificação das erosões exomórficas e criptomórficas (Modificado- Zachar, 1982). ..... 17
Tabela 2.5 Área ocupada pelas categorias de uso do solo e cobertura vegetal na bacia hidrográfica do
Rio São Marcos (Modificado- Florêncio et al., 2009) [sic.].................................................................. 27
Tabela 2.6 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais (Scapin, 2003) .............. 31
Tabela 2.7 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais em lâminas normais,
orientadas glicoladas e aquecidas (Scapin, 2003) ................................................................................. 31
Tabela 3.1. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa II . 50
Tabela 3.2. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa III 58
Tabela 4.1 Resumo dos resultados da caracterização geotécnica das amostras .................................... 81
Tabela 4.2 Resultados do gradiente da curva de fluidez das amostras .................................................. 83
Tabela 4.3 Fracções Granulométrica segundo a ABNT e classificação unificada dos solos em amostras
estudadas. .............................................................................................................................................. 87
Tabela 4.4 Resumo de avaliação qualitativo numérica dos minerais presentes nos pontos de estudo .. 90
Tabela 4.5 Resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo. ..................................... 92
Tabela 4.6 Continuação resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo ................... 92
Tabela 4.7 Resumo de caracterização mineralogica T1-P cinza e Amarelo.......................................... 92
Tabela 4.8 Índices físicos iniciais para ensaios de Desagregação Imersão Total e Imersão Parcial ..... 93
Tabela 4.9 Ensaio de desagregação imersão total T1 ............................................................................ 93
Tabela 4.10 Ensaio de desagregação imersão parcial T1. ..................................................................... 94
Tabela 4.11 Ensaio de desagregação imersão total T2 .......................................................................... 94
Tabela 4.12 Ensaio de desagregação imersão parcial T2. ..................................................................... 95
Tabela 4.13 Ensaio de desagregação imersão total T3 .......................................................................... 95
Tabela 4.14 Ensaio de desagregação imersão parcial T3. ..................................................................... 96
Tabela 4.15 Ensaio de desagregação imersão total T4 .......................................................................... 96
Tabela 4.16 Ensaio de desagregação imersão parcial............................................................................ 97
Tabela 4.17 Resumo de ensaio de desagregação imersão parcial ......................................................... 98
Tabela 4.18 Índices físicos iniciais para ensaio de Curva de Retenção ................................................ 99
Tabela 4.19 Índices físicos iniciais para ensaio de Furo de Agulha .................................................... 102
Tabela 4.20 Índices físicos iniciais para ensaio de perda de massa por imersão e sucção capilar ...... 108
Tabela 4.21 Resultados da avaliação de Erodibilidade MCT .............................................................. 110
Tabela 4.21 Índices físicos iniciais para ensaio de Inderbitzen ........................................................... 114
Tabela 4.22 Avaliação de taxa de erodibilidade condição natural ...................................................... 116
Tabela 4.23 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição embebida ............................................. 116
Tabela 4.24 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição w nat .................................................... 117
Apêndice D-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de pequeno bloco indeformado a profundidade ..... 137
xvii
LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIMBOLOS
% Porcentagem
√𝑡 Raiz do tempo
ϴ Ângulos de incidência, umidade volumétrica
ϴ’ Ângulos de reflexão
λ Comprimento de onda
ρ Massa especifica
ρd Massa especifica aparente seca
τh Tensão cisalhante hidráulica
Ψ Sucção total
a Área de secção transversal
𝐴 Índice de Atividade de Skempton
Å Angström
º Grau
ºC Celsius
Cc Coeficiente de curvatura
cm Centímetros
cm² Centímetro quadrado
cm3 Centímetro cubico
CU Coeficiente de não-uniformidade
d Distância interplanar
d´ Coeficiente d de ensaio MCT
D Diâmetro efetivo dos grãos
DR Densidade relativa
𝑒 Índice de vazios
e’ Coeficiente e de ensaio MCT
et.al E outros
𝐸 Coeficiente de erodibilidade ensaio de erodibilidade pelo critério
MCT
g Gramas
Gs Specific Gravity ou Peso especifico relativo
h Horas
i Gradiente hidráulico
k Coeficiente de permeabilidade
K Fator de erodibilidade, Taxa de erodibilidade
kg Quilograma
km Quilometro
m Metro
min Minutos
MJ Mega Joule
mm Milímetros
MPa Mega Pascal
𝑛 Porosidade
N Newton
N Número de golpes ensaio de limites de liquidez
xviii
rpm Revoluções por minuto
s Coeficiente de sorção
t Tonelada
w Teor de Umidade, umidade gravimétrica
wL Limite de Liquidez
wN Teor de umidade correspondente a N golpes ensaios limite de
liquidez
wP Limite de Plasticidade
ACESITA Agora Aperam South América
AID Área de Influência Direta
ANA Agencia Nacional do Água
APP Área de Preservação Permanente
Apud Junto a, perto de, em
ASTM American Society for Testing and Materials
ATG Análise Termogravimétrico
ATD Análise Termodiferencial
CEMAR Companhia Energética do Maranhão
CEMIG Companhia Energética de Minas Gerais
CERJ Companhia de Eletricidade do Estado do Rio de Janeiro
CESP Companhia de Eletricidade do Estado do São Paulo
CFLCL Companhia Força e Luz Cataguazes Leopoldin
CHESF Companhia Hidrelétrica do São Francisco
Consiliu Consultoria em meio ambiente e estruturação
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
CVI Câmara de Valores Imobiliários
CXbd CAMBISSOLO HÁPLICO Tb Distrófico
DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem
DNOS Departamento Nacional de Obras e Saneamento
DRX Difratometria de Raios X
EA Equatorial Atlântico
EC Equatorial Continental Amazônico
EIA Estudo de Impacto Ambiental
EJ Exa Joule
ESCELSA Espírito Santo Centrais Elétricas S. A
FPA Frente Polar Atlântica
IC Índice de Consistência
ICDD International Centre for Diffraction Data
ICF International Inner City Fund
IG Instituto de Geociencias
IP Índice de Plasticidade
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change
IPR Instituto de Pesquisas Rodoviárias
𝐿𝐿 ou IL Índice de Liquidez
LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Portugal)
LVAd LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico
LVd LATOSSOLO VERMELHO Distrófico
xix
MCT Miniatura de Compactação para solos Tropicais
MCT-M MCT Modificado
MEV Microscopia eletrônica de varredura
MOLPP Microscopia ótica de luz polarizada plana
MS Espectroscopia de Mössbauer
N/A Não aplica
NBR (ABNT) Norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas
NE North East
NOVACAP Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil
NP Não Plástico
NW North West
P Profundidade
Pa Pascal
PA Polar Atlântico
PCE Projetos e Consultorias de Engenharia Ltda.,
pH Potencial Hidrogeniônico
pi Erodibilidade especifica
PVC Policloreto de polivinila
Q Vazão
RIGAKU-ULTMA IV X-ray diffractometer
S Superficial
S Seção do tubo horizontal ensaio Infiltrabilidade
sic. Literal "assim"
SIG Sistema de Informação Geográfica
sin𝜃 Seno de ângulo de incidência
Sr Grau de Saturação
SUDECAP Superintendência de Desenvolvimento da Capital (Belo
Horizonte)
SWCC Curva característica umidade-sucção do solo
SWRC Curva de retenção de água
TA Tropical Atlântico
tanβ Relação da inclinação da curva de fluidez
TC Sistema Tropical Continental
UHE Usina Hidrelétrica
USLE Universal Soil Loss Equation
UTM Universal Transversa de Mercator
V Volume
WP4C Water Potential Meter
wL Limite de liquidez
wP Limite de plasticidade
YR Yellish Red
vs versus
1
1. INTRODUÇÃO
1.1 APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA
Hoje em dia, é possível perceber o desenvolvimento de uma sociedade por meio da facilidade
que esta tem para satisfazer as necessidades básicas de seus habitantes. Os serviços de energia
são considerados de muita importância para o aperfeiçoamento da qualidade de vida do ser
humano ajudando a melhorar a comunicação, o transporte, a saúde e praticamente todas as
atividades humanas.
Devido à revolução industrial do século XVIII que trouxe o incremento das emissões de gases
do efeito de estufa e com ele o aquecimento global, almejam-se serviços de energia
economicamente sustentáveis e que apresentem baixo impacto ambiental. As fontes de energia
renováveis têm um papel na prestação de serviços de energia de forma sustentável e, em
particular, na mitigação das mudanças climáticas (IPCC, 2012).
Segundo o Intergovernmental Panel on Climate Change- IPCC (2012) no ano de 2008 as fontes
de energias renováveis representavam 12,9% das 492 EJ (Exa Joule = Joules) da oferta total
de energia primária no mundo, sendo deste total 2,3% de energia hidrelétrica. A energia
hidrelétrica consiste praticamente no aproveitamento do percurso da água de um nível alto a
um nível mais baixo. Para a geração deste tipo de energia podem-se construir usinas
hidrelétricas, que poderão gerar certa quantidade de energia hidrelétrica dependendo do
potencial hidrológico. A Figura. 1.1, apresenta as quotas das fontes de energia a nível global,
comprovando o que foi comentado anteriormente.
Figura 1.1 Quotas de fontes de Energia global no 2008 (Modificado IPCC, 2012)
2
No entanto, as usinas hidrelétricas trazem benefícios importantes as comunidades, quando essas
são hidrelétricas de armazenamento “storage hydropower” ou hidrelétricas de armazenamento
e bombeamento “Storage – Pumped Hydropower”, requerem da construção de um reservatório
minimizar a dependência do fluxo do rio. Desta forma, podem ter diversos usos, entre eles, água
para o consumo humano, resultando assim um melhor aproveitando deste recurso hídrico.
A criação de um reservatório implica no desenvolvimento de impactos ambientais que, apesar
de não incluir emissões de gás de efeito estufa esse, também pode trazer consequências, iguais
ou menores. Uma das principais consequências causadas é a mudança drástica no fluxo do rio,
que passa a ter um estado passivo diferente e não natural, provocando danos nos solos da bacia
do rio onde se instalou a barragem. Além disso, pode provocar eventualmente incrementos
acelerados de sedimentos no reservatório que prejudicarão no futuro a eficiência das turbinas e
consequentemente na geração de energia hidrelétrica.
Em relação ao aspecto sedimentológico, as barragens geram uma redução das velocidades da
corrente provocando a deposição gradual dos sedimentos carreados pelo curso d’água,
ocasionando o assoreamento do reservatório e a diminuição dos depósitos de sedimentos a
jusante. O Brasil já possui muitos reservatórios totalmente ou mesmo parcialmente assoreados.
O assoreamento visível normalmente é a menor parte do depósito, podendo-se dizer que é a
ponta do iceberg (Carvalho et al., 2000).
Os sedimentos que ocasionam esses assoreamentos são provenientes de áreas de drenagem ou
também de toda a bacia hidrográfica, e a quantidade destes dependem do processo erosivo que
ocorre junto ao escoamento de água da chuva e das características do transporte que carregam
esses sedimentos dentro do curso da água. (Carvalho et al., 2000)
Sendo os processos erosivos um dos principais causadores do assoreamento dos reservatórios
e da perda da produtividade do solo da bacia, procura-se com esta pesquisa estudar os processos
de erosões nas margens de um reservatório (Reservatório da UHE Batalha), localizado na divisa
dos estados de Goiás e Minas Gerais, na bacia do Rio São Marcos.
3
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVO GERAL
A presente dissertação tem como objetivo geral fazer um diagnóstico dos processos erosivos
que ocorrem nas margens do Reservatório da Usina Hidrelétrica de Batalha na bacia do rio São
Marcos que permita entender o comportamento da degradação do solo nesta região.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Têm-se como objetivos específicos os seguintes:
•. Cadastrar processos erosivos nas margens do reservatório de Batalha;
•. Definir as características geotécnicas: físicas - mecânicas e hidráulicas dos solos que integram
nos processos erosivos nas margens do reservatório;
•. Avaliar o comportamento geotécnico do solo presente nos processos erosivos nas margens
do reservatório;
1.3 ESCOPO DA DISSERTAÇÃO
Esta dissertação está estruturada em cinco capítulos. O Capítulo I contém a temática de estudo
ao nível global, a relevância da pesquisa e os objetivos gerais e específicos almejados da
dissertação.
O Capítulo II apresenta a revisão bibliográfica dos diferentes tópicos começando por conceitos
básicos dos processos erosivos e a sua integração no contexto de assoreamento de reservatório
assim bem como um estudo dos fundamentos teóricos e de fatores que interferem no seu
desenvolvimento. Este capítulo também abrange a descrição do meio físico da bacia de Batalha,
onde foi realizado o estudo. O Capítulo III abrange uma descrição das metodologias e materiais
utilizados nesta pesquisa, sendo dividida em três etapas a primeira contendo um analise espacial
das erosões realizado em escritório, a segunda realizada em campo e a terceira realizada em
laboratório.
O Capítulo IV apresenta os resultados das análises e ensaios desenvolvidos para a elaboração
desta dissertação, obtidos por meio das etapas descritas no Capítulo III. O Capítulo V, sendo o
capítulo de maior interesse, apresenta as conclusões gerais obtidas da pesquisa junto com as
sugestões para futuras pesquisas. Por último, apresentam-se os apêndices contendo informação
complementária dos análises e resultados.
4
2. REVISÃO DA LITERATURA
O capítulo a seguir apresenta uma revisão bibliográfica de trabalhos realizados para o estudo
de processos que permitiram compreender a importância e a influência que estes podem ter em
ambientes de áreas de reservatórios. Também, apresenta algumas formas de investigação de
interesse nesta pesquisa, que utilizadas no entendimento e diagnóstico de processos erosivos.
2.1 IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS EM MARGENS
DE RESERVATORIOS.
Segundo Carvalho (2001) apud Macedo ( 2009) a remoção, transporte e deposição de partículas
solidas, orgânicas e inorgânicas são os principais constituintes dos processos erosivos, os quais
têm influência nos processos sedimentológicos, quando acionados por agentes dinâmicos,
eventos naturais causadores de movimentos de massas naturais e atividades humanas. Alguns
agentes dinâmicos naturais são: a água, o vento, a gravidade, e os organismos vivos e exemplos
de atividades humanas tais como; construção de estradas, atividades agrícolas, desmatamento
e a mais importante para o estudo desta pesquisa modificação do regime do fluxo de água.
No momento em que um corpo hídrico é modificado por atividade humana como a construção
de uma usina hidrelétrica, existe um aumento na deposição de sedimentos já que existe um
aumento de seção transversal e uma diminuição de velocidade do corpo hídrico ao fluxo entrar
na área do reservatório criado. É assim que começam os problemas do processo de
assoreamento causando diversos tipos de deposição de sedimentos que ocasionaram diversos
problemas nos reservatórios (Carvalho et al., 2000)
Os depósitos de sedimentos ocasionados podem ser de remanso, que são aqueles observados a
montante, os deltas; que são aqueles depósitos de sedimentos grossos formados dentro do
reservatório, e os depósitos de leito que se formam dentro da área do reservatório com
sedimentos finos. As enchentes ocasionaram depósitos de planície ou inundação formados de
sedimento grosso e fino. Cada um destes depósitos ocasionará diferentes impactos dentro da
área do reservatório tais como: enchentes a montante, redução da capacidade de
armazenamento, abrações nas estruturas da barragem etc. (Carvalho et al., 2000).
A Figura. 2.1 apresenta um esquema de problemas em reservatórios ocasionados por diferentes
deposições de sedimentos.
5
Figura 2.1 Esquema dos principais problemas ocasionados por depósitos de sedimentos em Reservatórios.
(Carvalho et al., 2000)
Segundo o estudo realizado pelo Banco Mundial (Mahmood, 1987) o tempo de assoreamento
de um reservatório varia segundo o desenho e a magnitude da descarga dos sedimentos
enquanto a vida útil decresce de 100 anos para 22 anos. E sendo a perda do volume dos
reservatórios devido à deposição de sedimento de 1% em média anual, variando de um país
para o outro. No Brasil segundo um estudo realizado pela Eletrobrás citado em Carvalho et al.
(2000) a perda anual de capacidade de armazenamento de reservatórios é de 0.5%.
Na introdução deste trabalho comentou-se que dos 12,9% oferta de energia renovável gerada
no mundo 2,3% pertence à energia hidrelétrica. No Brasil segundo Carvalho et al. (2000) 90%
da sua matriz de energia elétrica é composta por fontes hídricas. Dessa matriz sabe-se que
existem muitos reservatórios total ou parcialmente assoreados. Mas, não se conhecem com
certeza a situação atual de todos devido à falta de divulgação e levantamentos sistemáticos. A
seguir se apresenta a Tabela. 2.1 com a lista de reservatórios parcial ou totalmente assoreados
no Brasil.
6
Tabela 2.1 Alguns reservatórios parcial ou totalmente assoreados no Brasil, (Modificado, Carvalho et al., 2000).
Esta Tabela 2.1 apresenta apenas uns poucos reservatórios assoreados mesmo assim pode-se
perceber que a problemática é grande. Segundo Guerra (1995), citado por Villalobos (2007) o
processo de assoreamento de uma bacia hidrográfica está intimamente ligado aos processos
erosivos, os quais geram desagregação de partículas que são arrastradas por corpos hídricos que
ao não ter energia suficiente para transportar o material (dado a redução de velocidade causada
pelo reservatório) são depositados nos diversos tipos de sedimentos comentados previamente.
Aproveitamento Curso d'água Proprietário Tipo
Itapecuruzinho Itapecuruzinho CEMAR UHE, 1,0 MW
Limoeiro Capibaribe DNOS Controle de cheias
Rio de Pedras Velhas CEMIG UHE, 10 MW
Paraúna Paraúna CEMIG UHE, 30 MW
Pandeiros Pandeiros CEMIG UHE, 4,2 MW
Acabamundo Acabamundo DNOS Controle de cheias
Arrudas Arrudas DNOS Controle de cheias
Pampulha Pampulha SUDECAP Controle de cheias
Funil Contas CHESF UHE, 30 MW
Pedras Contas CHESF UHE, 23 MW
Candengo Una, BA CVI UHE, -
Peti Santa Bárbara CEMIG UHE, 9,4 MW
Brecha Piranga ASCAN UHE, 25 MW
Piracicaba Piracicaba B.-MINEIRA UHE, -
Sá Carvalho Piracicaba ACESITA UHE, 50 MW
Dona Rita Tanque - UHE, 2,41 MW
Madeira Lavrada Santo Antônio CEMIG Armazenamento
Guanhães Guanhães CEMIG Armazenamento
Tronqueiras Tronqueiras - UHE, 7,87 MW
Bretas Suaçuí Pequeno - -
Sinceridade Manhuaçu CFLCL UHE,1,416 MW
Mascarenhas Doce ESCELSA UHE, 120 MW
Areal Areal CERJ UHE, -
Paraitinga Paraitinga CESP UHE, 85 MW
Ituerê Pombas CFLCL UHE, 4,0 MW
Funil Paraíba do Sul FURNAS UHE, 216 MW
Jaguari Jaguari CESP UHE, 27,6 MW
Una Una, SP PM Taubaté Abastec. D’água
Pirapora Tietê - -
Caconde Pardo CESP UHE, 80,4 MW
Euclides da Cunha Pardo CESP UHE, 108,8 MW
Americana Atibaia CPFL UHE, 34 MW
Jurumirim Paranapanema CESP UHE, 22 MW
Bacia do Tocantins
Bacias do Atlântico Norte
Bacia do São Francisco
Bacias do Atlântico/Leste
Bacia do Paraná
7
Os processos erosivos que mais influenciam no assoreamento de um reservatório são aqueles
que se localizam nas margens dos reservatórios, que podem ser; processos erosivos geológicos
da área da bacia que foram evoluídos devido ao enchimento do recente reservatório ou
processos erosivos que foram formados devido ao desequilíbrio de forças atuantes entre os
diversos fatores da zona, tais como tipo e uso do solo, cobertura vegetal, geomorfologia ao
enchimento do reservatório que provocam instabilidade nas encostas.
Azevedo & Duarte (2013) no estudo realizado no reservatório da UHE Sergio Motta sobre
alternativas de controle de erosões, confirmam que, a criação de um reservatório de barragem
promove profundas modificações em seu entorno, das quais as que mais interessam para o
estudo de erosões das margens são aquelas decorrentes da interação entre a água do reservatório
e os maciços, terrosos e/ou rochosos que o contém. Destas, destacam-se a elevação do lençol
freático e a atuação de ondas geradas no reservatório e que podem atuar continuamente,
provocando a erosão das margens e o subsequente transporte dos sedimentos para o interior do
reservatório.
Os autores em seu trabalho expõem que o comportamento das margens dos reservatórios é
produto da inter-relação entre diversos fatores, os quais determinam o tipo de processo erosivo
que irá se manifestar bem como a sua evolução. Estes fatores podem ser classificados como
fatores intrínsecos e extrínsecos aos maciços rochosos e/ou terrosos presentes. Além desses,
outras variáveis também podem potencializar o problema de erosão de margens de
reservatórios.
Segundo Azevedo & Duarte (2013) dentre os fatores intrínsecos, as características e
propriedades geológicas, geotécnicas, hidráulicas e estruturais dos maciços, as formas de
relevo, a declividade das margens e a posição relativa do nível d’água subterrânea no talude da
encosta são os que devem ser destacados.
Os fatores extrínsecos mais importantes que irão condicionar o comportamento das margens
estão associados à magnitude das ondas no reservatório, geradas tanto pela atuação dos ventos
como pela passagem de embarcações e a posição relativa do nível d’água do reservatório na
superfície do talude. Outro fator que pode potencializar os processos erosivos refere-se ao uso
e ocupação no entorno dos mesmos, pois a ocupação das margens do reservatório é intensificada
devido exatamente à sua formação e pode induzir outros processos erosivos, mais
especificamente, ravinas e voçorocas.
8
2.1.1 CASOS DE MONITORAMENTO DE EROSÕES EM USINAS
HIDRELÉTRICAS
Segundo Carvalho et al. (2000) a avaliação dos estudos sedimentológicos tem que começar com
o planejamento e estudo de viabilidade de um aproveitamento hidrelétrico. Alguns dos estudos
que se devem realizar nesta primeira etapa são: levantamento das condições de erosão da bacia
(uso do solo, desmatamentos etc.); levantamento de postos sedimentométricos existentes ou
desativados; estudos existentes sobre o tema para a bacia; coleta de dados hidrológicos e
sedimentológicos necessários (série de vazões, descarga sólida, granulometria do sedimento em
suspensão e do leito e outros).
No estudo de viabilidade é realizado também um estudo de impacto ambiental. Parte do trabalho
nesse estudo é cadastrar pontos suscetíveis a erosão que possam potencialmente evoluir com o
funcionamento do novo barramento. É por isso que após de ser construída a barragem se deve
realizar monitoramento desse trabalho de cadastro. Na etapa do monitoramento é importante
realizar uma delimitação da área onde se dará seguimento da possível evolução das erosões
cadastradas. Erosões que se acreditam serão influenciadas pelas novas áreas inundadas pelo
enchimento do reservatório.
Consiliu (2008) realizou um monitoramento de processos erosivos seguindo o cadastro
proposto no estudo de impacto ambiental do reservatório da UHE Foz do Rio Claro a
metodologia para a avaliação da influência de processos erosivos do aproveitamento da bacia
consistiu no seguinte; primeiro, do estudo de impacto ambiental onde se tinha um cadastro
inicial de erosões, em uma área dentro da faixa de 100 m constituíram um cadastro básico, onde
foram utilizadas fichas de registro, para descrever as caraterísticas principais encontradas nas
áreas que foram inicialmente assinaladas. Depois, foi realizado uma avaliação dos eventos que
poderiam estar causando a evolução destes processos, e monitoraram durante um ano, para após
realizar uma proposta de implantação de procedimentos para a reabilitação ou controle dessas
áreas.
No reservatório de UHE Jirau a ICF International (2011) seguiu um controle das erosões
cadastradas no estudo de impacto ambiental. Para a delimitação da área basearam-se em estudos
anteriores de previsão de comportamento do reservatório em temporada de operação, onde, por
exemplo, estabeleceu-se que áreas importantes de estudos eram aquelas que teriam efeitos de
remanso por deplecionamento e áreas de preservação permanente APP.
9
Com informações secundarias tais como; cartas de geologia, topografia, declividade, potencial
erosivo e mediante ferramentas SIG conseguiram delimitar a área para monitoramento de
pontos propensos a encostas e taludes instáveis.
No caso do reservatório UHE San Antônio avaliado por Santo Antônio Energia S.A. & PCE
Projetos e Consultorias de Engenharia (2012) em que se fez um trabalho de evolução dos
trechos com margens erodidas a área foi delimitada a partir da seleção de pontos cadastrados
em visitas de campo, com base nesse cadastro foram selecionados aqueles que apresentavam
características de evolução futura sendo descartados aqueles que já tenham sido controlados.
2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
A seguir se apresentam conceitos básicos de processos erosivos, assim como também, os fatores
que influenciam a sua evolução em geral. Além disso, nesta seção se faz também uma breve
revisão bibliográfica do meio físico da Bacia de Batalha, área onde a pesquisa foi realizada.
2.2.1 DEGRADAÇÃO DO SOLO E DEFINICÃO DOS PROCESSOS EROSIVOS
Segundo Das (1999) o solo é constituído por grãos de minerais de agregados não cimentados e
matéria orgânica decomposta, com espaços de vazios entre partículas sólidas que podem ser
ocupadas por líquido e gás.
A formação do solo é um processo de degradação das rochas mediante o processo natural de
intemperismo ou seja o solo é formado dada a fratura e rotura de vários tipos de rochas por
processos químicos e mecânicos que passam a ter um tamanho menor (DAS, 1999).
Diversos autores têm pesquisado sobre a formação do solo. Bennet (1955) diz que o solo se
forma rapidamente em áreas que são de pouca profundidade, sugere que 2-3 cm de solo formado
por uma rocha matriz sob condições favoráveis, boa cobertura vegetal e proteção do solo,
demora de 200 a 1000 anos para se formar.
Kohnke e Bertrand (1959) afirmaram que em geral as taxas de formação de coberturas do solo
encontradas em áreas superficiais eram mais rápidas que aquelas que se encontravam em áreas
mais profundas.
10
Explicam que após ser atingido uma determinada profundidade (e dependendo das condições
naturais) o crescimento do solo sob condições de intemperismo se estabiliza. E destacam que
na maior parte dos casos de 20 cm a 30 cm de solo mostram formação devido a que a influência
das mudanças no microclima é grandemente atenuada a essa profundidade.
Eles detalharam que uma camada de 90 cm de espessura de solo havia sido formada em 16.000
anos, em ambiente temperado, sobre depósitos de moraina (depósitos glaciais); 5 cm de camada
de solo sobre material manipulado por ação humana tenha desenvolvido após de 100 anos; e
17,5- 25,0 cm de perfil de solo se desenvolveu sobre dunas de areia em 100 anos, após de sua
fixação.
Barshad (1959) então destaca que a argila é dos constituintes de detritos mais importantes
formados durante o intemperismo no solo. Esta se forma rapidamente nas camadas superiores
(2-10 cm de camada superior) e estima que por ano para cada 100 g de formação do material
de rocha matriz pode ter 0,00001 a 0,002g de argila, em caso de que o intemperismo aconteça
numa camada de solo de 1mm de espessura se forma uma média de 350kg de argila (por ano).
Confirmando assim o descrito por Kohnke e Bertrand (1959). Na sua vez Kukal (1964) ,fazendo
uma análise da literatura concluiu que a média de formação do solo na superfície total da Terra
é de 10 cm de solo por 1.000 anos.
Haberli et al, (1991) citado por Martins (2005) apud Mateus (2008) indicam que a formação
de uma camada de solo de 30 cm de espessura leva de 1.000 a 10.000 anos. O processo de
degradação do solo tem-se desenvolvido nas últimas décadas devido ao incremento de
atividades humanas, que fazem com que as taxas de degradação sejam maiores que as taxas de
regeneração e formação do solo. Dando assim, a degradação do solo uma conceituação de
processo negativo ao meio ambiente.
Barrow (1991) diz que a degradação do solo reduz de forma atual ou futura a capacidade do
solo em produzir, bens e serviços, em termos de quantidade e qualidade e que precisa ser
avaliado para compreender e controlar o grau de dano causado ao meio ambiente.
A interferência humana e os processos naturais causam diversos tipos de degradação do solo na
Tabela. 2.2 Zuquette et al. (2004) apresentam os principais tipos encontrados no Brasil.
Observando a Tabela. 2.2 pode-se notar que a interferência do homem no meio ambiente faz da
degradação do solo e das erosões dois processos que se relacionam; podendo ser tratada a erosão
como um dos diferentes tipos de degradação do solo.
11
Tabela 2.2 Principais tipos de causa de degradação do solo no Brasil, (Modificado-Zuquette et al., 2004).
Os processos erosivos são abordados na literatura de diversas formas e mesmo assim ainda não
têm uma definição internacionalmente aceita, podendo notar que a variação de sua definição
depende do foco o qual é tratado. Guerra (1997) explica que para um geólogo e geógrafo o
termo erosão implica em um conjunto de ações que modelam uma paisagem. De fato, o termo
erosão foi usado pela primeira vez na geologia para descrever a formação de cavas ocasionadas
pela ação da água, que desgastava e levava o material sólido do rio (Zachar, 1982); porém para
um agrônomo e pedólogo a erosão é um processo de destruição dos solos.
Segundo Bigarella et al. (2003) o conceito de erosão está ligado aos processos de desgaste da
superfície do terreno com a retirada e com o transporte dos grãos minerais. Implica na relação
de fragmentação mecânica das rochas ou na decomposição química das mesmas, bem como na
remoção superficial ou sub superficial dos produtos do intemperismo.
Suguio (2003) apud Corrêa (2006) define a “erosão como o conjunto de processos naturais que
causa a alteração das rochas, próximas da superfície terrestre, em produtos que não estejam
mais em equilíbrio com novas condições físico-químicas diferentes das que deram origem à
maioria dessas rochas”. Essa alteração, em certos tipos de solos susceptíveis e sob determinadas
condições climáticas, naturalmente relevantes, gera desagregação e ou dissolução, transporte e
deposição de partículas do solo.
Agricultura Urbana Industrial Mineração Solo/Rocha Geomorfologia Água Vegetação
Agua e Poluição do
Solo
Ar, solo e Poluição de
água
Ar, solo e
Poluição de água
Ar, solo e Poluição de
água
Redução de
Biodiversidade
Mudanças
morfometricas
Mudanças
morfometricas
Redução de
Biodiversidade
Compactação do
solo Compactação do solo Chuva Acida Taxa de Erosão Cimentação
Mudanças de
Canais
Mudanças de
Canais Infestação
Taxa de Erosão Taxa de Erosão Desmatamento
Mudança de
escoamento superficial Desertificação
Mudanças de
densidade de
Canais
Mudanças de
densidade de
Canais
Mudança de
biomassa
Formação de
crostas
Mudança de
escoamento superficial
Mudança de
escoamento
superficial Desmatamento
Mudanças
morfometricas
Balanço hídrico
Salinização
Desmatamento e
deposição de
sedimentos Inundações
Deposição de
sedimentos Mudanças
de densidade de
Canais
Lixiviação
Mudanças de
densidade de Canais
Mudanças
geomorfológicas
Redução em
biomassa, carbono
e biodiversidade
Mudanças
morfometricas Movimentos de massa
Desertificação,
assoreamento,
deflorestação
Movimentos de massa,
Inundações, mudanças
de relevo,
assoreamento. Mudanças de relevo
Interferência Humana Processos Naturais
12
Porém é importante compreender que os processos erosivos se constituem numa forma natural
de modelagem do relevo e atuam de modo conjugado aos processos pedogenéticos. De maneira
que, sob condições naturais, estes dois processos atuam equilibradamente, havendo certa
equivalência entre a quantidade de solo erodida e a quantidade produzida; denomina-se este
fenômeno de erosão natural ou erosão geológica. Quando se dá o rompimento deste equilíbrio
devido à interferência do homem e não é permitida ao solo à recuperação natural, dá-se origem
a erosão acelerada ou erosão antrópica (Camapum de Carvalho et al., 2006).
2.2.2 FASES DO PROCESSO EROSIVO
Segundo Mortari (1994) existem três fases, que nem sempre, consegue-se distinguir muito entre
elas dentro de um processo erosivos, as quais são: desagregação, transporte e sedimentação.
A primeira fase de desagregação ocorre devido ao escoamento da água na superfície do solo ou
ao impacto das gotas da chuva ao cair na superfície do solo que gera um desprendimento de
partículas.
A segunda fase segundo Mortari (1994) é a de transporte das partículas desagregadas, esta fase
depende principalmente do tamanho de partículas, da energia do agente transportador, da
topografia e presença ou não de obstáculos como a vegetação ou rochas. Nesta fase de
transporte pode ser feita uma classificação do transporte das partículas.
Shen (1976) classificou as formas de transporte de sedimentos em: 1) Arrastre que é o
rolamento ou deslizamento sobre a superfície do leito, considerando que as partículas estarão
em contato com o leito o tempo todo. 2) Saltação este é a elevação para dentro do escoamento
e posterior retorno a superfície do leito. 3) Suspenção que é a elevação e suporte do sedimento
pelo fluido envolvido durante o transporte.
A terceira fase reconhecida por Mortari (1994) é a deposição dos sedimentos que ocorre quando
o agente transportador perde a sua força.
Menezes (2010) também descreve três fases básicas do processo erosivo: destacamento,
transporte e deposição das partículas do solo; comenta que a energia para este trabalho é
fornecida por agentes erosivos, cuja magnitude e taxa de dissipação podem determinar o grau
de importância do processo erosivo, sendo as fontes desta energia do tipo física (incluindo o
vento, a água e a gravidade), química (que envolve reações) e do tipo antropogênicas (que
envolve ação humana).
13
Outros autores como Sidorchuk (1999) citado por Silva (2003) no estudo do modelo estático e
dinâmico em voçorocas (um tipo de erosão hídrica) sugere dois estágios para o
desenvolvimento de feições erosivas controlados por diversos processos geomorfológicos. 1)
Estágio inicial: onde ocorrem rápidos movimentos de massa nos lados da feição erosiva no leito
da erosão; a formação de canais é muito intensa, devido a caraterísticas morfológicas ainda não
se encontrarem estáveis comprimento, largura área e volume. 2) Estágio final: estágio onde o
transporte de sedimentos e a sedimentação são os principais processos que ocorrem no leito da
erosão. Neste caso, a morfologia da erosão é transformada devido à movimento de massa lento
nos lados da erosão e ao aumento na largura devido a erosão lateral.
Macedo (2009) sugere também duas fases que caracterizam os processos erosivos 1) A primeira
fase que é o destacamento das partículas sólidas e 2) A segunda fase que consiste no transporte
das partículas sólidas. Cada uma destas fases pode ocorrer de diversas formas nos processos
erosivos em função a algumas características mecânicas e geotécnicas do solo, que podem ser
estudadas e analisadas de diversas formas. Estes fatores característicos serão abordados mais à
frente nesta revisão bibliográfica.
2.2.3 CLASSIFICAÇÃO E TIPO DE EROSÕES
Do ponto de vista de formação do solo e conservação do solo Zachar (1982) comenta que uma
erosão do solo pode ser classificada com respeito à interferência do homem como é apresentada
na Figura. 2.2 a seguir
Figura 2.2 Classificação de erosões segundo a interferência do homem (Modificado, Zachar, 1982).
Uma erosão natural pode ser diferenciada de uma erosão alterada devido a sua intensidade e
limite crítico. Zachar (1982) pensava que a razão de perda do solo causada por uma erosão tinha
que ser a mesma ou menor que a razão de formação do solo. Ou seja, qualquer erosão que se
encontre entre estes limites ou menor que estes limites não teria que ser considerada como risco
para a existência do solo, sendo classificada como benigna, já quando a erosão excede esses
limites críticos é classificada como erosão maligna.
Normal
1. Natural Benigno
Anormal
Acelerado
2. Alterado Maligno
Inibido
14
Existe uma condição de equilíbrio entre esses dois níveis que Zachar (1982) chamou de erosão
de compensação na qual a cobertura do solo nem aumenta nem diminui. Pode-se dizer que essa
condição só acontecerá se não existir a interferência do homem para, e se as condições
geomorfológicas do terreno e o clima favorecem área onde a erosão ocorre.
A classificação das erosões pode ser complicada, já que existem muitos fatores condicionantes
que podem ocasionar ou agravar esse procedimento, além das características físicas que tem
cada região. É por isso que se pode encontrar diversos trabalhos onde dependendo da locação
do estudo poderá se notar diferentes classificações, predominando em algumas áreas processos
erosivos que em outras não são tão frequentes. A classificação também pode depender dos fins
para o qual é feito.
Anderson et al. (1986) como projeto de atualização para a avaliação de recursos naturais para
terras de cultivos nos Estados Unidos baseou-se na equação universal de perda de solos (USLE)
focalizando assim na classificação das erosões de uma forma mais quantitativa e de acordo a
sua susceptibilidade a erosão, realizando essas classificações, só em áreas apresentando erosões
de tipo hídrico e eólico.
Arnalds et al. (2001) na tentativa de fazer uma avaliação das erosões ocorrentes na Islândia
classificaram as erosões nessa região por erosões de forma, erosões por escala, erosões em solos
vegetados e erosões em terreno sem cobertura vegetal.
Camapum de Carvalho et al. (2006), por exemplo, nos diz que comumente uma erosão pode ser
classificada em quatro grupos que são: erosão hídrica, erosão eólica, erosão glacial e erosão
organogênica.
Zachar (1982) faz uma classificação ampliada baseada nos agentes que causam a erosão e
desenvolvimento que elas têm quando evoluem, sendo o maior fator causante da mudança do
seu estado, o movimento de massa de terra.
De um modo geral ele classifica as erosões em oito grandes grupos: 1) Classificação por agentes
erosivos; 2) Classificação por forma de erosão; 3) Classificação por intensidade de remoção; 4)
Classificação por desenvolvimento do fenômeno erosivo; 5) Classificação por solo erodido em
terras de diferente aptidão; 6) Classificação de restos de erosão; 7) Classificação por
sedimentos; 8) Classificação por terra erodida.
15
Consideram-se de relevância, nesta pesquisa as primeiras quatro classificações. A seguir se
apresenta um resumo de cada uma delas baseado na literatura obtida em Zachar (1982). A
classificação por agentes erosivos se refere àqueles fatores que atuam no solo provocando
consequentemente o processo erosivo tais como; água, vento, neve, gelo, organismos vivos e
ação humana. A Tabela. 2.3 apresenta a classificação por agentes erosivos junto ao termo
internacional usado e o fator causante da erosão discutida anteriormente.
Tabela 2.3 Classificação de erosão por agentes erosivos (Modificado- Camapum de Carvalho et al., 2006).
A erosão hídrica (por água) envolve aquelas destruições que se apresentam na superfície da
terra que são provocadas por gotas de chuva, escoamento superficial, por água fluvial, água
subterrânea e água no-fluvial (se referendo a aquela água não associada com rios nem riachos).
A erosão glacial (geleira) é muito comum em áreas frias com temperaturas abaixo de 0 °C, as
características deste tipo de erosão são dadas especificamente pelo movimento lento de massa
de gelo. Outra característica que se pode notar nesse tipo de erosão é o fato de que o solo é
danificado nas bordas do gelo, criando novos canais de gelo que depois se derreterão.
Erosão nival é aquela causada por danos ao solo mediante a neve, pode-se encontrar em áreas
com cobertura permanente de neve e se diferencia da erosão glacial já que o dano ocasionado
pela neve é um dano ativo, especialmente naqueles casos onde se tem canais com avalanches
onde devido às altas pressões e a velocidade da neve, essa pode causar sulcos rapidamente.
Fator Termo
1. Agua Erosão hídrica
1.1 Chuva Erosão pluvial
1.2 Fluxos Superficiais Erosão laminar
1.3 Fluxos concentradoErosão linear (sulco, ravina,
voçoroca)
1.4 Rio Erosão fluvial
1.5 Lago, reservatório Erosão lacustrina o límica
1.6 Mar Erosão Marinha
2. Geleira Erosão glacial
3. Neve Erosão nival
4. Vento Erosão eólica
5. Terra, detritos Erosão soligênica
6. Organismos Erosão organogênica
6.1 Plantas Erosão fitogênica
6.2 Animais Erosão zoogênica
6.3 Homem Erosão antropogênica
16
A erosão eólica (pelo vento) é tão importante no solo como é a erosão hídrica. Essa ocorre em
áreas onde existe falta de precipitação e apresentam também altas temperaturas como, por
exemplo; áreas áridas. Um fator muito importante e decisivo para a formação de uma erosão
eólica é a vegetação, já que ajuda a conservação do solo.
Erosão soligênica é àquela que se produz pelo efeito de fluxo de detritos. Finalmente Erosão
organogênica é causada por organismos vivos é bastante comum apesar de ser pouco conhecida
quanto ao seu comportamento, podem ser causadas por diferentes organismos vivos como por
exemplo raízes sendo chamada de fitogênica, animais (zoogênica) e pelo homem sendo
chamada de antropogênica.
A classificação por forma resulta dos fatores exógenos que afetam a erosão do solo, fazendo
com que as erosões apareçam de diferentes formas influenciando ao mesmo tempo
desenvolvimento da cobertura do solo e a morfologia da terra. Existem três fatores importantes
que tornam difícil estabelecer as formas nesta classificação.
A primeira é a falta de ter uma definição aceita de erosão; a segunda é a ausência de um critério
uniforme para a avaliação de erosões e o terceiro é o fato que se deve considerar que o fenômeno
de erosão é em tempo e espaço, um fenômeno muito complexo e diversificado que representa
apenas uma forma de modelação do terreno entre muitos, não representado na maior parte dos
casos os fenômenos seculares.
Porém, é importante ressaltar que a forma de uma erosão pode dar ideias de características
importantes dos processos erosivos. Existem dois aspectos importantes que se têm de considerar
para a avaliação da forma; um é a escala do processo erosivo e o outro é o lugar onde os fatores
destrutivos como o vento e a água estão agindo no terreno, ou seja, onde esses fatores estão
afetando podendo acontecer na superfície ou abaixo da litosfera ou pedósfera da Terra.
O fenômeno da escala da erosão deve ser considerado já que com a formação de uma erosão,
dependendo da escala (microerosão, mesoerosão e macroerosão), desenvolve-se diversas
dimensões geomorfológicas do relevo (microrelevo, mesorelevo e macrorelevo) e criam
diversas formas de erosão, onde os fatores (água e vento) ajam.
A classificação é dividida em dois grandes grupos que são em erosões cujas formas são
resultantes da precipitação e erosões cujas formas são resultantes do vento.
17
Sendo aquelas formas resultantes da precipitação divididas naquelas resultantes da atividade
superficial (exomórficas), e aquelas que são resultantes de atividades subterrâneas
(criptomórficas), erosões fluviais ou de rio e erosões de lago e oceano.
A seguir a Tabela. 2.4 apresenta algumas das formas encontradas dentro dos grupos resultantes
das atividades exomórficas e criptomórfica.
Tabela 2.4 Classificação das erosões exomórficas e criptomórficas (Modificado- Zachar, 1982).
Zachar (1982) indica que dentro do grupo de formas por erosões de lago e oceano podem ser
encontradas aquelas erosões que acontecem pelo confinamento do corpo de água criado por
uma barragem. Este tipo de erosão acontece por conta das mudanças de direção do fluxo nos
níveis da água que criam degraus ou escadas nas margens. Considerando-se assim um processo
de microabrasão, sendo chamada também de erosão de degrau ou erosão de etapa.
As erosões cujas formas são resultantes pelo vento normalmente se formam dependendo das
características da sua circulação do vento, da configuração da paisagem e estrutura do subsolo.
Distinguindo entre elas aquelas formas por deflação: onde o vento carrega as partículas soltas
principalmente em rochas e solos altamente intemperados ou soltos e, formas por abrasão ou
corrosão eólica: onde a abrasão que acontece é causada por partículas carregadas pelo vento e
agi principalmente em rochas duras.
A classificação por intensidade de remoção dependerá mais da quantidade, ou seja, nessa
classificação as erosões são medidas em termos de perda de solo ou remoção do solo e é medido
por metro cúbico por hectare; em quilograma por hectare em casos pequenos e isolados de
remoção de solo; ou para fenômenos que trabalham ao longo do tempo são quantificados por
valores médios ou valor agregado.
Erosão Termo
1. Erosão Superficial Erosão exomórfica
1.1 Erosão Laminar Erosão areal
1.2 Voçorroca Erosão linear (sulco, ravina)
1.1 Erosão Polimórfica Polimórfica (Erosão de terras más, ou baldias)
2. Erosão Subterrânea Erosão criptomórfica
2.1 Erosão de entresolo Erosão Intrasolum
2.2 Erosão interna (piping) Erosão suffosiva
2.1 Erosão sham-karst Polimórfica pseudokarstica
18
É importante para esta classificação controlar as dimensões da erosão medindo assim no caso
de voçorocas o seu comprimento e sua densidade. Também é feita uma análise da estabilização
do solo dependendo das taxas de formação do solo versus as perdas pela influência do fenômeno
erosivo; é pela intensidade de remoção que pode ser dado um melhor critério para definir se
uma erosão é benigna, de compensação ou maligna.
Nesta classificação são recomendados três grandes grupos que são: Erosões de compensação,
permissíveis e prejudiciais. As primeiras são aquelas que servem de critério para estabelecer se
a intensidade de solo removida foi severa já que está determinada com base nas taxas de
formação do solo sem interferência humana e mediante a avaliação do grau de intemperismo
da área a ser estudada. Ou seja, indica a taxa de remoção do solo que é permitida desde o ponto
de vista da conservação do solo.
A Erosão permissível; segundo Smith e Stamey (1964 ,1965) é aquela que considera a taxa de
formação do solo conservando num mesmo nível a fertilidade do solo, por exemplo, se no
momento de avaliação o solo se encontra já erodido as taxas de solo compensado deverão se
estabelecer-se com um valor menor àquele da formação do solo normal. E se, por exemplo, no
solo encontram-se depósitos de sedimentos altamente férteis poderá ser permitido que o valor
da taxa de erodibilidade do solo seja um pouco maior sem que o comprometer a fertilidade do
solo.
E o terceiro grupo desta classificação são as erosões estabelecidas como prejudiciais, que são
as que partem do critério da taxa em que é deteriorado ou destruído o manto do solo. Desde o
ponto de vista qualitativo podem ser expressas como fraca, mediana, grave, severa e
catastrófica.
Cada uma delas pode ser quantificada sendo consideradas como fracas quando a intensidade de
remoção do solo está menor que 0,5 mm do solo por ano sendo este também considerado como
o limite máximo tolerável em uma erosão. Aquelas cuja intensidade está entre 0,5- 1,5 mm por
ano são consideradas erosões médias, que não são consideradas tão graves, mas neste nível a
quantidade de nutrientes removidos é igual àquela que as plantas absorvem por ano.
Já acima destes níveis de remoção começam a ser consideradas mais prejudiciais sendo de 1,5-
5 mm grave, de 5-20 mm severa e maior para quantidades maiores catastróficas. Cabe-se
destacar a intensidade de remoção pode variar dependendo da forma da erosão, tendo diversos
graus de prejuízo.
19
A classificação pelo desenvolvimento do fenômeno erosivo é referida a como o fenômeno
acontece já que entendendo a sua gênese se pode compreender os efeitos prejudiciais que uma
erosão pode causar reduzindo assim os futuros problemas. É importante nessa classificação o
entendimento de que as caraterísticas dos processos erosivos dependem de dois grandes fatores.
O primeiro é composto de dois subfatores; o tempo de ocorrência e a magnitude do fator de
atividade, a influência destes fatores em conjunto, ajudam ao entendimento do andamento em
um processo erosivo podendo se manifestar no solo, de forma permanente, sazonal, periódica
ou por episódios.
Se a erosão tiver uma influência desses fatores a longo prazo normalmente encontram-se
estáveis ou cobertos por depósitos novos, chamando-se assim de fenômeno pretérito e
fenômeno de tipos fóssil respetivamente. Se em caso contrário estiver influenciado por esses
fatores em curto prazo estes são chamados de fenômenos contemporâneos tendo como
caraterísticos solos altamente ativos e em constante mudança.
O segundo fator importante para o entendimento das características de uma erosão são aqueles
fatores que determinam o desenvolvimento da forma do processo erosivo, os quais dependem
da textura do solo, da estrutura do material, da solubilidade dos constituintes, do grau de
intemperismo ou desintegração das rochas, da estratigrafia e do grau proteção do solo fornecida
pela vegetação.
A classificação pelo solo erodido em terras de diferente aptidão dá-se pela influência do
processo erosivo a longo prazo nas propriedades de solos com diferente aptidão tanto do ponto
de vista qualitativo como quantitativo. A classificação por restos de erosão é praticamente a
avaliação do processo erosivo nas suas últimas etapas, sendo diferenciadas pela sua forma e
caráter, podendo classificá-las como relíquias e restos de solo.
A classificação por sedimentos refere-se àquela que se faz de acordo com o tipo de sedimento
que foi depositado onde se forma o processo erosivo. Finalmente a classificação por terra
erodida, esta é a que diferencia de acordo com grau ou intensidade da influência do processo
em relação à camada ou espessura de solo erodida, e está normalmente dependente do relevo
do terreno. Vale a pena esclarecer que a classificação por forma e por intensidade de remoção
pode ser integrada na classificação por agentes erosivos.
20
2.2.4 FATORES QUE INFLUÊNCIAM OS PROCESSOS EROSIVOS
A classificação dos processos erosivos está fortemente ligada a fatores podem variar a sua
intensidade e frequência de região em região. Previamente na secção 2.1 se fez uma pequena
introdução a fatores que condicionam processos erosivos tenta-se nesta secção adentrar mais
um pouco neste assunto.
Segundo vários trabalhos de pesquisa tais como Lima, (1999), Martins, (2005), Silva, (2009),
entre outros citados por Jesus, (2013) tem constatado de modo geral que os fatores que
influenciam a capacidade do solo para agir e desenvolver processos erosivos na maioria das
vezes depende de características climáticas, geológicas, geomorfológica, pedológica, e de
cobertura vegetal e esses podem o não ser interdependente entre eles.
Esses fatores característicos podem ser organizados segundo alguns trabalhos (Arcaya, 2007;
Corrêa, 2006; Azevedo & Duarte, 2013) em 1) fatores extrínsecos podendo ser subdivididos
em: extrínsecos naturais e extrínsecos ocasionais ou antrópicos e 2) fatores intrínsecos.
Segundo o IBGE/ SEPLAN MS (1989) e Silveira (2002), apud Menezes (2010), esses fatores
podem ser também considerados como: 1) imutáveis a curto espaço de tempo os quais se
referem a fatores extrínsecos naturais e fatores intrínsecos e 2) mutáveis a curto espaço de
tempo atribuindo estes aos fatores extrínsecos ocasionais ou antrópicos.
Consideram-se fatores extrínsecos naturais a todos aqueles que tem a ver com o clima (tais
como; a intensidade pluviométrica e vento) e aqueles que tem a ver com a cobertura vegetal.
Fatores extrínsecos ocasionais ou antrópicos são aqueles que tem a ver com ação humana (tais
como desmatamento e manejo/ocupação/uso do solo). E finalmente os fatores intrínsecos os
quais são atribuídos a características e propriedades geológicas, geotécnicas, hidráulicas,
estruturais dos maciços ou solo, topografia, pedologia, forma de relevo, geomorfologia.
Na Figura. 2.3 se apresenta um resumo realizado por Jesus, (2013) onde se indica de que forma
podem agir alguns fatores extrínsecos e intrínsecos condicionando diretamente a evolução de
um processo de erosão.
21
Figura 2.3 Fatores Condicionante (Jesus, 2013)
Segundo Bertoni & Lombardi Neto (1999), citado por Arcaya, (2007) a chuva é um dos fatores
climáticos de maior importância na erosão dos solos. A capacidade da chuva em provocar
erosão é dita erosividade, que é função da intensidade, duração e frequência da chuva. A
intensidade é o fator pluviométrico mais importante na erosão. Quanto maior a intensidade,
maior as perdas por erosão devido ao destacamento de partículas do solo.
A geomorfologia é referida mais a forma do relevo cuja intensidade erosiva verifica-se,
principalmente, pela declividade e comprimento de rampa, da encosta ou da vertente, que
interferem diretamente na velocidade de escoamento superficial das águas pluviais.
Os terrenos com maiores declividades e maiores comprimentos de rampa apresentam maiores
velocidades do escoamento superficial e, consequentemente, maior capacidade erosiva, porém
uma encosta com baixa declividade e comprimento de rampa grande também pode ter alta
intensidade erosiva, desde que sujeita à grande vazão do escoamento das águas (Infanti Junior
& Fornasari Filho, 1998) citado por (Arcaya, 2007). Na Figura. 2.4 se apresenta classes de
forma de relevo dependendo de sua curvatura horizontal e curvatura vertical.
Figura 2.4 Classes de forma de relevo Valeriano,2008 apud (Guaselli et al., 2009)
22
A pedologia se refere as propriedades características de cada solo, podendo variar de camada
para camada sendo que, a sua capacidade de infiltração, matéria orgânica, natureza de complexo
coloidal, mineralogia mesmo sendo um mesmo tipo de solo possam variar tendo uma maior a
menor influência ou vice-versa. Isto é discutido a profundidade em trabalhos realizados por
(Santos, 1997) e (Cardoso, 2002)
Com relação a geologia Infanti Junior & Fornasari Filho (2001) e Díaz (2001), citados por
Jesus, (2013) expõem que em solos residuais e rochas meteorizadas, a erosividade está
relacionada intimamente com o tipo e as características da rocha parental. Destacam que em
rochas pré-cambrianas, a ocorrência de voçorocas e ravinas está associada aos solos resultantes
da alteração de rochas xistosas, gnáissicas e graníticas. Sendo que, quanto mais félsicas (ou
mais ricas em quartzo e muscovita), mais friáveis serão quando decompostas. A xistosidade e
a foliação também favorecem o desenvolvimento de erosões. Também analisam que as
principais características litológicas que podem condicionar a erosão são o grau de fraturamento
das rochas, a intensidade do intemperismo, a natureza do material alterado, especialmente no
que se refere à textura.
A cobertura vegetal é fator de muita relevância para o estudo de erosões, segundo Rodrigues,
(1998) apud Silva, (2003) o tipo de cobertura e a sua densidade fornecem maior proteção ao
solo sendo que se ela é removida e substituída favorecerá a outros agentes erosivo para a seu
desenvolvimento, no trabalho realizado por d´Armada, (2012) destaca por isso a importância
da mata ciliar em margens de reservatórios.
Referente a fatores de processos erosivos localizados especificamente em margens de
reservatórios são adicionados aos fatores extrínseco naturais; magnitude ou embate de ondas,
nível de água do reservatório, escoamento superficial, presença de mata ciliar. E aos intrínsecos
é adicionado o nível de lençol freático ou águas subterrâneas em relação aos taludes das
encostas em reservatórios (d’Armada, 2012) e (Azevedo & Duarte, 2013).
2.2.5 FORÇAS QUE ATUAM EM MARGENS DE RESERVATÓRIOS
Segundo Fendrich (1979), Muller (1995) e Souza (2004) apud d’Armada, (2012) existem forças
que atuam sobre as margens em reservatórios, produto da interacçao combinada entre as
diferenças de pressão atmosferica sobre a superficie do reservatório em conjunto com forças
tangenciais que existem entre o vento e a água.Tais forças transferem energia gerando assim
ondas que dissipam parte de energia sobre as bordas do reservatorio e o resto reflete.
23
É assim como as margens de reservatórios se convertem em vítimas de esforços constantes
(Furnas, 2004) apud (d’Armada, 2012); que gerarão desagregação no solo e junto com outros
obstaculos tais como propriedades do solo, escoamento superficial etc, terminam solapando
solo nas encostas (Muller, 1995).
2.2.6 PARÂMETROS PARA ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS
Na secção 2.2.4 conseguiu-se entender como os processos erosivos podem evoluir gerando
tendências a seu desenvolvimento de região em região, na secção 2.2.4.1 se destaca então como
áreas em margens de reservatório, além de ser condicionadas por fatores típicos em processos
erosivos são submetidas a forças constantes incrementadas pela operação de seu reservatório
que deverão ser consideradas.
Nesta secção considera-se de importância listar alguns parâmetros que podem ser avaliados
para um melhor estudo de processos erosivos em bordas de reservatórios sendo considerado
que tais processos são localizados em áreas tropicais constituídos na sua maioria por solos
lateríticos e saprólitos evidenciando assim seu comportamento não saturado.
Devido a operacionalidade do reservatório e pratica antrópica em áreas localizadas em margens
o solo é submetido a constante interação com a água, tendo mudanças de temperatura e umidade
que podem gerar consequências que instabilizem seu perfil (Camapum de Carvalho et al.,
2015).
Pode-se perceber então de trabalhos prévios citados como Menezes, (2010), d´Armada, (2012),
Azevedo & Duarte, (2013), e Camapum de Carvalho et al., (2015) a necessidade de focalizar a
avaliação em parâmetros de estrutura e textura do solo tais como: granulometria, limites de
consistência, índices físicos (saturação, índice de vazios, massa especifica seca); paramétrios
hidráulicos tais como: teor de umidade (w), valores de sucção total (Ψ), e finalmente parâmetros
químicos tais como: o pH da água.
O pH da água ao interagir com solo pode contribuir a processos de solubilização de partículas,
degradando e podendo provocar esqueletização do solo. O perfil de sucção pode ser alterado
devido a mudanças no microclima da área do reservatório, tendendo a instabilizar áreas das
encostas. Isto também acontece com mudanças na saturação e umidade do perfil que com o
aumento e o rebaixamento do nível de água no reservatório pode instabilizar as encostas.
24
A textura do solo pode determinar se ele e propenso a dispersão de suas partículas
compreendendo assim a capacidade de suporte do solo em encostas que ao gerar uma carga
hidráulica maior podem gerar processos de colapso interno denominado também como piping.
(Camapum de Carvalho et al., 2015).
2.2.7 MEIO FÍSICO DA AREA DE ESTUDO; BACIA DE SÃO MARCOS
RESERVATORIO DE BATALHA
A Usina Hidrelétrica de Batalha situa-se na bacia do rio São Marcos, rio que serve de limite
entre os estados de Goiás e Minas Gerais. O rio São Marcos é formado a partir do córrego
Samambaia, que nasce a uma altitude de cerca de 1000m, no Distrito Federal. Desde sua
nascente, até o encontro com o rio Paranaíba, percorre uma distância de cerca de 480km.
Constitui, em boa parte de seu percurso, a linha de fronteira entre os Estados de Goiás e Minas
Gerais. A bacia do rio São Marcos tem por afluentes, pela margem esquerda, os ribeirões
Soberbo, Mundo Novo e da Batalha e o rio São Bento, e, pela margem direita, o rio Samambaia
e os ribeirões Arrojado, São Firmino, Castelhano e Imburuçu. Abrange um território de
12.140km2 pertencente aos estados de Goiás e Minas Gerais e ao Distrito Federal. (Furnas et
al., 2005a)
O acesso ao local da barragem se dá a partir de Cristalina pelas rodovias BR-050 e GO-020,
numa distância de aproximadamente 95 km. O acesso, a partir de Paracatu, deve ser feito pela
rodovia BR-040 até Cristalina e, a partir daí, pela BR-050, em um total de aproximadamente
198 km. Já a partir da cidade de Campo Alegre de Goiás o acesso se dá pelas rodovias BR-050
e GO-020, em uma extensão de aproximadamente 84 km. (Furnas et al., 2005b).
Segundo Furnas et al., (2005b) o Estudo de Impacto Ambiental- EIA feito para a bacia do rio
São Marcos está sujeita às principais correntes de circulação do continente sul-americano. Os
sistemas; Equatorial Continental Amazônico (EC), Tropical Atlântico (TA) e Equatorial
Atlântico (EA) são os mais atuantes na bacia, mas também o Polar Atlântico (PA), a Frente
Polar Atlântica (FPA) e o Sistema Tropical Continental (TC) exercem controle sobre o clima
da região. Sendo frequentes calmarias, o vento sopra em geral de NE a NW.
O trimestre mais chuvoso corresponde aos meses de novembro, dezembro e janeiro,
responsável por 60% da precipitação anual. O trimestre mais seco corresponde aos meses de
junho, julho e agosto, com apenas 2% da precipitação anual.
25
A duração do período seco varia de 4 a 6 meses. Estas conclusões foram obtidas a partir da
análise dos registros das estações instaladas em pontos ao longo da bacia.
O Estudo de Impacto Ambiental (EIA) apresentado por Furnas et al., (2005b) reporta que a
temperatura média anual da bacia do rio São Marcos é de aproximadamente 22 °C, devido,
principalmente, à conjugação do fator relevo, com base na altitude, com o fator latitude, que
propicia maior inclinação dos raios solares e maior participação do ar frio polar na região. De
modo geral, o trimestre mais quente corresponde aos meses de janeiro, fevereiro e março, com
temperaturas máximas absolutas da ordem de 37 °C, e o trimestre mais frio corresponde aos
meses de maio, junho e julho.
Em termos de evaporação, na bacia do rio São Marcos registra-se um valor médio anual da
ordem de 1.500mm. E a umidade relativa do ar atinge valores médios anuais da ordem de 70%,
com médias mensais máximas de 80% (dezembro e janeiro) e mínimas de 55% (agosto).
(Furnas et al., 2005b)
O informe (EIA) apresenta um analise da geologia da bacia que conclui que ocorrem as
unidades litoestratigráficas do Grupo Canastra (Neoproterozóico/Mesoproterozóico), Grupo
Bambuí, representado pela Formação Paraopeba (Neoproterozóico) e Coberturas Detrítico-
Lateríticas do Terciário/ Quaternário.
Em quanto à pedologia da área e aptidão agrícola das terras, encontraram-se dados importantes
sobre os tipos de solos sendo concluído que os tipos de solo mais encontradas foram:
LATOSSOLO VERMELHO Distrófico – LVd; com boa resistência à erosão, requerendo,
contudo, trato conservacionista adequado, conforme o declive do terreno em uso. Distribuem-
se ao longo de toda a área de influência direta (AID), principalmente na margem direita do rio
São Marcos.
LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico – LVAd; Apesar de o Latossolo
Vermelho-Amarelo ser mais susceptível à erosão, quando esse se encontra em áreas com
declividades altas, não se diferencia do Latossolo Vermelho quanto aos tratos conservacionistas
para o controle de erosão. Distribuem-se ao longo de toda a AID, principalmente na região
central e na margem esquerda do rio São Marcos.
26
CAMBISSOLO HÁPLICO Tb Distrófico – CXbd; São solos pouco evoluídos, de
características bastante variáveis, mas em geral pouco profundos ou rasos e com teores de silte
relativamente elevados. Ocorrem nas áreas mais movimentadas da área de influência direta
(AID), compreendendo as áreas de morros, morros residuais, rebordos erosivos e,
principalmente, nas vertentes íngremes referentes a calha do rio São Marcos. São solos que,
embora possam ser utilizadas com pastagens, apresentam alto risco de degradação, sendo,
classificados como de forte suscetibilidade à erosão. (Furnas et al., 2005b).
Segundo o EIA a bacia do rio São Marcos apresenta um relevo de colinas medias com topos
arredondados e levemente ondulado nos trechos superior e médio superior, em contraste com o
trecho médio inferior e parte do trecho inferior, caracterizado pelo relevo de colinas amplas.
(Furnas et al., 2005b)
Uma análise mais profundo sobre a caracterização da Bacia de Batalha poderá ser encontrado
no estudo de impacto ambiental realizado por (Furnas et al., 2005b).
2.2.7.1 CONFLITOS NO USO DA ÁGUA E SOLO NA BACIA DE SÃO MARCOS
Quanto ao uso de água da bacia do rio São Marco se conhecesse que a sua utilização sobrepasso
as aquelas estabelecidas pelas outorgas dadas pela ANA (Agencia Nacional do Água).
(Guimarães et al., 2013)
A Agência Nacional de Águas instituiu o marco regulatório do uso da água, onde o volume
outorgado para a irrigação agrícola foi estipulado em 8,6 m3/s, suficiente para a irrigação de
63.500 hectares, Resultados mostraram a existência de 1.445 corpos d’água na bacia, ocupando
uma superfície total de cerca de 32.000 hectares, e a existência de 1.005 pivôs de irrigação,
ocupando uma área de 87.670 hectares (Guimarães et al., 2013). Este recente crescimento de
pivôs centrais de irrigação a montante do Reservatório de Batalha também geram importantes
impactos antrópicos na bacia. (Costa & Hora, 2013).
A Tabela. 2.5 apresentada por Florêncio & et al., (2009) analisa a disponibilidade hídrica na
bacia hidrográfica completa do Rio São Marcos (isto quer dizer que nesse estudo se considera
a área da bacia onde que compreende até Catalão, GO), com a finalidade de identificar sua
demanda em função do uso do solo, para planejar as atividades agropastoris, encontraram-se
nove categorias de uso de solo na bacia, onde das nove estabelecidas, as pastagens ocupam a
maior parte, com 36%, o que equivale a 4.393.850 km² [sic.].
27
Isso significa que as áreas de vegetação nativa estão bastante degradadas e, devido às condições
do relevo local, deve-se considerar o problema que o uso do solo por pastagens representa. Pois
este tipo de ocupação interfere diretamente no desequilíbrio ambiental e impossibilita a
proteção do solo de maneira adequada.
A agricultura irrigada, apesar de representar apenas 1,15% da área, deve ser considerada como
um problema em potencial. Isto porque, o uso da água se faz nas áreas de superfícies planas de
cimeiras, onde as mesmas funcionam como reservatórios das águas pluviais que originam as
nascentes e contribuem para a formação do Rio São Marcos (Florêncio et al., 2009).
A agricultura de sequeiro representa a terceira categoria de alteração antrópica com uso
concentrado principalmente durante o período chuvoso, percebe-se que nas áreas de agricultura
se localizam muitas nascentes e a vegetação de mata ciliar encontra-se bastante escassa. Este
fato denota os problemas relativos ao uso indiscriminado dos recursos hídricos e da necessidade
de um planejamento para este fim (Florêncio et al., 2009).
Tabela 2.5 Área ocupada pelas categorias de uso do solo e cobertura vegetal na bacia hidrográfica do Rio São
Marcos (Modificado- Florêncio et al., 2009) [sic.].
2.2.8 USO DE SIG NO ESTUDO DE EROSÕES
Ao dispor de uma área determinada para o estudo de processos erosivos é importante conhecer
a intensidade e frequência desses eventos de degradação da área para poder obter uma melhor
visão de áreas que apresentam uma maior relevância para amostrar. Segundo Iwasa &
Frendrich, (1998) apud Arcaya, (2007) o cadastramento de erosões estabelece um nível de
criticidade das erosões que possibilita a determinação daquelas que são prioritárias para a
correção, fornecendo os elementos necessários para a alocação de recursos, visando o controle
das erosões, do município em questão.
Categorias %
Agricultura irrigada 140.068 1.15
Agricultura sequeira 2.387.860 19.65
Área de mineração 5 0
Cerradão 80.198 0.66
Cerrado 3.281.654 27.01
Corpo D agua 151.943 1.25
Mata Ciliar 979.827 8.06
Pastagem 4.393.850 36.16
Silvicultura 734.949 6.04
Total 12.150.350 100
2km
28
A avaliação da prioridade de áreas as quais devem ser estudadas pode ser realizada mediante
ferramentas de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), que podem ser utilizadas como
suporte para analise espacial de fenômenos, e como um banco de dados geográficos, com
funções de armazenamento e recuperação de informação espacial. Nesta tecnologia podem ser
encontrados enormes benefícios devido a sua capacidade de manipular a informação espacial
de forma precisa, rápido e sofisticada Câmara (1995) apud (Macedo, 2009).
É a intenção desta pesquisa com a ajuda de um cadastro de processos erosivos fazer uso dessas
ferramentas para realizar uma analises espacial prévia ao trabalho em campo que ajudará a focar
as áreas de interesse para a coleta de amostras do trabalho.
2.2.9 ENSAIOS DE LABORATORIO NO ESTUDO DE EROSÕES
Se apresenta nesta secção revisão bibliográfica dos ensaios laboratoriais propostos nesta
pesquisa que são de caracterização geotécnica (granulometria, limites de consistência, massa
especificas), ensaios de difratometria de raios X DRX para caracterização mineralógicas,
Ensaio de obtenção de curva de retenção de água mediante o psicrômetro WP4C e ensaios para
a avaliação de erodibilidade, furo de agulha, Inderbitzen, desagregação por imersão parcial e
total e perda de massa por imersão, sucção capilar (para critério MCT).
2.2.9.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
A caracterização geotécnica tem sido realizada com o intuito de estudar atributos de textura e
estrutura do solo, esses atributos são estudados mediante ensaios de granulometria do solo,
obtenção de limites de consistência, determinação da densidade relativa, densidade especifica
aparente seca e natural.
Os ensaios de granulometria podem ser executados com ou sem uso de defloculante para poder
identificar o nível de agregação do solo que a sua vez influi na estabilidade de sua estrutura, e
comportamento das partículas do solo. Segundo Camapum de Carvalho et al., (2006) altos
níveis de agregados aumenta a porosidade a nível de macroporos aumentando também a sua
capacidade de infiltração.
A consistência do solo é definida mediante ensaios de limite de plasticidade e liquidez (este
último determinado mediante uso do aparelho de Casagrande). Segundo Cardoso, (2002) a
plasticidade dos solos pode variar ao longo do perfil devido a variação de teores de óxido
hidróxido de ferro o que também influencia na estabilidade do solo.
29
Mediante o ensaio de limite de liquidez pode ser realizado uma análise da relação de teor de
umidade vs. número de golpes mediante a inclinação da curva de fluxo isto, com o intuito de
fazer uma relação da resistência do solo com a umidade sendo que quanto maior a inclinação
da curva pode-se deduzir que a umidade tem menor influência na resistência quando comparada
com curvas de baixa inclinação onde para pequenas variações da umidade temos grande
variação da resistência.
A relação da inclinação da curva de fluxo foi definida na mecânica de solos clássica como
tan 𝛽, o corpo de engenharia do exército Americano (1949) apud Das, (2012) realizaram um
estudo em centenas de ensaios de limite de liquidez e propuseram a Eq.(2.1) empírica de cálculo
de limite de liquidez
𝑤𝐿 = 𝑤𝑁(𝑁
25)tan 𝛽 (2.1)
Onde N representa o número de golpes; - 𝑤𝑁 -é o teor de umidade correspondente a N golpes
e segundo norma DNER ME-44 (1971) tan 𝛽= 0,121. O valor da tan 𝛽 foi calculado para solos
britânicos obtendo o valor de 0,092 (Head, 1993), de onde se entende que esse valor pode variar
segundo o tipo de solo.
A determinação da massa específica aparente e seca, determinação da massa específica relativa
dos grãos segundo Guerra & Botelho, (1996), podem influenciar ao processo erosivo sendo que
uma densidade relativa alta pode contribuir a uma maior resistência ao destacamento de
partículas por escoamento superficial. A massa específica aparente é relacionada ao grau de
compactação do solo sendo que uma maior densidade aparente dificulta a infiltração da água
no solo aumentando o escoamento superficial. Se considera que a densidade aparente em solos
varia de 0,8 a 2,0 g/cm3 destacando que valores menores a 1,3 g/cm3 são considerados como
valores baixos e valores maiores a 1,6 g/cm3são considerados como altos.
A porosidade é calculada mediante fórmulas dependentes do índice de vazios e que a sua vez
dependem das densidades aparente e dos grãos, mas enquanto se refere a porosidade Morgan,
(1984) e Prado (1995) apud Guerra & Botelho (1996) apontam que tem um comportamento
inverso a densidade aparente, ou seja, à medida que aumenta a densidade aparente a porosidade
diminui, dificultando em consequência, a infiltração da água nos solos e aumentando o
escoamento superficial.
30
Os autores comentam também que nesse caso não se deve considerar que solos arenosos
possuem alta porosidade, particularmente, aqueles com teor de areia fina altos já que a
compactação provocada pela mecanização irá aumentar a densidade aparente reduzindo assim
a sua porosidade.
Muitas vezes solos argilosos apresentam maiores porcentagens de porosidade isto devido a
índices elevados de floculação, facilitando assim a infiltração no solo. Todos esses parâmetros
afetam diretamente fatores que condicionam os processos erosivos já que influenciam a
estabilidade de seus agregados ao entrar em contanto com a água.
2.2.9.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA - DIFRATOMETRIA DE RAIOS X
A importância de avaliar a mineralogia do solo em processos erosivos tem muito a ver com o
grau de intemperismo do perfil. Solos lateríticos são ricos em Caulinita e oxido e hidróxidos de
alumínio e ferro, apresentando características de elevada permeabilidade e agregação. Solos
saprolíticos denominados também de residuais jovens contem minerais primários ainda em
decomposição e argilominerais tais como a Ilita e Caulinita e apresentam características de fácil
desagregação e expansibilidade (Camapum de Carvalho et al., 2006).
Os métodos analíticos para a caracterização mineralógica podem ser: os de microscopia ótica
de luz polarizada plana (MOLPP), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises
térmicas (ATG e ATD), espectroscopia de Mössbauer (MS) entre outros. Nesta pesquisa foi
usado a difração de raios X (DRX).
O DRX é um método utilizado desde a década dos trinta, utiliza um difratômetro que consiste
de o conjunto de produção de raios-X e o goniômetro. A produção dos raios-X se dá em um
tubo fechado, contendo um filamento de tungstênio (catodo) separado, por vácuo, do anodo,
que pode ser de cobre, ferro, cobalto, ou outros, menos comuns.
O goniômetro consiste de um sistema de engrenagem, conjunto de fendas, porta amostra e
detector, que obedece a uma geometria de focalização e reflexão. A análise é realizada mediante
a relação da distância interplanar (d) de um dado plano do cristal, com o comprimento de onda
(λ) e os ângulos de incidência (ϴ) e reflexão (ϴ’) da onda com o plano, segundo a Eq. (2.2) de
Bragg:
𝑛𝜆 = 2𝑑 sin 𝜃 (2.2)
31
A equação, mostra a relação entre os ângulos de incidência e de reflexão, o comprimento da
radiação – λ e a distância interplanar - d - do cristal, essas distâncias variam de mineral para
mineral, ao difratômetro não conseguir a identificação de algum mineral interestratificado ou
expansivo esse é submetido a processos de aquecimento e glicolado (Guimarães, 2013).
Nas Tabela. 2.6 e Tabela. 2.7 apresentam-se as distâncias interplanares características de alguns
minerais e as reflexões 001 características dos argilominerais mais comuns, em lâminas
normais, orientadas glicoladas e aquecidas, respectivamente.
Tabela 2.6 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais (Scapin, 2003)
Distância Interplanar (Å) Pico
Principal
Distância Interplanar (Å) Pico
Secundário
Argilomineral Grupo
7 3,58 Caulinita
10 5,0 e 3,33 Ilita
14 7,0; 4,7 e 3,5 Clorita
14 7,0; 4,7 e 3,5 Clorita expansível
12 ou 14 5,1 e 3,5 Esmectita
14 Vermiculita
Tabela 2.7 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais em lâminas normais, orientadas
glicoladas e aquecidas (Scapin, 2003)
d(Å) N d(Å) G d(Å) A Argilomineral
7 7 --- Caulinita
10 10 10 Ilita
14 14 14 Clorita
14 17 14 Clorita expansível
12 17 10 Esmectita (Montmorilonita-12 Å) 14 17 10 Esmectita (Montmorilonita-14 Å) 14 14 10 Vermiculita
4,27 4,27 4,27
Quartzo 3,43 3,43 3,43
2.2.9.3 CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA WP4C
Segundo Cordão Neto (2005) apud Otálvaro, (2013) o comportamento hidráulico de solos não
saturados está relacionado à capacidade de armazenamento e à facilidade de transporte de
fluidos através do elemento de solo. A relação entre a quantidade de água armazenada nos poros
do solo e a sucção é conhecida como curva de retenção de água (SWRC) ou curva característica
umidade-sucção do solo (SWCC). A quantidade de água é geralmente colocada em termos de
conteúdo de umidade gravimétrica (w), grau de saturação (Sr) ou umidade volumétrica (ϴ).
32
A Figura. 2.5 apresenta curvas de retenção de água com comportamento típico de solos
estudados, destaca-se que o comportamento dessas curvas varia dependendo da estrutura e
distribuição de poros no solo (Gitirana Jr & Fredlund, 2004). Tendo comportamento unimodal
aqueles solos que não apresentam mudanças de micro a macroestrutura e comportamento
bimodal aqueles que sim apresentam variação.
Figura 2.5 Curvas de retenção de água para solos com várias texturas (Modificada- Gitirana Jr & Fredlund,
2004).
Para uma representação tanto gráfica como de modelação numérica da curva de retenção
precisam-se de equações matemáticas apropriadas, (Gitirana Jr & Fredlund, 2004). Existem
várias propostas para isso, nesta pesquisa foi utilizada a proposta de Van Genuchten (1980),
que segundo Mello et al., (2005) apresentam boa precisão em alguns solos.
Existem também diferentes equipamentos e técnicas para medição de sucção total e matricial,
tanto em laboratório como em campo, os quais são divididos em métodos diretos e indiretos.
Os métodos diretos medem a umidade relativa do solo (sucção total) e a tração da fase líquida
(sucção matricial). Os métodos indiretos utilizam diferentes fenômenos físicos associados ao
teor de umidade em um meio poroso em contato ou não com o solo. (Mascarenha, 2008). Nesta
pesquisa foi utilizado foi método indireto por psicrômetro para a medição da sucção.
Os psicrômetros são dispositivos de medição de sucção baseados no princípio da umidade
relativa. O WP4C (Dewpoint Potential Meter) mostrado na Figura. 2.6, consiste em uma câmara
selada constituída de um espelho, um sensor fotoelétrico, um par termoelétrico, um termômetro
infravermelho e um ventilador. Uma amostra de solo em equilíbrio com o ar e colocada dentro
da câmara. A presença de água condensada no espelho é detectada pelo sensor fotoelétrico,
devido à redução de reflexo do espelho.
33
Um par termoelétrico determina a temperatura em que ocorreu a condensação, enquanto um
termômetro infravermelho determina a temperatura da amostra. A diferença entre essas duas
temperaturas fornece a umidade relativa do solo e, consequentemente, o valor da sucção. A
função do ventilador é a de simplesmente circular o ar dentro da câmara para reduzir o tempo
de equilíbrio (Decagon Device, 2013)
Os intervalos de sucção do WP4C estão entre 0-300 MPa com acurácia de ± 0.05 MPa de 0
para 5 MPa e de 1% de 5 para 300 MPa, o dispositivo deve estar localizado em um ambiente
com temperatura controlada, devido à sua grande sensibilidade a variações de temperatura. Esse
equipamento fornece valores de sucção de forma rápida, normalmente em um tempo inferior a
10 a 15 minutos tratando-se de amostras de solo.
Figura 2.6 Esquema de WP4C (Mascarenha, 2008)
2.2.10 ENSAIOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE NO LABORATÓRIO
A erodibilidade pode ser avaliada por ensaios, que podem determinar a susceptibilidade do solo
a erosão submetido a condições especificas. Os resultados de tais avaliações podem-se dar de
forma direita o indireta, Camapum de Carvalho et al., (2006) e Bastos, (2004) enunciam que 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.
De outro ponto de vista nesta pesquisa trata-se de ensaios de avaliação direta como aqueles
cujos resultados finais apresentam uma taxa de perda de solo ou fator de erodibilidade (ensaio
de Inderbitzen). E trata como ensaios de avaliação indireta aqueles que avaliam a erodibilidade
do solo mediante alguma característica do solo por métodos qualitativos (Ensaio de
desagregação, erodibilidade por critério MCT e furo de agulha). Esses ensaios serão abordados
a seguir.
34
2.2.10.1 ENSAIO DE AVALIAÇÃO DA DESAGREGAÇÃO
O ensaio de desagregação tem-se convertido em um ensaio popular em investigações de
processos erosivos no âmbito geotécnico. Alguns autores têm destacado que o ensaio foi uma
evolução do ensaio crumb test, mas primeiramente ele foi usado na área da agronomia para o
controle de erosões superficiais e é usado em conjunto com ensaios que avaliam dispersão.
(NSW Agriculture, 2000)
Na área geotécnica o ensaio começou a ser utilizado no1958 para fins de estudo de solos para
fundações com a construção de Brasília pela Engenheira Anna Margarita de Fonseca, (Ferreira,
1981). O ensaio tem como objetivo principal verificar a estabilidade de uma amostra de solo
indeformada quando da imersão em água destilada, independente da dispersão os resultados são
avaliados de forma puramente qualitativa, apud (Camapum de Carvalho et al.2006).
O ensaio foi utilizado como critério de erodibilidade de solos em talude de estradas na pesquisa
realizada pela IPR-COPPE-TRAFECON, (1975-1978) apud Bastos, (2004). A metodologia
usada consistia na imersão parcial (1/3) de cubos de 6cm de amostra indeformada e eram
anotados o tempo saturação, inicio de fissura e tempo de desagregação parcial e total. Fonseca
(1981) apud Bastos, (2004) propõe a avalição do ensaio mediante a velocidade de desagregação.
Em pesquisas geotécnicas focadas a erodibilidade do solo tais como as de Santos, (1997); Lima,
(1999); Bastos, (2004); Jesus, (2013); Guilherme et al., (2015) entre outros, foram utilizadas
metodologias de imersão total e parcial de amostras indeformadas, que a seguir se descreve.
Na imersão parcial as amostras são colocadas primeiramente sobre uma pedra porosa com o
nível d’água sendo mantido na altura do topo das mesmas (base da amostra) por um período de
tempo de trinta minutos. Seguidamente, o nível d’água é aumentado sucessivamente para 1/3
da altura do corpo de prova, depois 2/3 e a completa imersão das amostras, mantendo-se, em
cada uma destas fases, um intervalo de tempo de quinze minutos, exceto o último estágio, que
é mantido por 24 horas.
Na imersão total as amostras são imersas totalmente por um período de 24 horas, os resultados
para ambas metodologias devem descrever as etapas de resposta da amostra, como, fissuração,
abatimento, fraturamento, se existem partículas dispersas, etc.
35
Nos trabalhos citados anteriormente fizeram-se comparações de seus resultados com resultados
obtidos do ensaio Inderbitzen e verificaram-se assim, que esses ensaios tinham uma boa
correlação entre eles.
As dimensões e forma para esses ensaios variaram de ser cubos de 6cm para pequenos cilindros
de 10 cm de altura com 5 cm de altura. Observou-se que a variação se devia as condições de
como a amostra era coletada. Por exemplo, cubos eram amoldados de blocos indeformados em
quanto que os cilindros eram coletados em amostrados diretamente em campo.
2.2.10.2 ENSAIO DE FURO DE AGULHA DE AVALIAÇÃO DA DISPESIBILIDADE
O ensaio de furo de agulha é baseado no trabalho de Sherard et al., (1976) sob a concepção de
avaliar de forma direta e qualitativa a dispersibilidade do solo. O ensaio praticamente consiste
em fazer percolar água, sob uma certa carga hidráulica, através de um furo de 1 mm de diâmetro
feito no centro de um corpo de prova cilíndrico, na tentativa de simular o efeito de piping. A
metodologia precisa do ensaio é apresentada nas normas ASTM D 4647, (1998) e NBR
14114/98.
A metodologia original propõe uma simulação do fluxo de água aplicando diferentes gradientes
hidráulicos mediante um pequeno orifício. O fluxo da água (destilada) flui através da amostra
por um período de 5 min para cada gradiente hidráulico. O ensaio é realizado com o aumento
gradual da carga.
Ambas as normas propõem uma avaliação de resultados qualitativos realizando uma
classificação entre materiais não dispersivos e altamente dispersivos em função a vazão gerada
do ensaio, a cor da água, e a variação no diâmetro do furo ao final do ensaio. Na Figura. 2.7 e
Figura. 2.8 se mostram o detalhe esquemático do ensaio e o fluxograma classificatório do ensaio
segundo a ABNT. Destaca-se no trabalho de Matheus (2006), uma descrição ilustrativa de cada
etapa da montagem do aparelho de furo de agulha.
Figura 2.7 Esquema de ensaio de Furo de agulha (Modificada Sherard et al., 1976)
36
Figura 2.8 Fluxograma classificatório de solos quanto a sua dispersibilidade (Modificado ABNT 1998) apud
(Matheus, 2006)
Para propósitos de um melhor entendimento do comportamento do solo dispersivo susceptível
a piping Santos (1997) realizou uma proposta para a execução do ensaio onde sugeriu a
realização de uma etapa adicional ao final do ensaio denominada descarregamento, a qual
consiste em uma vez alcançada a carga máxima proposta no ensaio original, continuar aplicando
o fluxo para as mesmas cargas só que desta vez em ordem inversa diminuindo a carga ou
descarregando.
37
Cabe destacar que na metodologia proposta por Santos (1997) também é proposta uma
saturação mediante ascensão capilar da amostra descartando assim as possíveis interferências
por bolhas de ar em áreas de porosidade alta por agregações características de materiais
lateríticos. Nadal-Romero et al. (2011) substituem essa condição de saturação para amostras
deformadas realizando uma preparação previa a compactação padrão, onde o solo é secado
durante três dias para depois ser submetido a uma simulação de chuva por um período de uma
hora .
A implementação desta etapa adicional foi seguida em vários trabalhos de pesquisa (Santos,
(1997); Lima, (1999); Bastos, (2004); Matheus, 2006); e Jesus, (2013) ) mostrando resultados
similares onde as amostras que eram susceptíveis a erosão apresentavam uma inflexão marcante
no gráfico; enquanto que aquelas não erodíveis apresentavam um comportamento quase linear,
na Figura. 2.9 é apresentado esse comportamento.
Figura 2.9 Comportamento de solo erodível e não erodível (Santos & Camapum de Carvalho, 1998) apud
(Bastos, 2004)
Santos (1997) considera também que seguindo a Lei de Darcy apresentada na Eq. (2.3) deveria
ser esperado um comportamento linear para os gráficos de vazão versus gradiente hidráulico
relativo naqueles solos que não são erodíveis.
𝑄 = 𝑘 𝑖 𝑎 (2.3)
O autor observou também que quando a área de secção do furo é mantida constante durante o
ensaio e que o único fator modificado for o gradiente hidráulico, os gráficos manifestaram uma
ligeira inflexão para baixo podendo ser deduzido que esse comportamento foi devido a uma
possível redução do coeficiente de permeabilidade (k). Nesta pesquisa é utilizado esse critério
para o cálculo da permeabilidade das amostras no ponto de maior carga hidráulica
considerando-se esta como condição extrema no solo.
38
2.2.10.3 ENSAIO DE AVALIAÇÃO MEDIANTE O CRITÉRIO MCT
Os critérios para avaliação de erodibilidade segundo a metodologia “Miniatura de Compactação
para solos Tropicais” (MCT) envolve dois ensaios que buscam representar bem a erodibilidade
em solos tropicais. Esses ensaios foram propostos por vários autores entre eles inicialmente por
Nogami & Villibor, (1979) e modificados por Vertamatti & Araújo, (1995-1998).
A proposta de Nogami e Villibor, (1979) é baseada em duas propriedades de solos tropicais
frente a erosão que são a infiltrabilidade (ou penetração da água por capilaridade) e
erodibilidade específica essas propriedades são avaliadas mediante os ensaios de sucção capilar
encontrado também na literatura referente a avalição de erodibilidade, como ensaio de
infiltrabilidade e ensaio de perda de massa por imersão.
O ensaio sucção capilar (ou Infiltrabilidade) consiste na colocação de uma amostra cilíndrica
confinada lateralmente por um tubo de amostragem a um fluxo ascendente por ascensão capilar.
A velocidade é quantificada com a cronometragem do fluxo por um tubo capilar de 7 mm
diâmetro externo colocado horizontalmente no nível da base da amostra. Os resultados das
leituras da distância percorrida no tubo capilar são plotados pelo tempo cronometrado (em
min½). A curva obtida ajustada aos pontos mostrara um encurvamento, com um trecho íngreme
retilíneo inicial seguido de outro de tendência horizontal (evidenciando que a água atingiu a
superfície do corpo de prova). O valor de “s” (denominado assim ao coeficiente de sorção
obtido) e dado pelo gradiente no trecho retilíneo inicial da curva e é expressado em (cm/ min½).
O coeficiente de sorção é dado pela Eq. (2.4)
𝑠 =(𝐿𝑏−𝐿𝑎)×S
10 ×(𝑡𝑏−𝑡𝑎)×𝐴 (2.4)
Onde s = coeficiente de sorção em cm/min1/2; (ta, La) = coordenadas do ponto a, da parte
retilínea da curva obtida; (tb, Lb) = coordenadas do ponto b da parte retilínea da curva obtida
(ver na Fig. 2.11); S = seção do tubo horizontal (cm²) A = seção do corpo de prova, em (cm²).
(Bastos, 2004). Ver para mais detalhe também norma DNER-ME 194/88, (1988).
Detalhes da montagem do aparelho usado e materiais são especificados na norma DNER-ME
194/88, (1988). Na Figura. 2.10 e Figura. 2.11 apresenta-se a curva típica obtida deste ensaio e
o esquema do aparelho usado.
39
Figura 2.10 Esquema do ensaio de sucção capilar
(Storgatto et al., 2010)
Figura 2,11 Curva de comportamento do ensaio de
sucção capilar (Bastos, 2004)
O ensaio de perda de massa é parecido com aquele utilizado para a classificação MCT
diferenciando unicamente em que nesta metodologia Nogami e Villibor (1979) propuseram de
realizar o ensaio com amostras indeformadas, confinadas lateralmente pelo tubo de amostragem
com o topo coincidente a borda do tubo. Os corpos são submersos por vinte horas. O valor de
erodibilidade especifica (pi) é dado mediante o porcentual de perda do solo seco em massa em
relação ao peso seco total da amostra. A Figura. 2.12 mostra o esquema do ensaio.
Figura 2.12 Esquema do ensaio perda de massa por imersão (Storgatto et al., 2010)
Um melhor detalhe dos materiais usados para esse ensaio pode ser encontrado na norma
(DNER- ME 256/94, 1994).
A partir dos ensaios de sucção capilar e erodibilidade especifica se estabelece relação pi/s, onde
os autores (Nogami e Villibor) identificaram os solos erodíveis quando esta relação for superior
a 52. O critério tem sido utilização em vários trabalhos (Alcântara (1997); Bastos et al. (2002);
Higashi e Spricigo (2003); Higashi et al. (2004); Higashi (2006) Meirelles e Dias (2004) ) apud
(Grando et al., 2009). Mostrando ser essa metodologia boa para a identificação de solos
erodíveis. Em 1995 esse mesmo critério foi proposto pelos autores graficamente e é mostrado
na Figura. 2.13
40
Vertamatti & Araújo, (1990) propuseram um critério de erodibilidade baseado sempre na
metodologia MCT e adicionando a curva de sucção (caracterizada pelo método de curva de
retenção da agua) em 1998 aperfeiçoam a sua proposta com o ábaco de erodibilidade de solos
tropicais.
Os autores baseiam seu critério em dois fatores aos quais chamaram de fator genético sendo
considerado mediante a caracterização por “Miniatura de Compactação para solos Tropicais-
Modificado” MCT-M e o fator de retenção da água considerado com base nas curvas de sucção
avaliadas mediante pastilhas cortadas de corpos de prova compactados.
O ábaco proposto pelos Vertamatti & Araújo, (1995, 1998) e utilizados nesta pesquisa tem
como valores de entrada os parâmetros (100 tanϴ) e (100 e’). Onde (ϴ) represente o gradiente
obtido da curva de sucção no trecho correspondente as sucções de 0 para 10 kPa. E (e’) é aquele
que utilizado para a classificação na metodologia MCT-M, relacionado à sua vez com perda de
imersão (e’= [Pi/100 + 20/d]). Na Figura. 2.14, se apresenta o ábaco de erodibilidade onde pode
ser visualizado a divisão de três faixas. A faixa I: de solos pouco erodíveis; faixa II: de solos
medianamente erodíveis; e por último a faixa III: solos muito erodíveis.
Figura 2.13 Apresentação gráfica de Nogami &Villibor (Modificada-Nogami & Villibor, 1995)
41
Figura 2.14 Ábaco de erodibilidade (Vertamatti & Araújo, 1998
2.2.10.4 ENSAIO DE INDERBITZEN PARA AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE
Nesta pesquisa são abordadas duas metodologias de avaliação a erodibilidade (susceptibilidade
a erosão). O ensaio Inderbitzen que avalia a perda de solo em uma área superficial e o método
clássico de avaliação de fator de erodibilidade parte da USLE (Universal Soil Loss Equation) a
partir do nomograma de Wischmeier & Smith, (1978) que será apresentado na secção 2.2.10.5.
O ensaio de Inderbitzen data desde os anos sessenta com a proposta de Inderbitzen (1961) apud
Facio, (1991) de criar um ensaio que pudera determinar em laboratório a quantidade de solo
erodido em uma amostra, quando submetida a uma determinada tensão cisalhante hidráulica
proporcionada por um fluxo de água.
O ensaio introduzido no Brasil no âmbito geotécnico como ensaio de erodibilidade e o esboço
do aparelho foi enviado pelo LNEC na década dos setentas, para um estudo do IPR onde foram
realizados ensaios em solos de alteração de gnaisse de taludes da Via Dutra. O ensaio ressurgiu na
década dos noventas com a proposta de Facio, (1991) apud (Bastos et al., 2000).
42
O ensaio em geral consiste da simulação de escoamento superficial em um corpo de prova
indeformado ou compactado, que deverá ser colocado num aparelho contendo uma rampa
inclinada. A inclinação da rampa simulará as condições de declividade em campo ou estado
crítico de destacamento de partículas de solo na superfície de um terreno. A simulação do
escoamento superficial no ensaio é dada por água regulada por um rotâmetro que mede a vazão
desejada.
O aparelho Inderbitzen construído pela NOVACAP em associação com a Universidade de
Brasília UnB consiste de um sistema de abastecimento de água regulado por um rotâmetro, um
reservatório de água, um sistema de três rampas que podem ser também reguladas para 5, 10,
20, 40 e 60 graus de inclinação, as rampas tem um orifício onde são colocadas mediante um
sistema de rosqueado, os tubos das amostras e por último contem três caixas coletoras da vazão
escoada. Detalhes desse aparelho, condições do corpo de prova e metodologia do ensaio poderá
ser consultado no trabalho de Fácio (1991).
Embora a proposta de Fácio (1991) tenha sido bem projetada, Santos (1997) visando melhorar
a qualidade dos resultados obtidos, realizou algumas modificações no aparelho e na
metodologia proposta por Fácio.
Santos, reduziu a largura da rampa para 100 milímetros, assegurando que todo o fluxo da água
gerado corresse unicamente sobre a amostra e não ao seu lado, devido a essa redução foi
também proporcionalmente reduzida a vazão para 17,5 ml /s sem alteração das condições do
ensaio propostas por Fácio (embebimento de 15 min, ver detalhe em Fácio, (1991)).
O tempo de ensaio foi aumentado para 30 min visando caracterizar o comportamento da curva
perda de solo versus tempo. O material carregado pelo fluxo foi coletado em peneiras com
0,0074 mm de abertura (#200), sendo depois secado em estufa. Jesus (2013) considerou o tempo
de ensaio de 30 minutos com seis ciclos de 5 minutos cada um, visando assim, melhorar a
caracterização da curva de perda de solo versus tempo. Em cada ciclo a amostra era novamente
nivelada à rampa e o material erodido era coletado em um jogo de peneiras de número (#40,
#100 e #200) dispostas a partir da superior nessa sequência.
O material retido em cada peneira foi colocado em cápsulas individualizadas e levadas para
estufa para posterior pesagem. Não foi feito nenhum tratamento quantitativo do material
passante na # 200.
43
Bastos (2004) considerou um tratamento para a coleta do material passante na #200, que
consistiu na medição indireta de sedimentos, a partir de uma amostra representativa da mistura
de água com finos, obtida com um recipiente após cuidadosa homogeneização.
Os resultados obtidos do ensaio são representados em uma curva que pode expressar a
quantidade de solo da amostra erodida em (g/cm2) ou também com o conhecimento da massa
especifica pode ser expressa em espessura erodida em (cm) versus o tempo de evolução do
ensaio, na Figura. 2.15. Esses dados podem ser processados para a obtenção da taxa de
erodibilidade (K) expressa em (g/cm2/min/Pa).
O cálculo da taxa de erosão acumulada é realizado a partir da perda de solo expressa
(g/cm2/min) (onde o tempo adequado do solo para o cálculo desse termo é aquele que registre
a maior quantidade de solo erodido, (Santos, 1997)) divido pela tensão cisalhante hidráulica τh
em (Pa) atuante no ensaio (ver detalhe de cálculo da tensão cisalhante hidráulica no trabalho de
(Bastos, 2004)).
Figura 2.15 Curva típica de perda de solo acumulada (Bastos, 2004)
O ensaio de Inderbitzen tem sido utilizado em diferentes pesquisas (Bastos et al., (2000); Silva
et al., (2009); Silva, (2009); Grando et al., (2009); Nacinovic, (2009); Storgatto et al., (2010);
Jesus, (2013); Silva et al., (n.d.)) sendo que os resultados apresentados têm demostrados que
representam bem as condições de campo observadas em campo.
44
2.2.10.5 PREVISÃO DE TAXA DE ERODIBILIDADE COM O NOMOGRAMA DE
WISCHMEIER
A susceptibilidade a erodibilidade pode ser avaliada a partir do fator de erodibilidade (K) que
pode ser avaliado mediante o nomograma desenvolvido por Wischmeier et al., (1971) , que foi
criado como uma solução pratica para a previsão deste parâmetro que forma parte da equação
universal de perda de solos (USLE) a qual apresenta múltiplas variáveis que mesmo sendo
estatística e tecnicamente validavas resultavam muito complexa para os profissionais de campo
(Fernádez & Santos, 1980).
O nomograma apresentado na Figura. 2.16, estima o fator K (em t.h/(MJ.mm)) relacionando
cinco parâmetros do solo que são: 1) teores de silte + areia muito fina, 2) areia 3) matéria
orgânica, 4) permeabilidade e 5) estrutura. Os últimos dois podem ser obtidos por observações
de campo sem necessariamente a realização de ensaios.
Figura 2.16 Nomograma de Wischmeier (1971) apud (Bastos, 2004)
45
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo será apresentada com detalhe as metodologias e materiais usados nesta pesquisa,
destacando o trabalho realizado em três etapas principais a primeira que consistiu numa análise
geoespacializado relacionando um cadastro de erosões com fatores que interferem na sua
formação, a segunda em visitas de campo para reconhecimento da área com coleta das amostras
e ensaios de caracterização geotécnica e mineralógica e, uma terceira etapa de estudo de
erodibilidade dos solos das áreas com processos erosivos.
3.1 ETAPA I: ESTUDOS PRELIMINARES
As atividades do planejamento do trabalho de campo basearam-se na análise prévia da área de
estudo para fazer assim o trabalho de campo mais objetivo, para isso foram coletados dados já
existentes da bacia e disponibilizados pela equipe de pesquisa da Universidade Federal de Goiás
(UFG) consistindo de um registro de erosões cadastradas mediante fotointerpretação de
imagens de satélites (interpretação de feições de processos erosivos lineares e laminares)
disponíveis no Google Earth e um conjunto de cartas (imagens PNG) temáticas geradas com
cartas base na escala 1:100.000.
Para analisar o cadastro de erosões em conjunto com as cartas temáticas foi preciso fazer um
trabalho de georreferenciamento para poder se ter uma melhor geoespacialização com respeito
a seus atributos físicos.
O georreferenciamento foi realizado mediante imagens satélites LANSAT 8 disponíveis no site
da USGS. Essas Imagens foram tratadas primeiramente com um trabalho de ré- projeção de
hemisfério norte para o sul das suas bandas (B4, B5, B6 e B8 Pancromática) para assim poder
gerar o mosaico a ser utilizado. Depois usaram-se as nove cartas imagens (PNG) da bacia,
disponibilizadas pela UFG tipo de solo, declividade, altitude, uso do solo, densidade de
drenagem, formas de relevo, geologia, erodibilidade e erosividade realizadas por Nascimento
& Romão (2016) as quais foram georreferenciadas com o mosaico obtido do trabalho de
geoprocessamento.
As erosões foram seguidamente geoespacializadas nas cartas já georreferenciadas para poder
analisar as caraterísticas das erosões cadastradas. Isto foi realizado mediante a ferramenta de
Sistema de Informação Geográfica SIG, ARC GIS 10.1. O resultado desta análise será
apresentado como parte do Capítulo 4.
46
Tendo estudado e analisado as erosões e área do reservatório que iria ser visitado, se definiram
as atividades a ser executadas que consistiriam em duas visitas de campo; a primeira visita
(Etapa II), com o propósito de fazer um reconhecimento visual da área e de coleta de amostra
deformada para ensaios de caraterização geotécnica e mineralógica do solo em pontos onde
existiam erosões desenvolvidas e de interesse para a pesquisa.
A segunda visita (Etapa III) com o propósito de fazer uma coleta de amostras indeformadas
para ensaios específicos de avaliação de erodibilidade do solo.
3.2 ETAPA II: ESTUDOS DE RECONHECIMENTO
Nesta etapa foi feito o primeiro trabalho de campo (Outubro 2014), onde foram selecionados
os locais para o estudo detalhado e coletadas de amostras para a caracterização geotécnica e
mineralógica a ser realizada na pesquisa. No capítulo 4 será apresentada a descrição desses
locais junto com os resultados dos ensaios realizados com amostras coletadas nessa visita.
Os trabalhos de reconhecimento foram realizados com a finalidade de fazer um reconhecimento
de campo e conferir aquilo que foi observado nas análises realizadas nos estudos preliminares
e fazer coleta de amostras de solo em pontos de interesse para a pesquisa. Selecionou-se pontos
de interesse naquelas áreas localizadas nas margens do reservatório que apresentavam
processos de degradação avançada e que pudessem ter indícios de evolução recente.
O trabalho consistiu em percorrer a área delimitada seguindo como guia o histórico de 19
(dezenove) erosões (resultado da delimitação de área da bacia realizada nos estudos
preliminares). A área foi então dividida em duas áreas; área de reconhecimento norte e área de
reconhecimento sul. A seguir na Figura. 3.1 se mostra a área delimitada de estudo destacando
os percursos empreendidos para a área de reconhecimento norte e sul.
Na área de reconhecimento norte percorreu-se em barco para assim, poder observar as
características das margens do reservatório sendo a visita realizada no início do período
chuvoso da área (outubro 2014) destaca-se que o reservatório se encontrava 7m abaixo da cota
máxima de enchimento (800m) pelo que se deu para notar com mais destaques se existiam
processos erosivos recentemente evoluídos.
47
Figura 3.1 Áreas de Reconhecimento para visita de campo
Observou-se nesta área sulcos e ravinas presentes, junto com alguns movimentos de massa, o
tipo de solo confirmou-se ser do tipo Cambissolo mais também ocorriam do tipo Latossolo
Vermelho, o relevo observado nesta área variou de divergente-convexo a convergente-convexo
afastando-se um pouco da análise prévia realizada nos estudos preliminares. Observou-se que
a área está altamente modificada para uso de cultivos de soja, milho e, eucalipto.
Na margem esquerda puderam ser observadas áreas de reserva enquanto que na margem direita
encontrou se áreas com linha de drenagem bem definidas e áreas com plantios. Nesta área se
observou áreas visivelmente alagadas pelo reservatório.
A área de reconhecimento sul foi uma área já influenciada pelo enchimento do reservatório.
Nessa área, várias das erosões existentes tinham sido alagadas principalmente aquelas mais
próximas a barragem. O tipo de solo observado nesta área foi do tipo Cambissolo, área com alta
ação antrópica principalmente com plantios de soja. Pode-se notar que várias erosões existentes
perto das margens do reservatório tinham sido tratadas por proprietários das áreas, com
pequenos barramentos para deter a evolução das erosões.
48
Nas Figura. 3.2; Figura. 3.3; Figura. 3.4; e Figura. 3.5 se mostra imagens da área de
reconhecimento norte onde poderão ser notadas as formas do relevo encontrado, movimentos
de massa e imagens de reconhecimento sul onde poderá ser notado o tipo de solo Cambissolo
encontrado evidência de áreas antrópizada, respectivamente. No Apêndice A poderão ser
encontradas mais imagens das áreas de reconhecimento estudadas nesta pesquisa.
Figura 3.2 Reconhecimento de área Norte, Margem
direito, encosta convergente –convexa.
Figura 3.3 Reconhecimento de área Norte, Margem
direito, Movimento de massa
Figura 3.4 Reconhecimento de área Sul, Área de
erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo.
Figura 3.5 Reconhecimento de área Sul, área de
grande extensão antrópizada.
Simultaneamente ao reconhecimento das áreas norte e sul da primeira vista foram definidos
cinco locais de estudo de interesse para a pesquisa. Três desses foram locais aos quais deu-se
seguimento ao cadastro do estudo preliminar e dois sendo pontos que chamaram o interesse
durante o reconhecimento de campo. Os pontos que se consideraram de interesse foram aquelas
erosões que se apresentavam nas margens, evidenciando recentes movimentos de massa,
marcas de batimento de ondas no perfil da encosta e agua turbulenta por suspensão de
sedimentos na água. Na Figura. 3.6 apresenta-se a área da bacia de Batalha delimitada com a
locação dos locais T1, T2, T3, T4 e T5 que foram estudados nesta pesquisa
49
Figura 3.6 Área delimitada de estudo, localização de pontos de estudo
Definidos os pontos de estudo para a pesquisa fizeram-se as coletas de amostras. A primeira
coleta de amostras deformadas realizada neste primeiro trabalho de campo, foi destinada para
os ensaios de caracterização geotécnica e mineralógica. Em campo foi calculada a massa
especifica aparente úmida, a partir da relação massa / volume obtida das amostras indeformadas
moldadas em campo com amostradores de 50mm de diâmetro e 20mm de altura, Figura. 3.7.
Essas amostras foram levadas para o laboratório onde foi determinada a umidade, para depois
calcular a massa especifica aparente seca.
Além de fazer coletas de amostras deformadas se fizeram análises do pH da água em dois pontos
o primeiro sendo dentro do leito do rio e o segundo na borda do reservatório. Essas analises
foram realizados com o multiparâmetro modelo: HANNA hi 9829 que permite medir o pH e
temperatura da água.
50
Figura 3.7 Amostradores e Balança utilizada para massa especifica em campo
Com o objetivo de entender o comportamento mecânico e de evolução dos processos erosivos
nos pontos de interesse, se estabeleceram duas coletas de amostras para cada ponto de estudo o
primeiro sendo na parte superficial e o segundo a uma profundidade (de 3m aproximadamente)
que pudessem mostrar uma diferença na estratigrafia ou pedologia com respeito a camada
superficial.
Os ensaios laboratoriais foram efetuados na Universidade de Brasília, no Laboratório de
Geotécnia no prédio da Engenharia Civil sendo que a análise da mineralogia que foi realizada
no Laboratório de Difratometria de Raios-X do IG-UnB. Consistiram na realização de ensaios
de caracterização geotécnica e mineralógica em amostras deformadas coletadas na primeira
visita de campo. A Tabela 3.1 se apresenta o resumo dos ensaios executados nesta Etapa.
Tabela 3.1. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa II
A identificação para cada erosão estudada é denominada ¨S¨ quando corresponde a parte
superficial e ¨P¨ quando corresponde a parte profunda da área estudada, essas siglas são
precedidas pelas siglas T1, T2, T3, T4 e T5 cada uma delas correspondentes aos locais
estudados e identificados previamente na Figura 3.6.
51
Nos ensaios de caraterização geotécnica a granulometria foi realizada mediante duas
metodologias: granulometria a laser por difração de raio laser sem aplicação do ultrassom que
foram realizadas com o equipamento Microtrac S3500 do Laboratório de Geotécnica da UnB
sob duas condições com amostra na umidade natural de coleta de campo e com amostra com
secagem ao ar, isto foi para poder verificar se existia alguma diferença que pudesse ser de
relevância.
O granulômetro a laser mostrado na Figura. 3.8 analisa o tamanho das partículas mediante três
diodos de raio laser vermelho colocados de justamente para caracterizar o tamanho dos grãos
de modo preciso. Mede partículas na faixa de 0,02 a 2800 µm. A segunda metodologia para
análise da granulometria foi a convencional com sedimentação e peneiramento, mostrados nas
Figura. 3.9;utilizando a norma 7181 (ABNT, 1984a).
Figura 3.8 Granulometro Laser Microtac S3500l Figura 3.9 Amostras durante o ensaio de sedimentação
Realizados os ensaios de Granulometria por sedimentação foi calculado o grau de dispersão do
solo ensaiado, seguindo a norma NBR-13602 ABNT (1996) de avaliação da dispersibilidade
de solos argilosos pelo ensaio SCS (Soil Conservation Service), que mede a tendência
dispersiva de argilas considerando solo susceptível á dispersibilidade se seu grau de dispersão
é maior que 40%, Matheus (2006). O cálculo é realizado mediante a formula (3.1) apresentada
a seguir:
Porcentagem de dispersão (%) = (𝐴
𝐵) × 100 (3.1)
Onde (A) representa a fração de finos obtida sem defloculação e (B) a fração de finos obtida
com defloculação. A fração de finos considerada para o cálculo nesta pesquisa foi a da fração
argila apresentada a Tabela 4.3 apresentada no capítulo 4.
52
Na Figura 3.10 e Figura 3.11 se mostra o exemplo do material separado por fração após ser
ensaiado, onde pode ser observado uma leve variação de cor nas frações retidas na #100 e na
#200 para ambas condições (com e sem defloculante). Podendo ser resultado da presença de
caulinita (no caso do material na condição com defloculante) e a presença de outros minerais
como ilita e quartzo (na condição sem defloculante partículas que ainda podem não ter
defloculado). A determinação da umidade natural e higroscópica foi realizada seguido a norma
da norma ABNT, (1986) de determinação do teor de umidade de solos.
Figura 3.10 Amostra T2-P. Material separado por
fração após ensaio com defloculante
Figura 3.11 Amostra T2-P. Material separado por
fração após ensaio sem defloculante
A determinação da massa especifica dos grãos foi feito utilizando o equipamento Pentapyc
5200e do Laboratório de Geotécnica da UnB que pode ser visto na Figura 3.12. Já foi
comprovado por pesquisas anteriores como a de Gómez, (2013) que não há muita diferença
entre o valor obtido por este equipamento e os obtidos com a aplicação da NBR 6508/84
(ABNT, 1984b). O pentapicnometro funciona com o princípio de Arquimedes e a Lei de Boyle,
sendo que usa gás para penetrar com maior acurácia nos poros finos dos materiais permitindo
assim um melhor desempenho para a determinação da densidade e o volume verdadeiro dos
materiais sólidos.
Os limites de consistência (limites de Attemberg) foram realizados seguindo o procedimento
da norma NBR 7180/1984 (ABNT, 1984c) para o limite de plasticidade e a NBR 6459/1984
(ABNT, 1984d) para o limite de liquidez determinado graficamente usado o método de
Casagrande. Destaca-se que deste ensaio se apresenta também uma avalição do gradiente da
curva de fluidez com o intuito de estabelecer se existem diferenças em seus valores ou se tem
relação com valor aproximado estudado no Capítulo 2.
53
Figura 3.12 Pentapicnometro
A partir desses ensaios básicos de caracterização e da obtenção da massa especifica natural em
campo foram determinados os seguintes índices físicos com as seguintes equações:
Massa especifica aparente seca 𝜌𝑑 = 𝜌𝑛
1+𝑤𝑛 (3.2)
Índice de vazios 𝑒 =𝜌𝑠
𝜌𝑑− 1 (3.3)
Porosidade 𝑛 =𝑒
1+𝑒∗ 100 (3.4)
Saturação 𝑆𝑟 =𝜌𝑠∗𝑤𝑛
𝑒∗𝜌𝑤 onde- 𝜌𝑤 -é a massa especifica do água. (3.5)
Índice de atividade de Skempton-, 𝐴 =𝐼𝑝
% 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑒 2 𝜇𝑚 (3.6)
Adicionalmente foram calculados os coeficientes de curvatura, uniformidade, e diâmetros
efetivos D10, D30 e D60 que são apresentados no Apêndice D deste documento. A classificação
do solo foi realizada seguindo a metodologia ASTM, D 2487 (1987) (Classificação Unificada).
Além se determinou a cor especifica do solo mediante a carta de cores de Munsell.
Para o ensaio por difratometria de raios X (DRX) a preparação das amostras consistiu de duas
etapas; aquelas que foram analisadas para a identificação de minerais das frações silte e areia
(se referindo a fração que passa na #200 a qual em geotécnia é chamada de fração de finos e
constituída de silte e argila) e aquelas obtidas por centrifugação que corresponde a fração argila
e foram analisadas para a identificação de argilominerais.
54
Para a primeira análise, isto é, da fracção que passa na #200, se utilizou o método do pó não
orientado. Se colocou a amostra para secagem ao ar até chegar à umidade hidroscópica, foi
cuidadosamente destorroada em almofariz com mão de graal coberta com borracha para não
quebrar a estrutura dos minerais, depois, foi passada pela peneira de malha #200, para fazer a
montagem da lâmina de vidro escavada, pressionando a amostra com auxílio de outra lâmina
de vidro. Na Figura.3.14 se pode ver as laminas montadas.
A análise da fração argila foi realizada pela separação das partículas por dispersão em água
destilada seguida pela decantação. Obedecendo a lei de Stokes é possível permite determinar o
tempo de coleta de frações granulométricas definidas segundo o raio das partículas e a
velocidade de decantação
A partir dessa premissa, se utilizou a centrifugação para aumentar a velocidade de
sedimentação. A centrifugação da amostra foi realizada a 750 rpm por 7 min, para assim separar
a fracção silte e o material em suspensão é transferido em um novo tubo e centrifugado
novamente só que desta vez a velocidade de 3000 rpm por 30min o que faz decantar a argila.
A fracção argila resultante deste processo foi colocada em duas lâminas cuja preparação foi
orientada usando a técnica do esfregaço, posteriormente foram analisadas por difração de raios
X. Depois foram solvatadas com etileno glicol sob vácuo por um período de 12 horas e
aquecidas a 490 °C por 3 horas, e analisadas novamente mediante DRX, isto com a intenção de
identificar minerais que têm distancias interplanares de 14 Å, assim como de minerais
interestratificados.
Na Figura. 3.13, Figura 3.15, Figura 3.16, Figura 3.17, consegue-se ver imagens do processo
de preparação descrito. As análises foram realizadas no laboratório de difratometria de raios X
do Instituto de Geociências da Universidade de Brasília, no difratômetro RIGAKU- ULTMA
IV, operado com tubo de cobre e filtro de níquel, sob 30 kV e 15 mA. Para as análises utilizou-
se uma velocidade de varredura de 2° /min com passos de 0,05 °. (Figura. 3.18).
Para a identificação dos minerais se realizou primeiramente com o software JADE 9.0 da MDI,
as rotinas de busca automática de picos e pesquisa de possíveis minerais no banco de dados
mineralógicos do International Centre for Diffraction Data (ICDD).
55
Figura 3.13 Preparação fracção areia
e silte
Figura 3.14 Lâminas de
vidro escavadas
Figura 3.15 Colocação de amostras
no processo de centrifugação.
Figura 3.16 Amostra após primeira
centrifugação.
Figura 3.17 Fracção argila já colocada
em lâminas.
Figura 3.18
Difratômetro RIGAKU-
ULTMA IV
Com base nos resultados dos difratogramas de raio X e a observação da intensidade dos picos
e presença dos minerais identificados nos diferentes processos de preparação foi possível se
fazer uma avaliação qualitativa- numérica que será apresentada no capítulo 4 de analises de
resultados.
3.3 ETAPA III: ESTUDO DE ERODIBILIDADE
Nesta etapa foi realizada a segunda visita de campo destinada para a coleta de amostras
indeformadas para ensaios específicos de avaliação de erodibilidade (Outubro 2015). Para ela
foi preciso ter definidos os ensaios que iriam ser feitos para a avaliação do solo. Da revisão
bibliográfica se compreendeu a utilidade e importância de alguns ensaios que permitem avaliar
direta e indiretamente o grau de erodibilidade do solo.
56
Os ensaios escolhidos para isso foram; 1) obtenção da curva característica mediante o WP4C
para avaliação do comportamento hidráulico, 2) avaliação indireta: mediante os ensaios de
desagregação furo de agulha e critério de erodibilidade pelo critério MCT (mediante os ensaios
de sucção capilar e perda de massa por imersão) e 3) avalição direta; mediante o ensaio de
Inderbitzen. As coletas de amostras para esses ensaios foram feitas na condição indeformada
por motivo de tempo, espaço e também praticidade da pesquisa, assim se optou por
confeccionar amostradores que cumprissem com as características para cada ensaio.
Os amostradores confeccionados para a coleta consistiram em tubos de PVC de espessura
grossa (5mm) isto com a intenção de garantir um risco menor de fratura ou deformação da
amostra moldada no momento de ser armazenada na caixa de isopor em campo. No caso dos
tubos de PVC para os ensaios de desagregação e para o ensaio de avaliação de erodibilidade
MCT, foram biselados um extremo do amostrador para facilitar e aliviar as tensões inicias que
se apresentam no início da moldagem.
No caso dos amostradores para os ensaios Inderbitzen foi feita rosca no PVC para depois poder
ser colocados na rampa do aparelho descrito no capítulo 2. Os amostradores do ensaio do furo
de agulha, foram confeccionados em tubo de acrílico segundo as especificações da norma do
ensaio. Na Figura. 3.19 a Figura.3.22 se apresentam os amostradores confeccionados para a
coleta de amostras indeformadas.
Figura 3.19 Amostradores para coleta de amostras
indeformadas do ensaio Inderbitzen
Figura 3.20 Amostradores para coleta de amostras
indeformadas do ensaio desagregação
Figura 3.21 Amostradores para coleta de amostras
indeformadas do ensaio furo de agulha
Figura 3.22 Amostradores para coleta de amostras
indeformadas do ensaio para avalição de erodibilidade
pelo critério MCT
57
Destaca-se que nesta etapa, na coleta, ao se estudar a erosão T1 se fez uma nova identificação
de material, abaixo da camada de solo superficial a qual consiste de um saprólito formado pela
mistura de um material de cor cinza e outro amarelo com camadas intercaladas que variam de
poucos centímetros a decímetros, tendo o material de cor cinza uma consistência rígida e forma
laminar e o material de cor amarelo tendo textura sedosa, aspecto homogêneo com algumas
manchas vermelhas e consistência mole, ver Figura 3.23 e Figura 3.24.
Uma vez que as coletas das amostras indeformadas para realização dos ensaios não permitirem
a obtenção de amostras isoladas desses materiais, foi feita uma coleta especifica de cada um
desses materiais para ensaios de caracterização e DRX no intuído de melhor entender o processo
erosivo ali instalado.
Figura 3.23 Material cor cinza em camada profunda
ponto T1
Figura 3.24. Material cor amarelo em camada
profunda ponto T1
No Apêndice B se apresenta parte de um registro fotográfico das campanhas de coleta descritas
anteriormente.
Os ensaios nesta etapa tiveram como premissa executar ensaios que permitissem avaliar
indiretamente e diretamente o grau de erodibilidade dos solos em estudo. Para isso foram
escolhidos os ensaios para a obtenção de curva caraterística mediante psicrômetro WP4C,
erodibilidade pela metodologia MCT, furo de agulha, desagregação e erodibilidade Inderbitzen.
Apresenta-se na Tabela. 3.2 o resumo dos ensaios realizados.
Destaca-se que os ensaios foram executados no Laboratório de Geotecnia da Universidade de
Brasília a exceção da mineralogia das amostras T1-P matéria cinza e amarelo que foram
executados nos laboratórios de FURNAS S.A
58
Tabela 3.2. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa III
* Escolheram-se só os pontos superficiais para os ensaios Inderbitzen já que ele e propostos como ensaio de avalição de erosão
superficial.
** Não se conseguiu coletar amostra indeformada nestes pontos
Destaca-se que nos ensaios de sucção capilar que forma parte do critério de erodibilidade MCT
desta etapa, logo que eles foram secos por 72h foram novamente ensaiados a sucção. A seguir
serão descritas as metodologias usadas para os ensaios de avaliação de erodibilidade do solo
direta e indireta, mediante ensaios de avaliação por critério MCT, comportamento hidráulico
do solo a partir da curva de retenção, furo de agulha, desagregação e Inderbitzen.
Para cada ensaio desta etapa foram realizados: umidade natural obtida do solo retirado no
momento de preparação das amostras; massa especifica natural obtida da relação massa-volume
correspondente a cada amostrador de ensaio; e sucessivamente foram calculados os índices
físicos das condições de início mediante as equações: Eq. (3.2), Eq. (3.3), Eq. (3.4), Eq. (3.5) e
Eq. (3.6) mostradas na secção 3.2
A preparação geral das amostras para cada ensaio consistiu em tirar cuidadosamente o solo
excedente que ficou no amostrador da coleta realizada em campo e deixar pronto o amostrador
com o solo indeformado para só então colocar nos diferentes equipamentos e aparelhos dos
ensaios propostos. Em alguns casos (T2, T4) foi preciso moldar os corpos de prova no
laboratório a partir de pequenos blocos de solo coletados em campo, isto, devido a condição
delicada do solo no campo que não permitiu moldar os corpos de prova nos amostradores
confeccionados. Na Figura. 3.25, se apresenta um exemplo desta preparação para o ensaio de
avaliação de erodibilidade por critério MCT.
59
O ensaio de avaliação direta de erodibilidade mediante o critério MCT como foi estudado
previamente na revisão bibliográfica é um ensaio que deve ser realizado mediante dois testes
que separadamente levam ao cálculo de um coeficiente de erodibilidade (E). Esse coeficiente é
calculado com a equação (3.7).
𝐸 =𝑝𝑖
𝑠 (3.7)
O ensaio foi desenvolvido seguindo a proposta de Nogami & Villibor, (1979), usando as
dimensões descritas por Bastos, (2004) ver no capítulo 2. Onde “pi” representa a porcentagem
de perda de massa por imersão calculado com base na formula descrita na norma DNER -ME
256/94, (1994) e onde “s” representa o coeficiente de sorção ou sucção capilar do água
calculado a partir da metodologia MCT com a norma DNER-ME 194/88, (1988).
Esses ensaios foram realizados sob duas condições a primeira com umidade natural de coleta
de campo e a segunda com um período de secagem de 72 horas. No Capítulo 4 se apresentam
os resultados obtidos destes ensaios sendo avaliados na Tabela. 4.21 aqueles coeficientes de
sucção capilar obtidos da maior e também da menor inclinação da curva V/A vs √𝑡 explicada
previamente no Capítulo 2, e apresentadas também como parte dos resultados. Na Figura. 3.26
e Figura. 3.27, apresentam-se imagens dos ensaios de perda de massa por imersão e sucção
capilar d´água respectivamente. No Apêndice E registro fotográfico desse ensaio.
Figura 3.25 Preparação de amostra para ensaio de MCT (exemplo geral).
Figura 3.26 Ensaio de Perda de
Massa por Imersão.
Figura 3.27 Ensaio de coeficiente de sucção capilar.
60
Para a obtenção dos pontos da curva de retenção o ensaio foi realizado mediante o Psicrômetro
(WP4C). As dimensões da amostra são de aproximadamente 37mm de diâmetro com altura de
5 -7 mm, estas foram moldadas no laboratório a partir do solo indeformado excedente das
amostras coletadas para o ensaio de desagregação e para a obtenção dos valores da curva as
amostras foram submetidas a processos de secagem e molhagem com intervalos de 12 horas
para sua homogeneização. Na Figura. 3.28 e Figura. 3.29 se apresenta imagens do processo de
preparação da amostra e do dispositivo WP4C. O ajuste da curva de retenção foi realizado pela
metodologia proposta por Van Genuchten, (1980).
Figura 3.28 Preparação de amostra a partir do solo excedente.
Figura 3.29 Psicrômetro WP4C
Para a montagem do aparelho, materiais e do processo de execução do ensaio de furo de agulha
foram utilizadas como guias as normas NBR 14114 (1998); ASTM D 4647 (1998) e o trabalho
realizado por Matheus (2006) A metodologia do ensaio foi adicionada a proposta realizada por
Santos (1997), e além disso o ensaio foi realizado sob duas condições de estudo na condição de
umidade de coleta de campo natural (não saturada) e na condição saturada, onde se fez uma
saturação por ascensão capilar de 20 horas para cada amostra estudada.
No Capítulo 4 se apresenta um analise a partir dos resultados obtidos deste ensaio, onde se
estuda a tendência da condutividade hidráulica nas amostras com base na Lei de Darcy,
proposta estudada no Capítulo 2. No Apêndice F se apresenta um registro fotográfico da
montagem da amostra junto com os materiais, execução e evolução do ensaio.
61
O ensaio de desagregação foi realizado incialmente com a metodologia proposta no trabalho de
Santos, (1997) onde se estudam dois corpos de prova dos quais um deles é submetido a imersão
total em água destilada dentro de recipientes plásticos acompanhando-se o processo de
desagregação por um período de 24 horas e outro corpo é submetido a imersão parcial tal como
explicado com mais detalhe no Capítulo 2.
Da coleta de amostras se moldaram dois corpos de prova em amostradores com dimensões de
10 cm de diâmetro e 6 cm de altura. As amostras foram extraídas cuidadosamente dos
amostradores, e talhadas até a altura de 5 cm segundo a proposta de Bastos (2004). Embora ter
tido o planejamento das coletas com amostradores confeccionados especificamente para esse
ensaio, no caso do ponto T4 se precisou fazer coleta de um bloco pequeno de solo para depois
moldar cuidadosamente no laboratório o corpo de prova nas dimensões segundo a proposta de
Santos (1997) com cubos de 6cm de aresta.
Na analises de resultados se apresentam as Tabela. 4.9 até Tabela. 4.16 com o resumo da
evolução do ensaio nas duas condições estudadas. Com a intenção de conhecer mais sobre a
amostra ensaiada. Após ensaiado os corpos de prova foi realizada a granulometria do material
desagregado apenas por peneiramento procedendo com a norma ABNT 7181 (1984a). Isto foi
possível transferindo o solo que ficou desagregado dos recipientes plásticos a bandejas
metálicas e colocando-os para a secagem ao ar. Se destaca que a umidade hidroscópica utilizada
para o cálculo da massa total seca foi a obtida dos ensaios realizados da etapa II de
reconhecimento de campo. Essas granulometrias são apresentadas no Apêndice G
conjuntamente com algumas imagens extra da evolução do ensaio.
O ensaio Inderbitzen foi realizado com o aparelho confeccionado da proposta de Facio (1991)
onde poderão ser encontrados mais detalhes sobre as suas dimensões e construção desta versão.
Nesta pesquisa foi utilizado só uma das rampas do aparelho para poder obter uma melhor
observação da amostra e uma melhor manipulação dos recipientes no momento da coleta do
solo erodido no ensaio.
Fizeram-se algumas modificações para melhorar a uniformidade do fluxo, segundo a proposta
de Santos (1997), comentado previamente. Para a execução do ensaio foi adotada a rampa a
uma inclinação de 10˚, deixando uma vazão constante de 17,5 ml/s seguindo a proposta de
Santos (1997) também utilizada por Jesus (2013).
62
O ensaio foi executado sob duas condições a primeira sendo com a umidade natural e a segunda
com saturação da amostra por ascensão capilar por um tempo de 15 min sendo embebida em
água destilada.
As amostras tiveram uma preparação geral descrita no início da secção, com dimensões de 10
cm de diâmetro por 10 cm de altura. Os amostradores confeccionados foram rosqueados para
serem acoplados no aparelho e serve de auxilio em caso de a amostra precisar ser nivelada
durante a execução do ensaio.
O tempo definido para o ensaio foi de 30 min, e a coleta do solo erodido no ensaio se fez nos
minutos 1, 5, 10, 15, 20, 25 e 30. As coletas foram realizadas com as peneiras N˚ 40, 100 e 200,
realizando coleta também do material passante pela peneira #200 seguindo a proposta descrita
no trabalho de Bastos (2004). Essas coletas foram depois transferidas cuidadosamente em
cápsulas de alumínio para depois serem colocadas para secar em estufa e posteriormente serem
pesadas.
Adicionalmente foi realizada a granulometria por peneiramento do material erodido durante o
ensaio com o intuito de definir as dimensões dos grãos que constituem o corpo de prova e
conferir a granulometria suscetível a erosão de cada ponto estudado.
Na Figura. 3.30, e Figura. 3.31 são mostradas imagens do ensaio e coleta do material erodido
respetivamente, no Apêndice H e Apêndice H1 apresentam-se mais imagens do processo de
execução do ensaio assim como também as curvas granulométricas que serão comentadas no
capítulo de análise de resultados.
No capítulo de analises de resultados são também apresentadas uma previsão de erodibilidade
avaliada mediante o nomograma de Wischmeier & Smith (1978) e o ábaco de erodibilidade
para solos tropicais proposto por Vertamatti & Araújo, (1995 e 1998) apud Bastos (2004),
ambas propostas apresentadas na revisão.
Para realizar esta avaliação de previsão por essas propostas foi preciso estabelecer alguns
parâmetros que não foram, avaliados diretamente nesta pesquisa, mas que foram estudados em
pesquisas de áreas degradadas contendo solos Latossolo e Cambissolo considerando assim ter
propriedades mecânicas similares que serviriam para essa previsão.
63
Figura 3.30 Aparelho Inderbitzen
Figura 3.31 Coletas de solo erodido durante ensaio Inderbitzen
No caso da proposta para avaliação no nomograma de Wischmeier os parâmetros considerados
foram: Matéria orgânica por observação em campo e manipulação das amostras dentro do
laboratório (cor, matéria encontrada, etc.). Definiu-se que os solos continham baixo teor de
matéria orgânica; permeabilidade que foi avaliada mediante os valores obtidos das análises
realizadas no ensaio de furo de agulha; estrutura foi avaliada em campo e os valores de silte
mais areia e areia foram avaliadas a partir da granulometria por sedimentação com
defloculante.
No caso da proposta para avaliação com o ábaco de Vertamatti e Araújo (1995;1998) foi preciso
definir a faixa para o cálculo de inclinação da curva de retenção (tan 𝜃) obtidas do ensaio.
Assim ficou definida a faixa de 10 a 50 kPa já que as sucções mais baixas nos pontos de estudos
foram atingidas nessa faixa. Foi também preciso definir o coeficiente d’ isto considerando que
as granulometrias dos solos estudados podem ser consideradas dentre argilas lateríticas a areias
finas argilosas. Segundo Villibor & Alves, (2015) as argilas lateríticas, em geral possuem d’
acima de 20 (kg/m³) /%, ao passo que as argilas não lateríticas não atingem esse valor, ficando
abaixo de 10 (kg/m³)/%, e que as areias puras possuem d’ baixo, ao passo que as areias finas
argilosas podem ter d’ elevado, ultrapassando 100 (kg/m³)/%. Desta forma se definiu o- 𝑑′ =
70 -(kg/m³)/% para após com o coeficiente Pi obtido dos ensaios de perda de massa por imersão,
calcular finalmente o coeficiente e’ exigido e poder entrar no ábaco
64
4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
A seguir, esse Capítulo apresenta todas as análises e resultados realizados dos ensaios nesta
pesquisa. Começando a Etapa I com estudos preliminares as visitas de campo; na etapa II os
locais foram descritos a partir do reconhecimento de campo apresentando os resultados da
caracterização geotécnica e mineralógica executadas e finalmente a etapa III, apresentando os
resultados e analises obtidas dos ensaios de erodibilidade propostos.
4.1 ETAPA I: ANALISES DOS ESTUDOS PRELIMINARES
Mediante fotointerpretação se conseguiu a identificação dos tipos de feições das 43 erosões
listadas na área, sendo que 60% eram do tipo linear e que o restante era do tipo laminar.
Analisaram-se as tendências dessas ocorrências e se observou que 51% ocorrem do lado direito
do rio São Marcos, que pertence ao município de Cristalina no estado de Goiás e 49% do lado
esquerdo que pertence ao município de Paracatu no estado de Minas Gerais. Nas Cartas de
erodibilidade e de erosividade se observou que 35% das erosões cadastradas (43) ocorrem em
áreas onde a erosividade é média alta e alta sendo as demais onde a erosividade e média e baixa.
Quanto a erodibilidade 95% ocorrem em áreas classificadas como muito alta. Na Figura. 4.1
apresenta-se a imagem de parte da Bacia de São Marco onde os pontos em cor amarela
representam a incidência das 43 erosões.
Figura 4.1 Bacia de Batalha com ocorrência de erosões cadastradas Imagem Landsat 8
65
Continuando a análise das demais cartas se observou que 51% das erosões pertencem a unidade
geológica do grupo Paracatu; 47% apresentam-se em áreas com relevos de forma divergente
retilíneo; 44% se desenvolvem em áreas cujas declividades estão entre 4-7 graus; 95% são
encontradas em áreas classificadas como de Cambissolo e 77% das erosões podem ser
encontradas em áreas de uso antrópico. A Figura. 4.2 e Figura. 4.3 apresentam respetivamente
a carta dos tipos de solo e o gráfico obtido após a análise de geoespacialização realizada.
Figura 4.2 Carta imagem de Tipo de Solo Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho
realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.3 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Erosões Totais
%
Tipo de Solo em areas das erosões
Cambisolo
Lat-Ver-Am
66
Na Figura 4.4 até Figura 4.11 se apresenta as análise das informações geoespacializadas
utilizando as cartas adicionais disponibilizadas pela UFG.
Figura 4.4 a. Carta imagem de Uso de Solo Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho
realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.4 b. Ocorrência de erosões vs Uso de solo na Bacia de Batalha
00%
20%
40%
60%
80%
100%
Erosões Totais
%
Uso de Solo em areas das erosões
Cobert. Ant
Cobert. Veg
67
Figura 4.5 a. Carta imagem de Altitude Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho realizado
de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.5 b. Ocorrência de erosões vs Altitude na Bacia de Batalha não se observaram ocorrências de erosões
entre altitudes de 914-968 m.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Erosões Totais
%
Altitude em areas das erosões (m)
764-860
860-914
968-1060
1060-1254
68
Figura 4.6 a. Carta imagem de Declividade Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho
realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.6 b. Ocorrência de erosões vs Declividade na Bacia de Batalha
0%
10%
20%
30%
40%
50%
Erosões Totais
%
Declividade em areas das erosões (Graus)
0-4
4-7
7-12
12-19
69
Figura 4.7 a. Carta imagem de Densidade de drenagem Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com
trabalho realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.7 b. Ocorrência de erosões vs Densidade de drenagem na Bacia de Batalha.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
Erosões Totais
%
Densidade de drenagem em areas das erosões (m/km2)
0-28
28-54
54-80
80-109
109-179
70
Figura 4.8 a. Carta imagem de Erodibilidade Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho
realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.8 b. Ocorrência de erosões vs Erodibilidade na Bacia de Batalha
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Erosões Totais
%
Tendência a erodibilidade das erosões
Baixa
Media
Muito Alta
71
Figura 4.9 a. Carta imagem de Erosividade Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho
realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.9 b. Ocorrência de erosões vs Erosividade na Bacia de Batalha
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
Erosões Totais
%
Tendência a erosividade das erosões
Baixa
Média
Média-Alta
Alta
72
Figura 4.10 a. Carta imagem de Formas de vertentes Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com
trabalho realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.10 b. Ocorrência de erosões vs Formas de Relevo na Bacia de Batalha
0%
10%
20%
30%
40%
50%
Erosões Totais
Forma de Relevo em areas das erosões
Converg-Conc
Converg-ret
Diverg-Conv
Diverg-ret
Planar-ret
73
Figura 4.11 a. Carta imagem de Geologia Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho realizado
de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.
Figura 4.11 b. Ocorrência de erosões vs Geologia na Bacia de Batalha
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Erosões Totais
%
Geologia em areas das erosões
Cobert-D-L
Paracatu
Paranoa 3
Paranoa 4
Serra do Ladim
74
Nesta análise se observou que pelo menos 37% das erosões cadastradas eram localizadas fora
das margens do reservatório, área de interesse, e assim se delimitou a área de estudo sendo
definida por um retângulo contendo uma linha reta de 35 km de comprimento seguindo a
direção do leito do rio (38º Sudeste). Na Figura. 4.12 a bacia hidrográfica é apresentada com a
delimitação comentada.
Foi então definida essa área como a área de concentração para o estudo de erosões, sendo que
se encontra mais próxima ao reservatório de Batalha e diretamente influenciada por este.
Figura 4.12 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha
Aplicando a mesma metodologia de análise anterior para a nova área de estudo selecionada se
encontram 44% (19 de 43 erosões) das erosões cadastradas, todas localizadas na margem
esquerda do rio São Marcos (lado pertencente ao município de Paracatu, MG), pertencentes a
áreas da unidade geológica do Grupo Canastra formação de Paracatu. com litologias de quartzo-
sericita-clorita xistos, por vezes carbonosos, onde também são observadas algumas lentes ou
níveis centimétricos a métricos de ortoquartzitos brancos e quartzo-sericita- clorita xisto às
vezes intercalados com xisto carbonoso, quartzito fino ou metassiltito (CPRM, 2003), com solo
de tipo Cambissolo, em áreas de cobertura antrópica, em altitudes variando entre 764-860m, e
zonas classificadas com erodibilidade muito alta.
75
Percebeu-se mediante a técnica de fotointerpretação que 56% das erosões apresentam feições
características de erosões lineares e 44% apresentam feições características de erosões
laminares. A seguir na Figura 4.13; Figura 4.14; Figura 4.15 apresenta-se três gráficos
mostrando a classificação das áreas erosivas, formas de relevo, e declividade observadas
segundo as cartas estudadas e localização das erosões dessa área.
Dos gráficos mostrados na Figura 4.15, vale a pena notar que 89% das erosões formaram-se em
áreas com declividades relativamente baixas (0-7 graus), e áreas com baixa tendência a
erosividade.
Figura 4.13 Ocorrência de erosões vs erosividade na
bacia de Batalha
Figura 4.14 Ocorrência de erosões vs formas de
relevo na bacia de Batalha
Figura 4.15 Ocorrência de erosões vs declividade na bacia de Batalha
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Erosões em area de estudo
Tendência a erosividade das erosões
Baixa
Média
Média-Alta
Alta00%
20%
40%
60%
80%
Erosões em area deestudo
Forma de Relevo em areas das erosões
Converg-Con
Converg-ret
Diverg-Con
Diverg-ret
Planar-ret
00%
20%
40%
60%
80%
Erosões em area de estudo
Declividade em areas das erosões (Graus)
0-4
4-7
7-12
12-19
76
4.2 ETAPA II: RESULTADOS DOS ESTUDOS DE RECONHECIMENTO
A seguir se apresenta a descrição dos locais definidos para o estudo desta pesquisa, como
resultado do trabalho de reconhecimento em campo.
O ponto de estudo T1 encontrado durante o reconhecimento da área norte com coordenadas
UTM, zona 23K X: 254.277m E, Y: 8.101.317 m S, na margem esquerda do rio, trata-se de um
processo erosivo tipo voçoroca com três ramificações, encontrando nos arredores material de
rocha bastante alterada, e dentro do processo erosivo com concreções lateríticas aflorando no
perfil. Além de observar o solo de tipo Latossolo, se observou no perfil indícios de batimento
de ondas, que podem ter agravado o processo erosivo.
Figura 4.16 a. Área T1
Figura 4.16 b. Área T1 Figura 4.16 c. Área T1
77
O ponto T2 forma parte do cadastro estudado na etapa I, e com locação também na área de
reconhecimento norte margem esquerda, com coordenadas UTM, 23K X: 252.199 m E, Y:
8.100.945 m S, processo erosivo de tipo linear, rocha filito, se observou solo Latossolo
vermelho amarelado com camadas mosqueadas, afloramento de rocha na porção montante do
processo erosivo que aparenta evoluir desde suas camadas mais profundas. Observa-se na sua
camada superficial concreções lateríticas, e na camada profunda indícios de solo propenso a
processos de erosão interna (ou piping). A camada profunda apresenta também um material
mosqueado amarelado-branco e se conseguiu identifica a presença de uma família de
descontinuidades preenchidas com um material rochoso branco quartzoso com orientação Sul-
Este.
Figura 4.17 a. Área T2
Figura 4.17 b. Área T2 Figura 4.17 c. Área T2
78
O ponto T3 tratasse de um processo erosivo de tipo linear encontrado durante o reconhecimento
da área norte, na margem esquerda com coordenadas UTM, 23K X: 242.598 m E, Y: 8.087.641
m S, localizada em área de pastagem, observasse alguns indícios de batimento de ondas que
poderiam ser a causa do agravamento do processo erosivo na margem.
Adentrando na erosão observou-se que a evolução era de forma intermitente tendo áreas que
podiam ter se estabilizado naturalmente com as mudanças do relevo ao longo do tempo. A
camada profunda apresenta também um material mosqueado vermelho- amarelado.
Figura 4.18 a. Área T3
Figura 4.18 b. Área T3 Figura 4.18 c. Área T3
79
O ponto T4 definido no reconhecimento da área sul do reservatório, parte do cadastro estudado
na seção 3.1, com coordenadas UTM, 23K X: 240.792 m E, Y: 8.079.905 m S, está localizada
em uma área alagada, produto do aumento do nível de água do reservatório tendo já sido tratada
com barramento de terra mantendo estável a evolução do processo de degradação por erosão.
Observa-se material agregado e laterítico na superfície, de cor rosa intercalado com material
amarelado, granular, tipo de solo Cambissolo, de saprólito de filito, destaque-se que neste ponto
foi encontrado também a presença de descontinuidades de material rochoso quartzoso branco
orientado horizontalmente mais predominante ao encontrar material na superfície com cor rosa
de estrutura laminar.
Figura 4.19 a. Área T4
Figura 4.19 b. Área T4 Figura 4.19 c. Área T4
80
Finalmente o ponto T5, parte também do cadastro estudado na etapa de estudos preliminares,
com coordenadas UTM, 23K X: 244.277 m E, Y: 8.083.910 m S, encontrada em área afastada
da área alagada (1000 m aproximadamente), observou-se ser de solo tipo Latossolo vermelho,
tendo perfil com abundante vegetação, tendo indício de estabilização do processo de
degradação.
Figura 4.20 a. Área T5
Figura 4.20 b. Área T5 Figura 4.20 c. Área T5
Nas Figuras foram apresentados detalhes do ponto T1, T2, T3, T4 e T5 respectivamente. Porém
no Apêndice B poderá se encontrar imagens adicionais de cada ponto com o material descrito.
A seguir se apresenta os resultados obtidos dos ensaios de caracterização geotécnica e
mineralógica. Vale a pena ressaltar que os resultados dos cinco locais com processos erosivos
foram analisados de forma conjunta, isto é, com o intuito de poder compreender o
comportamento e tendências de evolução dos processos dos solos localizados nessa área do
reservatório.
81
4.2.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA
Os ensaios de caracterização geotécnica, ajudaram a coletar informação inicial de importância
na pesquisa. Na Tabela 4.1 se mostra um resumo dos resultados obtidos.
Tabela 4.1 Resumo dos resultados da caracterização geotécnica das amostras
Local Umidade
(%) DR
Limites de Consistencia
(%)
Índices
Massa Especifica Aparente Natural (g/cm3)
Massa Especifica Aparente
Seca (g/cm3)
Nat. Higro.
Wp Wl IP Cons.
IC Liquid.
IL Ativ.
A Vaz.
e Poros. n (%)
Sat. Sr (%)
T1-S 15,7 2,2 2,83 36 50 14
2,5
-1,45
0,18
1,55
61
29 1,29 1,11
T1-P 17,3 1,4 2,87 44 49 6
5,3
-5,3
0,08
1,93
66
25 1,15 0,98
T2-S 18,9 1,1 2,86 32 38 6
3,34
-2,18
0,12
1,18
54
46 1,55 1,31
T2-P 6,5 0,5 2,8 NP 33 NP
N/A
0,20
N/A
1,09
52
17 1,43 1,34
T3-S 19,6 2,6 2,85 37 43 6
3,99
-2,90
0,10
1,71
63
33 1,26 1,05
T3-P 19,5 1,5 2,85 36 43 7
3,40
-2,36
0,12
1,39
58
40 1,43 1,19
T4- S 14,4 1,0 2,98 37 44 7 3,96 -3,23 0,40 1,21 55 36 1,54 1,35
T4- P 13,8 1,8 2,9 43 58 14 3,10 -1,95 0,28 0,68 40 59 1,96 1,73
T5- S 18,3 1,5 2,89 39 53 14 2,50 -1,48 0,23 1,45 59 36 1,39 1,18
T5- P 12,1 2,0 2,93 40 49 9 4,19 -3,10 0,14 1,40 58 25 1,36 1,22
82
Observa-se como os perfis a profundidade são os que apresentam um teor de umidade menor,
tanto natural quanto higroscópico, a exceção do ponto T1 que apresenta na umidade natural um
aumento.
Essa variação de umidades pode ser o resultado de mudanças no clima, típico do tempo de
coleta (início do período de chuva), podendo ter caído as primeiras chuvas da temporada
deixando a camada superficial úmida e mantendo a camada em profundidade na condição
característica de solos com uso antrópico, onde se apresenta déficit hídrico nas camadas
profundas devido a que o sistema radicular extrai maior água dessas camadas no período de
estiagem.
Os resultados obtidos para a densidade relativa (comumente chamado de peso especifico real
dos grãos) das amostras variam de 2,8 a 2,9 típicos para solos lateríticos com argila e silte,
suspeitando da possível presença de minerais com altas massas especificas tais como, Hematita,
Goethita que serão conferidas mais na frente. A seguir nas Figuras 4.21 se apresentam as
tendências dos solos estudados em relação a umidade higroscópica, densidade relativa e índice
de vazios.
Figura 4.21 a Relação de umidade higroscópica vs densidade real
Figura 4.21 b Relação de umidade higroscópica vs índice de vazios
83
Considerando que a umidade higroscópica é uma propriedade que tem a ver com a natureza do
material presente no solo, se observou das Figuras (4.21 a e b) anteriores que as amostras
estudadas têm uma tendência ao incremento da sua densidade relativa e índices de vazios
dependente aos materiais presentes no solo. Evidenciando assim, a formação de agregados e
baixa massa especifica aparente.
A Tabela 4.1 mostra os resultados obtidos para os limites de consistência indicando que são
solos não plásticos e de baixa a mediana plasticidade. Nos resultados se observa uma tendência
a se ter baixa a nula plasticidade em camadas profundas dos locais T1, T2 e T5 e vice-versa nos
pontos T3 e T4. A Figura 4.22 mostra o gráfico de plasticidade proposto por Casagrande (1932)
apud Das (1999) com as tendências de plasticidade dos pontos estudados. Seguidamente a
Tabela 4.2 mostra os valores de tan 𝛽-obtidos das curvas de fluxo as quais mostraram que -
tan 𝛽 - varia dependendo das características do solo.
Figura 4.22 Tendência da plasticidade de acordo o aumento da profundidade em áreas de estudo.
Tabela 4.2 Resultados do gradiente da curva de fluidez das amostras
Local tan β
T1-S 0,0412
T1-P 0,0864
T2-S 0,1187
T2-P 0,2710
T3-S 0,1271
T3-P 0,0839
T4-S 0,2073
T4-P 0,1504
T5-S 0,1751
T5-P 0,2353
84
Observou-se também com a Tabela 4.2 dos resultados obtidos dos gradientes da curva de
fluidez das amostras T1, T2 e T5 ângulos menores no nível superficial, pudendo evidenciar
uma tendência de sensibilidade à água nestas camadas enquanto que nos pontos T3 e T4 os
valores de gradientes menores se apresentaram a nível a profundidade evidenciando uma maior
sensibilidade à água nessas camadas.
Com os índices apresentados na Tabela. 4.1 pode ser observada a predominância de amostras
com solos que contém consistência dura, isto pode ser percebido no momento de manipulação
do solo, onde frequentemente eram encontrados torrões bastantes duros que só no momento de
aplicar um esforço com a mão de borracha no almofariz podiam ser desagregados.
O índice de liquidez calculado apresentou valores menores que zero (negativos) indicando a
presença de solos altamente sobre adensados, as condições de sobre adensamento pode ser o
resultado de solos expostos a tensões no passado. No caso da área estudada a carta geológica
analisada apresenta três estruturas geológicas que poderiam ter ocasionado essa condição.
Destaca-se também que o sobre adensamento em níveis superficiais pode ser dado sob efeito
de ciclos de secagem e molhagem.
Os resultados mostrados também indicam uma possível ausência de minerais de argila
expansivos classificando os solos das amostras como solos inativos, podendo ser observado na
Figura 4.22, onde as tendências das plasticidades se apresentam abaixo da línea A.
Foram obtidos valores altos de índices de vazios, ou seja, alta porcentagens de porosidade.
Destaca-se nos valores das massas especificas secas encontrados que elas aumentam levemente
com a profundidade do perfil, podendo ser resultado da presença de minerais com altos valores
de densidade relativa e também de diminuição da porosidade nas profundidades.
4.2.1.1 GRANULOMETRIA POR SEDIMENTAÇÃO COM E SEM DEFLOCULANTE
Das Figura 4.23 a 4.27 apresentam-se as curvas granulométricas das amostras coletadas na
primeira campanha.
Das curvas granulométricas apresentadas se obtêm a Tabela. 4.3 que mostra um resumo das
frações granulométricas segundo a ABNT e conjuntamente com os resultados da Tabela. 4.1 se
faz a classificação unificada do solo mediante a normativa ASTM D2487. A Tabela 4.3 mostra
os resultados obtidos também no granulômetro a laser apresentados como parte do Apêndice I.
Destaca-se que a fração pedregulho para esses ensaios foi desprezado.
85
Figura 4.23 Granulometria dos solos da erosão T1 com e sem defloculante
Figura 4.24 Granulometria dos solos da erosão T2 com e sem defloculante
Figura 4.25 Granulometria dos solos da erosão T3 com e sem defloculante
Figura 4.26 Granulometria dos solos da erosão T4 com e sem defloculante
86
Figura 4.27 Granulometria dos solos da erosão T5 com e sem defloculante
Observam-se das curvas das amostras nos locais T1, T3 e T5 que ao ser estudadas sem
defloculante a nível profundo essas apresentam material mais agregado que as curvas estudadas
ao nível superficial. Mas ao ser estudadas com defloculante percebe-se que esse material é
desagregado e tendo semelhança muito grande com as de curvas granulométricas a nível
superficial.
Das frações granulométricas podemos aprender que os solos das amostras apresentam maiores
quantidades na fração argila na condição com defloculante, e sendo maior a porcentagem da
fração de silte na condição onde não foi aplicado o defloculante, pode ser destacado que as
amostras ensaiadas contem valores de porosidades altos os valores para argila dispersa não
foram altos característico de solos intemperizados.
Os solos dos locais T1, T3 e T5 mostram ter quantidades similares de argila dispersa tanto em
superfície quanto a profundidade. No local T2 se observa mais argila dispersa a profundidade
enquanto que no local T4 apresenta mais argila dispersa na superfície. Na classificação dos
solos se observa a predominância de solos silte arenoso (MH e ML) e argila silto arenosa (CL-
ML).
Foi estudado conjuntamente a cor dos solos amostrados tendo a predominância das cores
vermelho e amarelo, típica em Latossolo embora que no ponto T4 o solo tenha cores
características de um Cambissolo. Vale a pena notar que na análise do meio físico realizada na
secção 4.1 o solo predominante da área de estudo é o Cambissolo.
87
Tabela 4.3 Fracções Granulométrica segundo a ABNT e classificação unificada dos solos em amostras
estudadas.
Local
Frações Granulométricas ABNT
(%)
Classificação Unificada
ASTM D 2487
Cor do Solo
Nat Laser Seco Ar/
Laser C/
Def. S/
Def.
Argila Dispersa
(%)
T1-S
Areia 22 12 10 44
7,0
MH silte elástico
com areia
Vermelho
Silte 70 80 19 52
Argila 8 8 71 5
T1-P
Areia 28 12 10 54
4,0
ML Silte com areia
Vermelho
Silte 66 86 15 43
Argila 6 2 75 3
T2-S
Areia 4 4 18 25
6,8
CL-ML Argila silto
arenosa
Avermelhado
Amarelo Silte 90 90 38 72
Argila 6 6 44 3
T2-P
Areia 16 2 42 27
22,7
ML Silte arenoso
75% Avermelhado Amarelo
5% Branco 20% Amarelo
Silte 80 95 36 68
Argila 4 3 22 5
%
T3-S
Areia 16 16 23 40
5,4
CL-ML Argila silto
arenosa
Bruno Forte
Silte 76 83 21 57
Argila 8 1 56 3
T3-P
Areia 12 19 28 68
5,7
CL-ML Argila silto arenosa
60% Amarelo
40% Vermelho Silte 76 80 19 29
Argila 12 1 53 3
%
T4- S
Areia 16 2 20 17
29,4
CL-ML Argila silto
arenosa
Vermelho Pálido
Silte 82 95 63 78
Argila 2 3 17 5
T4- P
Areia 8 4 18 19
6,8
MH Silte elástico
com areia
Amarelo
Silte 88 94 38 78
Argila 4 2 44 3
%
T5- S
Areia 12 11 9 29
1,7
MH Silte elástico
com areia
Amarelado Vermelho
Silte 78 86 32 70
Argila 10 3 59 1
T5- P
Areia 12 11 11 40
3,4
CL Argila magra
arenosa
Amarelado Vermelho
Silte 81 85 31 58
Argila 7 4 58 2
88
4.2.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA.
Na Figura 4.28 e Figura 4.29 são mostrados os difratogramas do solo da amostra coletada no
ponto T1 em superfície e profundidade respectivamente, neles se apresentam (T) amostra total,
material passante da #200 silte e argila; (N) lâmina da fração argila, orientada, seca ao ar; (G)
lâmina da fração argila, orientada, solvatada com etileno-glicol; e (A) lâmina da fração argila,
orientada, aquecida.
Sendo comparado os difratogramas com a Tabela. 2.6 e 2.7, no Capítulo 2, do resultado no
difratograma da amostra total de T1-S na figura 4.28 se pode identificar a presença dos picos
de Gibbsita (d = 4,85 Å) e Quartzo (d = 4,28 Å) no intervalo de 2ϴ entre 15˚-30˚; Caulinita (d
= 7 Å) e Ilita (d = 10 Å) no intervalo de 2ϴ entre 6˚-14˚; e a presença de Goethita entre 20˚-22˚,
mostrando maior intensidade de reflexão a Gibbsita e Quartzo. As presenças desses picos são
mantidas na fração argila notando uma diminuição na intensidade do pico de Quartzo e um
aumento na intensidade dos picos da Caulinita e Ilita. Verificou-se mediante os difratogramas
nas condições solvatadas e aquecidas a ausência de minerais expansivos ou interestratificados.
Figura 4.28 Difratograma da erosão T1-S.
89
Na figura 4.29 no difratograma de T1-P se pode identificar a presença dos picos de Gibbsita (d
= 4,85 Å) e Quartzo (d = 4,28 Å) no intervalo de 2ϴ entre 15˚-30˚; Caulinita (d = 7 Å) e Ilita (d
= 10 Å) no intervalo de 2ϴ entre 6˚-14˚; Goethita entre 20˚-22˚ e a presença de Hematita no
intervalo de 2ϴ entre 31˚-34˚, mostrando maior intensidade de reflexão sempre a Gibbsita e
Quartzo
As presenças desses picos são mantidas na fração argila notando uma diminuição na intensidade
do pico de Quartzo, Hematita e Goethita e um aumento na intensidade dos picos da Caulinita e
Ilita. Verificou-se mediante os difratogramas de nas condições solvatadas e aquecidas a
ausência de minerais expansivos ou interestratificados.
Figura 4.29 Difratograma da erosão T1-P
A mesma metodologia de analises foi implementado para todos os difratogramas obtidos e
apresentados no Apêndice L desta pesquisa, se realça que a determinação dos picos de quartzo
foi determinada pelo pico secundário de 4.28 Å, já que este apresentava uma alta refração no
seu pico principal suspeitando assim a presença de ilita no solo. A presença de Ilita e Caulinita
foi conferida na fração argila aumentando o pico principal na amostra solvatada com etileno
glicol e aquecida no caos de ilita e no caso da Caulinita diminuindo o pico.
90
Com a identificação dos minerais e observação da intensidade dos picos na fração silte areia e
fração argila se fez uma avaliação qualitativa numérica apresentada na Tabela. 4.4, nela
podemos observar que no ponto T1 as quantidades de Ilita e Caulinita aumentam na fração
argila tanto na camada superficial como na profunda e se observa que a camada superficial não
conte com Hematita, e em ambas camadas predomina a Gibbsita e Quartzo.
No ponto de estudo T2 se observou a presença de minerais de Caulinita, Quartzo, Goethita e
Gibbsita, sendo o Quartzo abundante na fracção total para ambas camadas e a Caulinita e Ilita
sendo a abundante na fração argila, se observa que neste ponto baixa quantidade de Goethita e
Gibbsita para ambas camadas.
Os minerais identificados no ponto T3 foram a Caulinita, Goethita, Gibbsita, Ilita, Quartzo e
Hematita, a última estando ausente na camada superficial, e sendo o Quartzo o mineral
predominante na fração total para ambas camadas e apresentado quantidades predominantes e
proporcionais de caulinita, Gibbsita e Ilita na fração argila.
O ponto T4 apresenta ausência de Gibbsita e predominância de Quartzo na fração total para
ambas camadas. E verifica-se a predominância de Ilita na fração argila, a Hematita só se faz
presente na camada profunda, e tem quantidades similares de Caulinita e Goethita em ambas
camadas. O ponto T5 se verifica a predominância de Quartzo para ambas camadas na fracção
total e a predominância de Caulinita e Ilita na fração argila, neste perfil a Gibbsita, Goethita e
Hematita se fazem pressentes em pequenas quantidades.
Tabela 4.4 Resumo de avaliação qualitativo numérica dos minerais presentes nos pontos de estudo
91
Da Tabela 4.2 pode ser observado na avaliação qualitativa numérica da fração de finos (Silte+
Argila), as quantidades de filosilicatos de alumínio (Caulinita, Gibbsita e Ilita) obtendo sempre
menores quantidades nas camadas superiores nos locais T1, T3 e T5. Os locais T2 e T4
obtiveram uma quantidade menor na camada a profundidade.
Considerando então, que o grau de dispersão das amostras é baixo evidenciando altos níveis de
material agregado, destaca-se que na análise qualitativo numérica da fração de finos das
amostras estudadas nesta etapa da pesquisa, os locais T1, T2 e T3 obtiveram características de
solos transportados em níveis de superiores podendo atribuir sua baixa massa especifica
aparente seca a deposição de sedimentos ao longo do tempo.
Na avaliação qualitativa numérica da fração argila pode ser observada a predominância de
filosilicatos de alumínio tendo quantidades levemente menores nas camadas superiores a
exceção do local T4 que obteve uma quantidade levemente menor na camada a profundidade.
Evidenciando que os solos estudados ao ser apresentados em condições desagregadas (não
características de campo) mostram predominância de filosilicatos de alumínio indicativo de
solos residuais.
4.3. ETAPA III RESULTADOS DE ESTUDOS DE ERODIBILIDADE
A seguir se apresentam os resultados obtidos nos ensaios executados, primeiramente mostrando
os resultados obtidos da caracterização do material encontrado no local T1-P cinza e amarelo,
dos ensaios para o estudo de erodibilidade.
Apresenta- se no início, para cada ensaio de erodibilidade uma tabela mostrando as condições
iniciais dos corpos de prova. Observando-se camadas profundas que apresentaram condições
mais úmidas que as camadas, superiores para alguns dos locais, condição que não foi a
observada na etapa II.
4.3.1 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E MINERALÓGICA T1-P CINZA E
AMARELO
As Tabelas 4.5 a 4.7 apresentam os resultados obtidos para a caracterização do material
encontrado em maior profundidade coletado na segunda campanha, sendo ambos materiais o
cinza e amarelo classificados como silte arenoso não plástico, apresentando valores altos de
densidade relativa apesar de ser a ilita e caulinita os minerais presentes na sua composição.
92
Tabela 4.5 Resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo.
Local Frações Granulométricas ABNT
(%) Umidade (%) Gs
Limites de
Consistencia
%
Sed.
c/Def.
Sed.
s/Def.
Argila
Dispersa
W
Nat.
W
Higr.
WP
(%)
WL
(%)
IP
(%)
T1-P Cinza
Areia 4 10
56
17,6 1,0 3,02 NP 37 NP Silte 78 80
Argila 18 10
T1-P
Amarelo
Areia 40 49
44
30,7 1,7 2,85 NP 31 NP Silte 35 40
Argila 25 11
Tabela 4.6 Continuação resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo
Local Índices Diâmetros de Referência
(mm) Coeficientes
Cor do
Solo
Classificação
Unificada
IC IL A D10 D30 D60 Cu Cc
T1-P
Cinza N/A 0,48 N/A 0,0020 0,0180 0,0220 11 7
10YR 7/1;
Cinza
Claro
ML Silte
arenoso
T1-P
Amarelo N/A 1,08 N/A 0,0020 0,0310 0,0700 35 7 10YR 8/5;
Amarelo
ML Silte
arenoso
Tabela 4.7 Resumo de caracterização mineralogica T1-P cinza e Amarelo
Local T1-P Cinza T1-P. Amarelo
Procedimento A. Total
%
Argila
%
A. Total
%
Argila
%
Caulinita 10,1 19,7 33,1 64,0
Goethita - - - 1,0
Gibbsita - - - 1,2
Diopsita 2,6 - 2,7 -
Ilita 52,7 73,0 13,9 33,5
Quartzo 7,0 - 44,3 -
Silicon -Ox 4,5 4,4 - -
Silicon - - 6,0 -
Muscovita 10,2 - - -
Albita 7,6 2,9 - -
Sepiolita - - - 0,3
Cloroapatita. 5,3 - - -
Se observa que o índice de liquidez para o solo T1-P cinza é próximo a zero podendo ser
resultados de argilas que provavelmente foram submetidas a tensões no passado deixando elas
em condições de pré-adensamento, enquanto que o solo T1-P amarelo apresenta um índice de
liquidez maior a um característico de argilas extrassensíveis. As quantidades de Ilita na fração
argila do material cinza são predominantes enquanto que a caulinita predomina no material
amarelo. Observou-se em campo que esses dois materiais se apresentavam em conjunto sempre.
Mostrando um material cinza aparentemente resistente intercalado do material mole amarelo.
93
4.3.2. ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO COM IMERSÃO TOTAL E PARCIAL
Os resultados dos ensaios de desagregação foram realizados para os pontos T1, T2, T3 e T4 a
seguir se apresenta os resultados dos índices físicos obtidos no início de cada ensaio dando
assim informação da condição na qual o corpo de prova se encontrava no momento de fazer o
ensaio e se apresenta também as tabelas com a descrição da evolução do ensaio em cada
amostra. Na Tabela 4.8 mostra as condições iniciais das amostras ensaiadas para o ensaio de
desagregação com imersão total, onde pode ser observado condições de saturação altas para os
solos dos locais T1-P; T3-P; T4-S e T4-P. Para o ensaio de imersão parcial se observa condições
de saturação altas para os solos dos locais T1-P; T2-P; T3-P; T4-S e T4-P
Tabela 4.8 Índices físicos iniciais para ensaios de Desagregação Imersão Total e Imersão Parcial
DESAGREGAÇÃO 24 horas DESAGREGAÇÃO imersão parcial
Amostra
w
nat
%
Índice de
vazios
(e)
Porosidade
(n) %
Grau de
Saturação
(Sr) %
w nat
%
Índice de
vazios
(e)
Porosidade
(n) %
Grau de
Saturação
(Sr) %
T1-S 17,3 1,91 66 25 24,1 2,08 68 32
T1-P (C/A) 28,5 1,33 57 62 28,2 1,32 57 61
T2-S 19,4 1,66 62 33 19,1 1,66 62 32
T2-P 10,3 0,83 45 34 17,4 0,95 49 50
T3-S 22,3 2,03 67 31 23,7 2,07 67 32
T3-P 34,1 1,49 60 64 36,1 1,53 60 66
T4-S 22,4 0,71 42 92 21,9 0,71 41 91
T4-P 21,4 1,13 53 54 33,4 1,34 57 71
Nas Tabelas de 4.9 a 4.16 se apresenta uma descrição da evolução observada em cada uma das
amostras estudadas começando pelo ensaio de imersão total e seguido pelo ensaio de imersão
parcial.
Tabela 4.9 Ensaio de desagregação imersão total T1
94
Tabela 4.10 Ensaio de desagregação imersão parcial T1.
Tabela 4.11 Ensaio de desagregação imersão total T2
95
Tabela 4.12 Ensaio de desagregação imersão parcial T2.
Tabela 4.13 Ensaio de desagregação imersão total T3
96
Tabela 4.14 Ensaio de desagregação imersão parcial T3.
Tabela 4.15 Ensaio de desagregação imersão total T4
97
Tabela 4.16 Ensaio de desagregação imersão parcial.
Os solos das amostras nos locais T1 e T2 mostraram instabilidade ao ser imersas em água para
as camadas localizadas em maior profundidade, devido a presença do material amarelado silte
arenoso, as camadas superiores mostraram-se estáveis, tendo uma rápida ascensão capilar da
água, e seguida de um período de saturação lenta. Os solos das amostras coletadas no ponto T3
tiveram também rápida ascensão capilar e mostraram instabilidade em ambas camadas ao
atingir uma saturação rápida.
Se destaca que a amostra T3-P sendo um material mosqueado teve instabilidade em áreas da
amostra onde apresentava material granular amarelado. O solo do ponto T4 mostrou
estabilidade em ambas camadas (superficial e profunda) e se observou que o material
desagregado acontecia em áreas onde ocorriam pequenos preenchimentos de quartzo, tendo
também quebras por planos preferenciais na amostra.
98
Na Tabela 4.17 mostra-se o resumo das granulometrias obtidas para o material ensaiado com
imersão total, considerando que só puderam ser quantificados grãos de silte e areias já que a
argila não foi possível de reter no momento coleta do material na água.
Tabela 4.17 Resumo de ensaio de desagregação imersão parcial
Verifica-se as quantidades maiores de areia fina e silte obtidos nos pontos T1-P e T2-P ajudando
assim o solo a ser mais susceptível a erosão nesta camada. Observa-se também que no ponto
T3 não tem quantidades altas de silte e areia fina, mas sim se observa altas porcentagens de
porosidade, sua instabilidade no ensaio pode ser atribuída possivelmente a que a absorção
rápida de água, atingindo saturação total e eventualmente se instabilizando.
Se observa em ambas amostras do ponto T4 que a granulometria é grosseira atribuindo a sua
estabilidade ao arranjo dos grãos que é laminar na camada superficial e na camada profunda é
predominada por uma estrutura mais granular, tendo sido observando forte ligação de seus
agregados (concreções).
4.3.3 CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA
Nesta secção se apresentam as curvas de retenção obtidas mediante o WP4C os ensaios
começaram com a trajetória de secagem a partir da umidade natural de coleta em campo. Na
Tabela 4.18 se apresentam as condições iniciais do solo, tendo algumas amostras cujas
umidades foram altas, saturadas quase em 100% como foi o caso da amostra T4-S ou as
amostras T1-P, T2-P, T3-P e T4-P com porcentagens de saturação de 62%, 50%, 64% e 63%
respectivamente, observando que essas amostras são pertencentes as camadas profundas dos
pontos de estudo.
Amostra Silte %
Areia
Fina %
Areia
Media %
Areia
Grossa %
T1-S 12 26 27 35
T1-P 36 36 7 15
T2-S 18 18 27 40
T2-P 70 26 2 2
T3-S 29 11 38 22
T3-P 7 13 23 57
T4-S 28 10 12 50
T4-P 9,5 8,5 17 65
99
Tabela 4.18 Índices físicos iniciais para ensaio de Curva de Retenção
WP4C
Amostra
w nat
%
Índice de
vazios (e)
Porosidade
(n) %
Grau de Saturação
(Sr) %
T1-S 17,3 1,91 66 25
T1-P (C/A) 28,5 1,33 57 62
T2-S 19,4 1,66 62 33
T2-P 17,4 0,95 49 50
T3-S 22,3 2,03 67 31
T3-P 34,1 1,49 60 64
T4-S 22,4 0,71 42 92
T4-P 27,5 1,24 55 63
Observou-se que durante a trajetória de secagem as amostras perdiam umidade rapidamente
conseguindo obter poucos pontos para essa parte da curva e obtiveram-se melhores resultados
na trajetória de umedecimento da amostra, conseguindo obter uma curva mais completa
atingindo maiores faixas de sucção. Nas Figuras 4.30 até 4.33 apresentam-se as curvas obtidas
para os pontos T1, T2, T3 e T4. Cada figura exibe as curvas ajustadas pelo método de Van
Genuchten (1980) de secagem e umedecimento para a camada superior e profunda de cada
ponto estudado.
Na Figura 4.30 observam-se as curvas características das amostras T1-S e T1-P, ambas
apresentaram valores de correlação no ajuste entre 0,9935 a 0,9999 considerando valores bons
para uma análise precisa do comportamento hidráulico. Observou-se então no ponto T1 curvas
típicas de solos com comportamento bimodal tendo também visivelmente leves histereses entre
as trajetórias de secagem e molhagem para ambas amostras (superficial e profunda). Nota-se
também que a amostra T1-P apresenta valores de sucção similares aos da amostra T1-S com
umidades mais baixas, evidenciando pouca capacidade do solo para reter água na camada
profunda deste ponto de estudo.
Figura 4.30 Curva característica da amostra T1
100
A Figura 4.31 mostra as curvas de retenção de água das amostras T2-S e T2-P, ambas
apresentaram valores de correlação no ajuste entre 0,9832 a 0,9994 considerando também
valores bons para uma análise precisa do comportamento hidráulico.
Observou-se então na amostra T2-S curva típica de solos com comportamento bimodal tendo
relativamente pouca histerese entre as trajetórias de secagem e molhagem comparado com as
amostras dos outros locais. A amostra T2-P mostra um comportamento unimodal típico em
solos argilosos, a curva apresenta também pouca histerese entre as trajetórias de secagem e
molhagem.
Nota-se também que a amostra T2-P em valores de sucção similares aos da amostra T2-S tem
valores baixos de umidade evidenciando pouca capacidade do solo para reter água na camada
profunda deste ponto de estudo.
Figura 4.31. Curva característica da amostra T2
A Figura 4.32 mostra as curvas características das amostras T3-S e T3-P, ambas apresentaram
valores de correlação no ajuste entre 0,9944 a 0,9997 considerando também valores bons para
uma análise precisa do comportamento hidráulico. Observou-se então no ponto T3 curvas
típicas de solos com comportamento unimodal de argilas tendo também visivelmente leves
histereses entre as trajetórias de secagem e molhagem para ambas amostras (superficial e
profunda).
101
Nota-se neste caso o comportamento diferente aos casos no ponto T1 e T2 onde se observa que
a amostra T3-S (camada superficial) se posiciona abaixo da curva de retenção da amostra T3-
P (camada profunda), apresentando assim, valores de umidade menores àqueles apresentados
pela camada profunda para sucções similares, evidenciando pouca capacidade do solo para reter
água na camada superficial deste ponto de estudo.
Figura 4.32 Curva característica da amostra T3
A Figura 4.33 mostra as curvas características das amostras T4-S e T4-P. Ambas apresentaram
valores de correlação no ajuste entre 0,9907 a 0,9997 considerando também valores bons para
uma análise precisa do comportamento hidráulico, neste caso as curvas da amostra T4-P exibem
comportamento unimodal que poderia bem ser de solos com argila e areia, evidenciando
também histerese. A curva da amostra T4-S mostra o comportamento unimodal inicial, se
observa também que sua histerese entre as trajetórias de secagem e molhagem é praticamente
imperceptível, se observa que a amostra T4-S em valores de sucção similares aos da amostra
T4-P tem valores menores de umidade evidenciando pouca capacidade do solo para reter na
camada superficial deste ponto de estudo.
102
Figura 4.33. Curva característica da amostra T4
4.3.4 ENSAIO FURO DE AGULHA
Nesta seção serão comentados os gráficos obtidos durante a realização do ensaio de furo de
agulha, representando a trajetória da vazão de saída que o corpo de prova permitia no momento
de aumento de carga hidráulica assim como também ao diminuir a carga hidráulica.
Na Tabela 4.19 mostra as condições iniciais de as amostras ensaiadas para o ensaio, onde pode
ser observado condições de saturação altas para os solos dos locais T1-P; T3-P; T4-S e T4-P.
Tabela 4.19 Índices físicos iniciais para ensaio de Furo de Agulha
FURO DE AGULHA
Amostra w nat % Indice de vazios (e) Porosidade (n) %
Grau de Saturação (Sr)
%
T1-S 17,1 1,53 60 31
T1-P (C/A) 27,5 0,99 50 80
T2-S 19,9 1,30 57 43
T2-P 10,7 0,87 47 34
T3-S 24,3 2,05 67 33
T3-P 30,9 1,34 57 65
T4-S 22,0 1,23 55 52
T4-P 21,2 0,89 47 68
103
A Figura 4.34 e Figura 4.35 apresentam o comportamento da vazão de saída que tiveram os
corpos de prova indeformados coletados no ponto T1, na condição saturada e natural
respectivamente. Observa-se que foram obtidos maiores valores de vazão para a condição
saturada da amostra evidenciando assim o aumento de permeabilidade nesta condição. Note-se
também que para ambas condições se obtiveram maiores valores de vazão nas camadas
profundas mostrando por sua vez indícios de ocorrência de processo de erosão interna ou piping
destacado pela inflexão acentuada da curva assim como também da mudança notória na
trajetória da vazão no momento de descarga hidráulica.
Figura 4.34 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T1 saturado
Figura 4.35 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T1 sem saturação
A mesma tendência é percebida nos corpos de prova do ponto T2 mostrada na Figura 4.36 e
Figura 4.37 onde o comportamento da vazão de saída que tiveram os corpos de prova
indeformados coletados na condição saturada e natural respectivamente obtiveram maiores
vazões nas camadas profundas mostrando a sua vez indícios de ocorrência de processo de
erosão interna ou piping
Figura 4.36 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T2 saturado
Figura 4.37 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T2 sem saturação
104
Os corpos de provas do ponto T3 mostrado na Figura 4.38 e Figura 4.39 manifestam a mesma
tendência nos gráficos das curvas dos solos coletados em T1 e T2, notando uma leve variação
na camada superficial na condição saturada mostrando susceptibilidade a erosão interna com
baixas carga hidráulica. Contudo na condição natural não exibe comportamento dispersivo
interno, mas matem a tendência de maiores de vazões de saída na camada profunda. Esse local
obteve maiores valores de vazão quando ensaiada na condição natural evidenciando maior
permeabilidade.
Figura 4.38 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T3 saturado
Figura 4.39 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T3 sem saturação
Na Figura 4.40 e Figura 4.41 se apresentam os resultados para o ponto T4, as amostras neste
ponto tiveram uma variação na condição natural (sem saturação) onde a camada superior mostra
maior vazão assim como também apresenta mudança na trajetória de descarga junto com
inflexão na curva que sugerem susceptibilidade a erosão interna.
Figura 4.40 Gráfico de comportamento de vazão vs.
carga hidráulica erosão T4 saturado
Figura 4.41 Gráfico de comportamento de vazão
vs. carga hidráulica erosão T4 sem saturação
105
Seguindo as normas do ensaio de furo de agulha as amostras ensaiadas podem também ser
classificadas segundo o grau de dispersão de partículas que se observa na coleta da água que
passou pela amostra e o volume coletado. As amostras T1-S, T2-S, T3-S, T3-P, T4-S e T4-P
foram classificados como não dispersivas (ND1) e só os as amostras T1-P e T2-P diferiram
sendo classificadas como D1 e D2 altamente dispersiva e dispersiva respetivamente. Se destaca
que essa classificação não se afasta do comportamento inferido pela análise das curvas obtidas
nos gráficos.
4.3.4.1 TENDÊNCIA DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DAS AMOSTRAS
ESTUDADAS EM CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO DIFERENTE
Com os valores da vazão obtidos nos ensaios, dimensões da amostra e aplicando a lei de Darcy
se faz uma estimativa da condutividade hidráulica da amostra no ensaio, com isso se consegue
fazer uma pequena avaliação das tendências da amostra do solo na condição natural e saturada
a Figura 4.42, Figura 4.43, Figura 4.44 e Figura 4.45 mostram essas tendências.
Figura 4.42 Gráfico de tendência. Condutividade
hidráulica T1
Figura 4.44 Gráfico de tendência. Condutividade
hidráulica T3
Figura 4.43 Gráfico de tendência. Condutividade
hidráulica T2
Figura 4.45 Gráfico de tendência. Condutividade
hidráulica T4
A ordem de grandeza da condutividade hidráulica calculada para as amostras foi de 10-2 (cm/s),
os valores menores sendo para as camadas superiores e observando que para as amostras dos
pontos T1 e T2 a tendência dos valores era a aumentar quando a amostra era saturada, enquanto
nos pontos T3 e T4 os valores tanto para as camadas superiores como inferiores as tendências
eram mantidas ou diminuíam.
106
4.3.4.2 COMPORTAMENTO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA AO LONGO DO
PERFIL EM CONFRONTO COM A SUCÇÃO E UMIDADE.
Nesta secção é analisado o comportamento da condutividade hidráulica entre a camada
superficial e profunda considerando também o comportamento da umidade e sucção, os valores
foram obtidos das condições da amostra no início do ensaio. Em seguida, se apresenta, nas
Figuras 4.46; 4.47 e 4.48 os gráficos destas tendências.
Figura 4.46. Gráfico
comportamento da sucção ao
longo perfil da erosão T1
Figura 4.47. Gráfico
comportamento da umidade ao
longo perfil da erosão T1
Figura 4.48. Gráfico
comportamento da condutividade
hidráulica ao longo perfil da
erosão T1
Figura 4.49. Gráfico
comportamento da sucção ao
longo perfil da erosão T2
Figura 4.50. Gráfico
comportamento da umidade ao
longo perfil da erosão T2
Figura 4.51. Gráfico
comportamento da condutividade
hidráulica ao longo perfil da
erosão T2
107
A condutividade hidráulica tem muito a ver com a capacidade do solo em poder reter água pelo
que o comportamento da sucção entre camadas influi significativamente nos resultados
observados nos gráficos apresentados acima, no caso do ponto T1 na Figura 4.46 a 4.48
podemos observar que enquanto a camada superior estiver em uma condição seca a camada
inferior terá uma condição de umidade e condutividade maior. As amostras no T2 mostrado na
Figura 4.49 a 4.51 indicam que enquanto a camada superior se encontra numa condição de
umidade e sucção maior à camada inferior permanece em condição seca com baixa sucção e
valor maior de condutividade.
Figura 4.52 Gráfico
comportamento da sucção ao
longo perfil da erosão T3
Figura 4.53. Gráfico
comportamento da umidade ao
longo perfil da erosão T3
Figura 4.54. Gráfico
comportamento da condutividade
hidráulica ao longo perfil da
erosão T3
Figura 4.55 Gráfico
comportamento da sucção ao
longo perfil da erosão T4
Figura 4.56 Gráfico
comportamento da umidade ao
longo perfil da erosão T4
Figura 4.57 Gráfico
comportamento da condutividade
hidráulica ao longo perfil da
erosão T4
108
As amostras no ponto T3 na Figura 4.52; Figura 4.53 e Figura 4.54, apresentam
comportamentos similares em ambas camadas podendo notar que estando a camada superior
numa condição úmida a camada inferior se encontra mais úmida e por sua vez também mais
permeável, se observa também como a sucção aumenta, comportamento característico em solos
finos não saturados. Os gráficos dos solos das amostras do ponto T4 salientam um
comportamento inverso aos outros pontos, sendo que a camada condutividade hidráulica
diminui com o aumento do teor de umidade assim como também os valores de sucção
aumentam.
4.3.5 ENSAIO DE AVALIÇÃO DE ERODIBILIDADE PELO CRITÉRIO MCT
Na Tabela 4.20 pode ser observado as condições inicias das amostras nos ensaios de avalição
por critério MCT. Destaca-se que para esses ensaios os solos que obtiveram condições de
saturação maior foram os solos nos locais T1, T2-P, T3-P, T4-S e T4-P.
Tabela 4.20 Índices físicos iniciais para ensaio de perda de massa por imersão e sucção capilar
MCT PERDA DE MASSA MCT SUCÇÃO CAPILAR
Amostra
w
nat
%
Índice de
vazios
(e)
Porosidade
(n) %
Grau de
Saturação
(Sr) %
w
nat
%
Índice
de
vazios
(e)
Porosidade
(n) %
Grau de
Saturação
(Sr) %
T1-S 24,3 1,96 66 34 19,4 1,84 65 29
T1-P (C/A) 26,9 1,11 53 70 29,2 1,15 53 73
T2-S 20,3 1,55 61 37 19,9 1,54 61 36
T2-P 14,5 0,80 44 50 13,6 0,79 44 47
T3-S 23,3 2,40 71 27 22,2 2,37 70 26
T3-P 34,1 1,28 56 74 34,7 1,29 56 75
T4-S 18,8 0,98 50 56 21,9 1,04 51 62
T4-P 28,7 1,39 58 59 27,5 1,37 58 57
Os resultados na Tabela 4.21 são dos cálculos obtidos mediante os ensaios de perda de massa
por imersão e sucção capilar, ambos ensaios foram realizados em duas condições, natural e com
secagem previa de 72 horas. As curvas de velocidade de sucção capilar são apresentadas na
Figura 4.58 a 4.65 nessas podem ser observadas que em todas as amostras a curva apresenta
duas inclinações, uma com pendente maior resultante da rápida ascensão da água pelo corpo de
prova na parte inicial do ensaio e outra com uma pendente menor resultante da estabilização da
ascensão capilar do fluxo através da amostra indicando lenta saturação, provavelmente
enchendo os vazios na parte da micro estrutura. Observou-se que no caso do T1, T2 e T3 as
amostras coletadas a profundidade mostraram maiores velocidades de sucção. No caso do T4 a
amostra da camada superficial mostrou uma maior velocidade de sucção.
109
Figura 4.58: Curva para determinação de coeficiente
de sorção ponto T1 condição natural
Figura 4.59: Curva para determinação de coeficiente
de sorção ponto T1 condição seca
Figura 4.60: Curva para determinação de coeficiente de
sorção ponto T2 condição natural
Figura 4.61: Curva para determinação de
coeficiente de sorção ponto T2 condição seca
Figura 4.62: Curva para determinação de
coeficiente de sorção ponto T3 condição natural
Figura 4.63: Curva para determinação de coeficiente de
sorção ponto T3 condição seca
Figura 4.64: Curva para determinação de coeficiente
de sorção ponto T4 condição natural
Figura 4.65: Curva para determinação de coeficiente
de sorção ponto T4 condição seca
110
A Tabela 4.21 mostra-se os locais susceptíveis a erosão segundo o critério estabelecido por
Nogami e Villibor discutido no capítulo 2, e pode-se notar que aqueles solos mais sensíveis a
erosão por uma rápida e repentina presença de água são os pontos T1-P e T2-P em condição
natural de coleta de campo e em condição de secas.
Esses resultados tornaram-se mais interessantes no momento de os corpos de prova ter atingido
uma velocidade de fluxo próxima a saturação mostrando susceptibilidade a erosão nas amostras
T1-S, T1-P, T2-S, T2-P e T4-P na condição natural de campo, nas amostras T1-S, T1-P, T2-P,
T3-S, e T4-P na condição seca. Destaca-se que a umidade natural de coleta nas amostras para
esses ensaios mostrou saturação maior a 50% nos pontos T1-P, T3-P, T4-S e T4-P.
Tabela 4.21 Resultados da avaliação de Erodibilidade MCT
Local
Critério MCT com umidade Natural Critério MCT com secagem de 72 horas
Sat.
(%)
Perda
por
imersão
(%)
Maior
inclinação
Menor
inclinação Sat.
(%)
Perda
por
imersão
(%)
Maior
inclinação
Menor
inclinação
s nat pi/s s nat pi/s s sec pi/s s sec pi/s
T1-S 30
3,6 0,20 17,5 0,01 252,5 26 10,9 0,35 30,7 0,01 847,8
T1-P 73
2,5 0,01 266,9 0,01 266,9 8 65,5 0,19 344,1 0,02 2821,4
T2-S 37
1,5 0,23 6,6 0,02 89,9 28 0,9 0,44 2,1 0,02 37,1
T2-P 48
66,4 0,20 324,0 0,03 2235,0 12 65,4 0,26 255,3 0,04 1864,4
T3-S 27
0,3 0,68 0,5 0,01 33,0 35 19,4 0,90 21,7 0,01 1703,4
T3-P 77
0,1 0,05 0,9 0,01 2,9 32 0,2 0,18 1,0 0,01 15,1
T4-S 63
0,3 0,01 18,8 0,03 8,1 18 0,6 0,06 10,1 0,06 10,1
T4-P 58
0,9 0,08 10,8 0,01 71,5 48 1,9 0.19 9,9 0,02 107,6
A apresentação gráfica desta Tabela 4.21 é mostrada nas Figura 4.66; Figura 4.67; Figura 4.68
e Figura 4.69 onde os pontos com susceptibilidade a erodibilidade aparecem abaixo da reta (s),
na Figura 4.66 e 4.67 aparecem a avaliação na condição de umidade de coleta natural e na
Figura 4.67 e 4.68 na condição de secagem por 72 horas. As abcissas nas Figuras (4.66, 4.67,
4.68 e 4.69) representam a porcentagem (Pi) e as ordenadas o coeficiente (s).
111
Figura 4.66 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural
Figura 4.67 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural
112
Figura 4.68 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas
Figura 4.69 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas
113
4.3.5.1 AVALIAÇÃO DE ERODIBILIDADE POR CRITÉRIO MCT PROPOSTA
VERTAMATTI E ARAÚJO
Nesta secção nas Figura 4.70 e Figura 4.71 se faz a aplicação da proposta dos autores Vertamatti
e Araújo com o intuito de fazer uma comparação entre os critérios propostos e rapidamente se
percebe a similaridade entre a proposta feita por Nogami e Villibor a diferença é que a proposta
de Vertamatti e Araújo classifica aqueles pontos não erodíveis como solos I pouco erodíveis,
atribuindo essa variação nos resultados a falta de precisão dos parâmetros usados nesta
pesquisa.
Figura 4.70 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural (Vertamatti e Araújo)
Figura 4.71 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas (Vertamatti e Araújo)
114
4.3.6 RESULTADOS DO ENSAIO INDERBITZEN
A Seguir na Tabela 4.23 pode ser observado as condições iniciais das amostras nos ensaios de
Inderbitzen, poder ser observado como os níveis de saturação das amostras dobraram com o
curto período de tempo.
Tabela 4.21 Índices físicos iniciais para ensaio de Inderbitzen
INDERBITZEN - UMIDADE NATURAL
INDERBITZEN - APÓS 15 MIN
EMBEBIDO
Amostra
w nat
%
Indice de
vazios
(e)
Porosidade
(n) %
Grau de
Saturação
(Sr) %
w nat
%
Indice de
vazios
(e)
Porosidade
(n) %
Grau de
Saturação
(Sr) %
T1-S 16,9 1,60 61 29 27,5 1,60 61 48
T2-S 17,0 1,43 59 33 29,0 1,43 59 57
T3-S 25,3 2,39 71 30 40,3 2,39 71 47
São apresentados na Figura 4.72 e Figura 4.73 os gráficos resultantes dos ensaios realizados
nas camadas superficiais dos pontos T1, T2 e T3, onde as abcissas representam o tempo de
execução do ensaio e as ordenadas a espessura em milímetros de solo que foi erodido. Destaca-
se que durante o ensaio não foi preciso nivelar a amostra. Na figura 4.71 e 4.72 apresentam-se
os resultados na condição natural e de embebimento de 15 minutos respectivamente.
Figura 4.72 Gráfico da espessura vs. tempo condição natural ensaio Inderbitzen camadas superficiais T1, T2 e
T3
115
Figura 4.73 Gráfico da espessura vs. tempo condição embebida ensaio Inderbitzen camadas superficiais T1, T2 e
T3
A partir das Figuras 4.72 e 4.73 se consegue observar que as espessuras dobram nos pontos T2
e T3 quando embebidos previamente, e ocorre o inverso com o solo no ponto T1. Observa-se
também que o tempo de estabilização de material erodido das amostras foi diferente para cada
condição sendo de 15 min na condição natural e de 10 min para a condição embebida.
No Apêndice H são apresentados também as curvas granulométricas do material que foi erodido
e o material do solo que ainda ficou no amostrador. Essas curvas só representam grãos com
tamanhos entre areia grossa e silte, ou seja, diâmetros maiores que o da #200, e observa-se que
no ponto T1 58% do material erodido na condição natural foi areia fina em quanto que o na
condição embebida a porcentagem maior de 39% foi de areia media. O solo no amostrador
consistia predominantemente de areia grossa.
No ponto T2 37% do material erodido na condição natural foi areia fina e na condição
embebida a porcentagem de areia fina maior, atingindo 40%. O solo no amostrador na condição
natural apresentou uma porcentagem de 40% de areia grossa enquanto que o solo no amostrador
ensaiado na condição embebida apresentou quantidades similares de areia media e grossa (33%
e 32% respectivamente).
116
O ponto T3 apresentou quantidades similares de areia media (51% e 52% respectivamente) para
ambas condições enquanto que o solo no amostrador na condição natural apresentou uma
porcentagem do 32% e na condição embebida apresentou 42% de areia média.
Na Tabela 4.22 e Tabela 4.23 são mostradas as taxas de erodibilidade calculada para ambas
condições mostrando que as amostras apresentam um potencial de erodibilidade de baixo a
médio porte. Destaca-se que os pontos T1 e T2 tiveram comportamentos inversos ao ser
ensaiados em diferentes condições sendo que o solo do ponto T1 passou de ser medianamente
erodível (ensaio condição natural) a erodibilidade baixa (condição embebida). E T2 passou de
erodibilidade baixa (ensaio condição natural) a medianamente erodível (condição embebida).
Tabela 4.22 Avaliação de taxa de erodibilidade condição natural
Local
Tensão
cisalhante
hidráulica
(Pa)
Taxa de Erosão
Acumulada
(15 min)
(g/cm2/min)
Taxa de
Erodibilidade K
(15 min)
(g/cm2/min/Pa)
Avaliação
Qualitativa
T1-S 4,34 0,0055 0,0013 MEDIANA
T2-S 4,34 0,0066 0,0015 MEDIANA
T3-S 4,34 0,0016 0,0004 BAIXA
Tabela 4.23 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição embebida
Local
Tensão
cisalhante
hidráulica
(Pa)
Taxa de Erosão
Acumulada (10min)
(g/cm2/min)
Taxa de
Erodibilidade K
(10 min)
(g/cm2/min/Pa)
Avaliação
Qualitativa
T1-S Embebido 4,34 0,0021 0,0005 BAIXA
T2-S Embebido 4,34 0,0181 0,0042 MEDIANA
T3-S Embebido 4,34 0,0125 0,0029 MEDIANA
4.3.6.1 AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE PELO NOMOGRAMA DE
WISCHMEIER
Com o intuito de fazer uma comparação com outros critérios de erodibilidade com os
parâmetros descritos no capítulo metodológico se fez uma previsão de taxa de erodibilidade por
critério da equação de perda de solos proposta por Wischmeier utilizando o nomograma. (Figura
2.15 capítulos 2).
117
A Tabela 4.24 mostra as taxas de erodibilidade obtidas mediante o nomograma e conhecendo
segundo Baptista (2003), que os valores de K para solos do Distrito Federal variaram de 0,013
a 0,042 t.h/(MJ.mm), para solos pouco a altamente erodíveis, respectivamente. Se classificam
os solos das camadas superficiais do ponto T1 como não erodível, T2 como medianamente
erodível e T3 como pouco erodível. Mostrando uma similitude na classificação em relação ao
critério utilizado no ensaio Inderbitzen.
Tabela 4.24 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição w nat
Amostra K nomograma
Fator de
conversão SI K (t.h/(MJ.mm))
Potencial de
Erodibilidade
T1-S 0,05 0,1317 0,00659
Não erodível
T2-S 0,19 0,1317 0,02502
Mediano
T3-S 0,11 0,1317 0,01449
Pouco
118
5. CONCLUSÕES
O trabalho de geoespacialização realizado para esta pesquisa permitiu visualizar melhor as
ocorrências dos processos erosivos da bacia de Batalha onde foi observado um grande número
de processos instalados. O arquivo do cadastro de ocorrências de processos erosivos, mostra
que a maior parte de erosões se manifestam na margem direita do rio São Marcos (51% do lado
de GO), sendo o 37% do total localizadas fora da área de margens do reservatório. Pelo que se
decide delimitar a área, reduzindo também o número de erosões de um 100% para um 44%.
A área delimitada de estudo, reúne condições de proximidade as margens do reservatório e
proximidade ao local do barramento de Batalha, considerando assim abordar áreas de maior
influência por alagamentos devido à recente operação da UHE se verificou que 44% dos
processos erosivos ocorriam no lado da margem esquerda (MG), notando a ocorrência de
processos classificados como hídricos de tipo linear, se manifestando em áreas de baixa
erosividade e alta erodibilidade com capacidade de drenagem e declividades baixas na faixas
de 0 a 7 graus, a altitudes de 764-860 m, ocorrendo em áreas de unidade do grupo Canastra na
formação geológica de Paracatu, com litologias de quartzo-sericita-clorita xistos, por vezes
carbonosos, onde são também observadas algumas lentes ou níveis centimétricos a métricos de
ortoquartzitos brancos e quartzo-sericita- clorita xisto às vezes intercalados com xisto
carbonoso, quartzito fino ou metassiltito (CPRM, 2003). O tipo de solo predominante é
Cambissolo, formas de relevo divergente retilíneo, e áreas totalmente antropizadas.
Os trabalhos de campo permitiram conferir a maioria do estudo de geoespacialização
previamente realizado tendo diferenças com a predominância de formas de relevo encontradas,
e tipo de solo que não representaram as condições observadas em campo, podendo atribuir essa
variação de atributos encontrados em campo com uma possível falta de detalhe (escala) dos
mapas com os quais foram analisados.
Do trabalho em campo foram determinados cinco locais com processos erosivos à margem do
reservatório, para o estudo. Dois deles foram locais que não pertenciam ao cadastro previamente
estudado em escritório. Se estabeleceu nesta etapa a coleta de amostras no nível superficial e
profundo para um maior entendimento do comportamento da evolução destes processos
erosivos nestes locais.
119
Estabeleceu-se a realização de ensaios de caracterização geotécnica (granulometria, limites,
densidades), de mineralogia, de comportamento hidráulico a partir da curva de retenção de água
e erodibilidade (desagregação, furo de agulha, MCT e Inderbitzen) para cada coleta realizada.
Se concluiu nesta etapa a relevância do uso de amostradores para a coleta em campo que
permitiram que os trabalhos fossem executados com maior praticidade e economia de tempo.
Os resultados da caracterização geotécnica mostraram de modo geral as mesmas tendências
para os cinco locais estudados tendo solos com altos teores de silte e argila, com baixa
dispersão, evidenciando altos níveis de material agregado. Podendo ser classificados como
solos de tipo Latossolo vermelho – amarelado para os pontos T1, T2, T3 e T5 e Cambissolo
para o ponto T4.
Os cinco pontos T1, T2, T3, T4 e T5 apresentaram massa especifica aparentes baixas sem
mostrar mudanças relevantes desses valores da camada superficial para profunda a exceção dos
pontos T1 cujos valores foram baixos e tiveram uma diminuição de camada superficial para
profunda importante. E o ponto T4 que apresentou um aumento importante em massa especifica
aparente de camada superficial para camada profunda. Os resultados de porosidade e índices de
vazios mostraram valores inversos aos obtidos da massa especifica aparente.
Os resultados obtidos com os índices de consistência mostram plasticidade de medias para
baixas nos cinco pontos podendo notar também que a relação do ângulo –tan β- apresenta
diferentes valores para cada material, observando valores menores para as amostras nas
camadas superficiais e menores nas amostras das camadas a profundidade dos locais T1, T2 e
T5 e valores maiores nas camadas superficiais, nos locais T3 e T4 se observou que os valores
maiores aconteceram nas amostras das camadas superficiais e os valores menores nas amostras
das camadas a profundidade. Os solos caracterizados mostraram ter consistências duras, argilas
inativas evidenciando por sua vez a consistência de material com efeito laterização (ou talvez
um efeito de pre-adensamento). Isto pode ser atribuída as características geológica da Formação
Paracatu do Grupo Canastra a qual tem contato com falhas de empurrão do Grupo Paranoá.
A caracterização mineralógica evidenciou a presença de minerais secundários (se referindo a
minerais secundários aqueles formados de minerais primários que sofreram intemperismo) dos
grupos da Caulinita, Ilita e oxido hidróxidos de ferro e alumínio. O ponto T1 mostrou a presença
dos minerais: Caulinita, Goethita, Gibbsita, Ilita, Hematita e Quartzo minerais para ambas
camadas de solo a exceção da Hematita a qual não se apresentou na camada superficial.
120
No ponto T2 foram destacados a presença de picos de Caulinita, Goethita, Gibbsita, Ilita, e
Quartzo, destacando que em ambas camadas desse ponto a intensidade do pico de quartzo foi
leve, podendo ter por sua vez uma presença menor que o resto dos minerais, observou-se
também uma leve intensidade dos picos de Goethita e Gibbsita desaparecendo na camada
profunda e evidenciando a alta presença da Caulinita ao longo do perfil neste ponto.
Em relação ao local T3 foram destacados presença forte de picos de Caulinita, Gibbsita e Ilita
para ambas camadas com presença menor também de minerais de Quartzo e Goethita e
presenciando levemente a Hematita na camada profunda.
No ponto T4 é predominado pela presença de Ilita em ambas camadas seguida da presença de
caulinita, apresentando hematita só no perfil profundo Goethita aumenta sua presença a
profundidade enquanto que o quartzo diminui. No ponto T5 se evidencia também como no
ponto T3 presença forte de picos de Caulinita, Gibbsita e Ilita para ambas camadas, tendo
presença de Goethita e Hematita leve e apresentando pouca Gibbsita só no perfil a
profundidade.
Os ensaios de erodibilidade ajudaram grandemente a dar um entendimento do comportamento
do material destes processos frente a condições extrínsecas que acontecem em campo. Os
ensaios de desagregação mostram que os solos dos locais T1 e T2 são instáveis quando esses
são imersos em água sendo que suas camadas profundas são ainda mais instáveis que as
camadas superficiais se desagregando aos poucos minutos de execução do ensaio.
O local T3 apresentou maior instabilidade na sua camada superior que na sua camada profunda
isto pode ser atribuído a que a camada profunda apresenta material consistente de um material
mais agregado amarelo e outro de um material de textura argilosa vermelha tendo uma ligeira
estabilidade aquela de textura argilosa. O ponto T4 mostrou estabilidade para ambas camadas.
O comportamento hidráulico do material avaliado pela curva de retenção demostrou que os
pontos estudados T1 e T2 apresentavam curvas de comportamento bimodal tendo uma maior
capacidade de retenção de água aquelas camadas superficiais em relação aquelas camadas
profundas. Os pontos T3 e T4 apresentaram comportamento de curvas unimodais, tendo maior
capacidade de retenção de água as camadas profundas com relação as camadas superficiais.
121
Os ensaios de furo de agulha mostram uma boa relação com resultados obtidos da curva de
retenção de água sendo que para amostras ensaiadas nos pontos T1 e T2 apresentaram maiores
vazões de saída em amostras coletadas em camada profunda, evidenciando também
susceptibilidade a erosão interna, essas camadas foram classificadas como altamente a
medianamente dispersivas (D1 e D2) para as amostras a profundidade T1-P e T2-P
respetivamente.
O ponto T3 apresentou também maior saída de vazão na amostra coletada em camada profunda,
mas observa-se nesse ponto uma leve variação na amostra da camada superior em condição
saturada apresentando susceptibilidade a erosão, mas mesmo assim esta não tem características
dispersivas sendo classificada como ND1.
O ponto T4 foi também classificado como ND1, esse ponto apresentou maior saída de vazão
de água da amostra superficial quando foi ensaiada em condições naturais apresentando também
susceptibilidade a erosão interna. As variações observadas no ponto T3 e T4 em amostras
coletadas a superfície pode ser atribuída a baixa condição de retenção de água nessas camadas
conferindo mais uma vez a boa relação entre estes ensaios.
Destaca-se que a boa correlação existente entre os ensaios de curva de retenção e furo de agulha
pode ser verificado com detalhe na secção de avaliação de tendência de condutividade
hidráulica realizado neste documento.
Os ensaios de avaliação de erodibilidade por critério MCT estudado sob condições de umidade
natural de campo e condições secas evidenciaram mais uma vez a susceptibilidade a erosão das
amostras coletadas a maior profundidade nos pontos T1 e T2, porém, se destaca que a
susceptibilidade a erosão em amostras tais como T1-S, T2-S, T3-S e T4-P se evidenciou
unicamente quando essas atingiam uma estabilização na curva de sucção capilar, tendo valores
do coeficiente de sorção menores, podendo atribuir o aumento a susceptibilidade de erosão a
instabilidade de seus agregados frente a submissão da água evidenciado também nos ensaios de
desagregação e atribuídos a sua vez a baixa densidade aparente mostrados nos ensaios de
caracterização geotécnica.
122
A avaliação do critério de erodibilidade pelo ábaco proposto por Vertamatti & Araújo apresenta
resultados evidenciando como solos medianamente erodíveis as amostras coletadas a
profundidade do ponto T2. O ponto T1-P mostrou ser medianamente erodível quando foi
avaliado em condições secas. As amostras restantes foram classificadas como pouco erodíveis
para ambas condições de umidade, podendo também ter sido a falta de valores mais precisos
de alguns parâmetros que foram estimados com base na literatura.
Os resultados das amostras ensaiadas para a avalição de erodibilidade pelo ensaio Inderbitzen
mostraram suscetibilidade a erosão superficial de baixa a mediana tendo mudanças na sua
susceptibilidade quando ensaiadas a diferentes condições de umidade (pontos T1-S e T3-S). O
ponto T2-S não apresentou nenhuma mudança ao ser ensaiada em diferentes umidades. A
variação dos resultados observados no ponto T1-S e T3-S pode ser atribuída a umidade natural
de coleta no que se encontravam no momento do ensaio, as quais influenciaram grandemente,
sendo que o ponto T1-S se encontrava sob uma condição seca podendo obter maior
destacamento de partículas devido à instabilidade de seus agregados por sua massa especifica
aparente baixa.
A amostra T3-S se encontrava sob uma condição de maior umidade que a T1, mas sua variação
pode ser atribuída a seu comportamento hidráulico que não permite obter uma boa retenção da
água, fazendo que o fluxo de água simulado pelo ensaio infiltrasse na amostra gerando uma
suficiente de tensão hidráulica crítica que permitiu o rápido destacamento de suas partículas
superficiais. As taxas de erodibilidade do ensaio erodibilidade de Inderbitzen foram
confrontadas com as taxas do nomograma Wischmeier mostrando uma boa relação para os
pontos T2-S e T3-S. A variação de critério para o ponto T1-S pode ser atribuída a falta de
valores mais precisos dos parâmetros que foram estimados teoricamente.
Foi observado de forma geral nesta pesquisa que os processos erosivos ocorrentes na margem
esquerda são resultantes das condições geológicas como do tipo de solos que existe na área. E
essa ocorrência de processos tem tendências a evoluir devido fatores intrínsecos do solo que
podem ser agravados por fatores extrínsecos naturais como pelo alto uso antrópico como foi
mostrado nesta pesquisa.
123
5.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS
Recomenda-se a programação mais extensa para trabalhos de campo, assim como também a
coleta de maior quantidade de amostras para conferir os comportamentos dos solos a estudar.
É muito relevante os estudos preliminares assim também a coordenação de trabalho em campo
para poder registrar com mais detalhe cada evento. Como pedologia, geologia, geomorfologia,
descrição dos eventos encontrados na coleta etc.
Recomenda-se realizar estudos de erodibilidade das amostras por outros critérios para
confrontar seus resultados com os ensaios laboratoriais convencionais. Assim como também
realizar maiores estudos de correlação de resultados entre ensaios.
Devido à alta tendência de evolução de ocorrências de processos erosivos nas margens. Resulta
de interesse a realização de estudos sedimentológico detalhado do reservatório, assim como
também realizar um programa de monitoramento prévio a implementação de trabalhos de
controle e após da implementação de trabalhos de controle.
Se sugere realizar um programa de implementação de controle de erosões, especificamente em
áreas de margens de reservatórios, que sejam ambientalmente sustentáveis tais como estruturas
de tubo geossintético, proteção com gabiones tipo caixa, proteção de margem com geossintético
tipo geoweb.
Sugere-se realizar trabalhos de monitoramento das erosões selecionadas neste trabalho de
Pesquisa.
124
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT. (1984a). Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7181 - Analise
Granulométrica.
ABNT. (1984b). Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 6508: Grãos de Solo que
Passam na Peneira de 4,8mm – Determinação da Massa Específica. ABNT,.
ABNT. (1984c). Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7180: Solo- Determinação
do Limite de Plasticidade. ABNT,.
ABNT. (1984d). Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 6459: Solo- Determinação
do Limite de Liquidez. ABNT,.
ABNT. (1986). Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 6457: Amostras de Solo-
Preparação para Ensaios de Compactação e Ensaios de Caracterização. ABNT,.
ABNT. (1996). NBR 13602- Solo Avaliação da dispersibilidade de solos argilosos pelo ensaio
sedimentométrico comparativo- Ensaio de dispersão SCS. .
ABNT. (1998). NBR 14114 Solo - Solos argilosos dispersivos - Identificação e classificação
por meio do ensaio do furo de agulha.
ANDERSON, E.K., ARNOLD, R.W., BARFIELD, B.J., BILLS, N.L., CHRISTENSEN, L.A.,
CLAWSON, M., DOWNY, R.H., ENGLISH, B.C., FLACH, K.W., FOSTER, G.R.,
GILLETTE, D.A., HEIMLICH, R.E., JOHANNSEN, C.J., LARSON, W.E., McBURNIE,
J.C., MILLER, A.R., MIRANOWSKI, J.A., MOLDENHAUER, W.C., OGG, C.W.,
OUTEN, R.B., PIERCE, F.J., RENARD, K.G., ROLOFF, G., RUNGE, F.C.,
ROSENBERRY, P.E., SAMPSON, R.N., SCHNEPF, M., SEITZ, W.D., WALKER, D.J.
& YOUNG, D.L. (1986). Soil Conservation; Assessing the National Resourses Inventory
Vol.2. National Academy Press, Washington, D.C, 2.
ARCAYA, S.G.C. (2007). Avaliação dos Fatores Condicionantes dos Processos Erosivos no
Distrito Federal. Dissertação de Mestrado, Publicação G.DM-156/07, Departamento de
Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 189p.
D’ARMADA, J.C.R. (2012). Como as Ondas Geradas pelo Vento e as Caracterìsticas da
Vegetação Ciliar Inflenciam Erosões em Margens de Reservatórios: UHE Porto Colômbia,
um Estudo de Caso. Dissertação de Mestrado, Departamento de Energia, Sociedade e Meio
Ambiente,Universidade Federal de Itajubá, MG, 77 p.
ARNALDS, O., THORARINSDOTTIR, E.F., METUSALEMSSON, S., JONSSON, A. &
ARNASON, E.G. og A. (2001). Soil erosion in Iceland. The Soil Conservation Service
and the Agricultural Reserch Institute.
ASTM. (1987). ASTM D 2487-85 Annual Book of ASTM Standards. Soil and Rpck; Building
Stones; Geotextiles Section 4 Vol.04.08.
ASTM. (1998). ASTM D 4647-98 Standard Test Method for Identification and Classification
of Dispersive Clay Soils by The Pinhole Test; Vol. 04,08.
AZEVEDO, A.; & DUARTE, H. (2013). Estudo de alternativas de proteção para o controle de
erosão nas margens do reservatório da uhe eng . sérgio motta ( porto primavera ). Congr.
Inovação Tecnológica em Energ. Elétrica, : 11.
BAPTISTA, G.M.M. (2003). Diagnóstico ambiental de erosão laminar: modelo geotecnológico
e aplicação. Brasília: Universa, 2003. 140p.
125
BARROW, C.J. (1991). Land Degradation. Cambridge University Press, New York.
BARSHAD, I. (1959). Factors affecting clay formation. Rev. VI Natl. Conf. CLAY CLAY
Miner., : 23.
BASTOS, C.A.B. (2004). Estudo Geotécnico sobre a Erodibilidade de Solos Residuais não
Saturados. Tese de Doutorado em Engenharia, Departamento de Engenheria Civil,
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 303p.
BASTOS, C.A.B., MILITITSKY, J. & GEHLING, W. (2000). A Avaliação da Erodibilidade
dos Solos sob o Enfoque Geotécnico – Pesquisas e Tendências. Teoria e Prática na
Engenharia Civil, No. 1, p.17-25.
BENNET, H.H. (1955). Elements of Soil Conservation. McGraw Hill, New York- Toronto-
London.
BIGARELLA, J.J.., BECKER, B. & DOS SANTOS, A.. (2003). Origem das paisagens
tropicais e subtropicais.
CAMAPUM DE CARVALHO, J., LELIS, A.C., SALES, M.M., MASCARENHA, M.M.D.A.,
ANGELIM, R.R. & PEREIRA, L.M. (2015). Erosão de Bordo de Reservatório. Cartilha
Projeto de Pesquisa Monitoramento e estudo de técnicas alternativas na estabilização de
processos erosivos em reservatórios de UHEs Instituições, GEOCOM UFG, Goiânia, vol.
1, 53p.
CAMAPUM de CARVALHO, J., SALES, M.M., SOUZA, N.M. & MELO, M.T. da S. (2006).
Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro. Brasília.
CARDOSO, F.B.F. (2002). Propriedades E Comportamento Mecânico De Solos Do Planalto
Central Brasileiro. Tese de Doutorado, Publicação G.TD-009A/02, Departamento de
Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 357 p.
CARVALHO, N.O., FLILIZIOLA JUNIOR, N.P., SANTOS, P.M.C. & LIMA, J.E.F.W.
(2000). Guia de avaliação de assoreamento de reservatórios.
CONSILIU. (2008). Programa De Monitoramento Limnológico E Da Qualidade D ’ Água Uhe
Foz Do Rio Claro. Relatório,.
CORRÊA, L. da S.L. (2006). PROCESSOS EROSIVOS AVANÇADOS EM SÃO
FRANCISCO DE ASSIS – RS : ESTUDO DE CASO. Universidde de Federal Santa Maria
(UFSM, RS).
COSTA, L.M. da; & HORA, M. de A.G.M. da; (2013). Considerações sobre as resoluções
acerca das outorgas de uso da água : estudo da bacia do rio São Marcos [WWW
Document]. Rev. Ambito Juridico; Ambient.,. URL http://www.ambito-
juridico.com.br/site/?n_link=revista_artigos_leitura&artigo_id=13955
CPRM. (2003). Zoneamento Ecológico-Econômico da Região Integrada de Desenvolvimento
do Distrito Federal e Entorno: Fase I. Rio de Janeiro: CPRM.Serviço Geológico do Brasil;
Embrapa; MI/SCO, 2003. 418 p.
DAS, B.M. (1999). Fundamentos de Ingeneria Geotecnica. Thomson Editores, 1999.
DAS, B.M. (2012). Fundamentos de Engenharia Geotécnica, Tradução da 7 edição norte-
americana. Cengage Learning, 2012.
DECAGON DEVICE, I. (2013). WP4C Dew Point PotentiaMeter. Operator’s Manual 57 p.
DNER- ME 256/94. (1994). DNER/DrDTc (IPR)-ME 256-94 Solos compactados com
equipamento miniatura - determinação da perda de massa por imersão, 6p.
126
DNER-ME 194/88. (1988). M-3-81P Ensaio de Sucção Capilar d’ àgua e Permeabilidade, 13p.
FACIO, J.A. (1991). Proposição de uma metodologia de Estudo de Erodibilidade dos Solos do
Distrito Federal. Dissertação de Mestrado, Publicação No. G DM 002A91, Departamento
de Engenharia Civil, Universidade de Brasilia, Brasilia, DF. 120p.
FERNÁNDEZ, B. & SANTOS, J.F. (1980). Determinaçao do fator erodibilidade (K) em três
solos do estado da Paraíba. Agropecuária Técnica, vol.1: 2, 183- 190 p;
FLORÊNCIO, B.A.B., SILVA, E.M. da;, PIMENTEL, M.R. dos S., SOUSA, P.C. de; &
ASSUNÇÃO, W.L. (2009). Uso da água na bacia hidrográfica do rio são marcos – goiás /
brasil. XII Encuentro Geogr. Am. Lat., : 15p.
FURNAS, PCE, SPEC, AGRAR & BIODINÂMICA. (2005a). Relatorio de Impacto
Ambiental- RIMA AHE PAULISTAS. Governo Federal, MG/ GO.
FURNAS, PCE, SPEC, AGRAR & BIODINÂMICA. (2005b). Estudo de Impacto Ambiental-
EIA AHE Paulistas Vol. 1. Governo Federal, MG/ GO.
VAN GENUCHTEN, M. (1980). A closed form equation for predicting the hydraulic
conductiviity of unsaturated soils. Soil Sci Soc Am J, 44: 892–898.
GITIRANA Jr, G.F.N. & FREDLUND, D.G. (2004). Soil-water characteristic curve equation
with independent properties. Managing, 130(February): 209–212.
GÓMEZ, C.M. (2013). Avaliação Geotécnica de um Perfil de Solo Tratado
Biotécnológicamente para Fins de Pavimentação. Tese de Doutorado, Publicação G.TD-
083A/13, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília,
Brasília, DF, 161 p.
GRANDO, A., MACIEL, C.B., CORSEUIL, C.W., MACCARINI, M., KOBIYAMA, M. &
HIGASHI, A.R. (2009). Erodibilidade do solo de uma microbacia experimental. XVIII
Simpósio Bras. Recur. Hídricos, : 1–19.
GUASSELLI, L.A., EVERS, H., OLIVEIRA, M.G. & SUERTEGARAY, D.M.A. (2009).
Definição de padrões de formas das vertentes relacionadas com a ocorrência de areais,
através de dados geomorfométricos, em sub- bacias da bacia hidrográfica do rio ibicuí- rs.
An. XIV Simpósio Bras. Sensoriamento Remoto, Natal, Bras., (2008): 3867–3874.
GUERRA, A.J.T. & BOTELHO, R.G.M. (1996). Características e propriedades dos solos
relevantes para os estudos pedológicos e análise de processos erosivos. Anuário do Inst.
Geociências, vol, 19: 93–114.
GUERRA, A.T. (1997). Dicionário Geológico-geomorfológico. 9 Ed. IBGE, Rio de Janeiro.
GUILHERME, J., AlLMEIDA, R., ROMÃO, P.A., MASCARENHA, M. & SALES, M.
(2015). Erodibilidade de solos tropicais não saturados no municipios de senador canedo e
bonfinópolis (go). Geociêcia, 4(1): 441–451.
GUIMARÃES, D.P., LANDAU, E.C. & REIS, R.J. dos; (2013). Caracterização da bacia
hidrográfica do rio são marcos. XX SIIMPÓSIO Bras. Recur. HÍDRICOS, (2010): 8p.
GUIMARÃES, M.E. (2013). Curso: mineralogia de rochas e sedimentos por difração de raios-
x.
HEAD, K.H. (1993). Manual of soil laboratory testing. Vol. 1. Soil classification and
compaction tests. Whittles Publ.,. 1.
ICF International. (2011). Programa de Monitoramento de Pontos Propensos à Instabilização
de Encostas e Taludes Marginais.
127
IPCC, I.P. on C.C. (2012). Renewable energy sources and climate change mitigation: special
report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Choice Rev. Online,.
JESUS, A.S. (2013). Investigacao Multidisciplinar de Processos Erosivos Lineares: Estudo de
Caso da Cidade de Anapolis -GO. Tese de Doutorado, Publicação G.TD - 087/2013,
Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 340 p.
KOHNKE, H.. & BERTRAND, A.. (1959). Soil Conservation. McGraw Hill, New York-
Toronto- London.
KUKAL, Z. (1964). Geology of recent Sediments. CSAV Publishers, Prague.
LIMA, M.C. (1999). Contribuição ao Estudo do Processo Evolutivo de Boçorrocas na Área
Urbana de Manaus. Dissertação de Mestrado, Publicação GDM-057A/99, Departamento
de Engenharia Civil, Universidade de Brasilia, Brasilia, DF, 150p.
MACEDO, Í.L. (2009). Estudo de Modelos em Ambiente de Geoprocessamento para a Previsão
de Erosão e Assoreamento de Reservatórios : O Caso da Bacia do Rio Indaiá - UHE Três
Marias, MG. Tese de Doutorado em Geotecnia,Publicação G.TD-060/09, Departamento
de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 312p.
MAHMOOD, K. (1987). Reservoir sedimentation; Impact, Extent, and Mitigation. Encycl.
Hydrol. Sci.,.
MARTINS, E.O. (2005). Cadastro Georreferenciado de Erosões no Distrito Federal.
Dissertação de Mestrado, Publicação no G.DM-139/2005, Departamento de Engenharia
Civil e Ambiental, Universidade de Brasilia, Brasilia, DF, 114p.
MASCARENHA, M.M.S. (2008). Influência da Microestrutura no Comportamento Hidro-
Mêcanico de uma Argila Siltosa não Saturada incluindo Pequenas Deformações.
10.1017/CBO9781107415324.004, Tese de Doutorado, Publicação G.TD-056/08,
Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 158 p.
MATEUS, A. (Coord). (2008). Solo: a pele da Terra [WWW Document]. Lisboa,. URL
http://geologia.fc.ul.pt/documents/163.pdf, consultado em Julho 2015
MATHEUS, I.C. (2006). Proposta de Metodologia para Dimensionamento da Espessura de
Núcleos Argilosos em Barragens Baseada em Ensaios Pinhole. Dissertação de Mestrado,
Publicação G.DM-147/06, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade
de Brasília, Brasília, DF, 160 p.
MELLO, C.R., OLIVEIRA, G.C., FERREIRA, D.F., LIMA, J.M. & LOPES, D. (2005).
Modelos para determinação dos parâmetros da equação de van genuchten para um
cambissolo. Eng. Agrícola, 9(1): 23–29.
MENEZES, M.B.M. de. (2010). Análise da influência do teor de umidade na absorção d’água
e sucção dos solos em estudos de erodibilidade. . Geociencias, Dissertação de Mestrado
em Geotecnia, Escola de Engehnaria, Universidade de São Paulo, São Carlos, 139p.,
Geociencias,.
MORTARI, D. (1994). Caracterização Geotécnica e Analise do Processo Evolutivo das Erosões
no Distrito Federal. Dissertção de Mestrado em Geotecnia, Departamento Engenharia
Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 200p.
MULLER, A.C. (1995). Hidrélectricas, Meio Ambiente e Desenvolvimento. São Paulo,
Makron Books,412p.
128
NACINOVIC, M.G.G. (2009). Estudo de erosão pela análise de Sucção e Escoamento
Superficial na Bacia do Corrego Sujo (Teresopolis, RJ). Dissertação de Mestrado,
Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de
Janeiro,RJ, 167 p.
NADAL-ROMERO, E., VERACHTERT, E., MAES, R. & POESEN, J. (2011). Una nueva
herramienta para evaluar la susceptibilidad de los suelos a los procesos de sufosión o
piping: el pinhole test. Cuad. Investig. Geogr., 37(1): 99–114.
NASCIMENTO, D.T.F.. & ROMÃO, P. de A. (2016). Cartas Tématicas Bacia de Batalha. In:
Sales et al. (org) Relatório Técnico “Monitoramento e Estudo de Técnicas Alternativas na
Estabilização de Processos Erosivos em Reservatórios de UHEs”. Convênio Furnas/UFG
9000000507. 2016.
NOGAMI, J.S. & VILLIBOR, D.F. (1979). Soil characterization of mapping units for highway
purposes in a tropical area. Bull. Int. Assoc. Eng. Geol. - Bull. l’Association Int. Géologie
l'Ingénieur, 19(1): 196–199.
NOGAMI, J.S. & VILLIBOR, D.F. (1995). Parte 1. Paviment. Baixo Custo com Solos
Lateríticos,.
NSW AGRICULTURE, Soil. (2000). Chapter d1. soil examination and structural rating.
SOILpak for vegetable growers, pp. 1–18.
OTÁLVARO, I.F. (2013). Comportamento Hidromecânico de um Solo Tropical Compactado.
Tese de Doutorado, Publicação G.TD-082/13, Departamento de Engenharia Civil,
Universidade de Brasília, Brasília, DF, 122 p.
SANTO ANTÔNIO ENERGIA S.A.; & PCE PROJETOS E CONSULTORIAS DE
ENGENHARIA. (2012). Monitoramento da Evolução dos Trechos com Margens Erodidas
ou Potencialmente Instáveis.
SANTOS, R.M.M. (1997). Caracterização Geotécnica e Análise do Processo Evolutivo das
Erosões no Município de Goiânia. Dissertção de Mestrado, Publicação G.DM0044A97,
Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 120p.
SCAPIN, M.A. (2003). Aplicação da Difração e Fluorescência de Raios X (WDXRF): Ensaios
em Argilominerais. Dissertação de Mestrado, Instituto de pesquisas energéticas e
nucleares, Autarquia associada a Universidade de São Paulo, 80p.
SHEN, H.W. (1976). Stochastic Approaches to Water Resources. Vol. I and. Fort Collins,
Colorado, USA.
SHERARD, J.., DUNNIGAN, L.., DECKER, R.. & STEELE, E.F. (1976). Pinhole test for
identifying dispersive soils. JourEngineering, 1(Geotechnical, nal of the Division, ASCE,
102): 69–85.
SIDORCHUK, A. (1999). Dynamic and static models of gully erosion. Elsevier, Catena, 37(3-
4): 401–414.
SILVA, A.F. da. (2003). Mapeamento Geotecnico e Analise dos Processos Erosivos na Bacia
do Corrego Tuncum, São Pedro-SP escala 1:10.000. Dissertação de Mestrado em
Geotecnia, Engenharia Civil, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, 117p.
SILVA, C.F.A., PORTO, E.O. & PORTO, J.O. (2009). Utilização do Nomograma de
Wischmeier et Al (1971) para Determinaçãoda Erodibilidade de Substratos Minerados no
Distrito Federal. Curso de Graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Católica
de Brasília, 25 p.
129
SILVA, E.C.S. (2009). Estudo Regional para a Avaliação da Erosão Laminar Potencial na Bacia
Hidrográfica do Reservatório Corumbá IV. Dissertação de Mestrado,Departamento de
Engenharia Civil, Brasília, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 129p.
SILVA, R.S., MASCARENHA, M.M.S. & JESUS, A.S. (n.d.). Erodibilidade de solos tropicais
não saturados em Silvânia-GO. 8p.
SMITH, R.M. & STAMEY, W.L. (1965). Determining the range of tolerable erosion. Soil Sci.,
100(6): 414–424.
SMITH, R.M.. & STAMEY, W.L.. (1964). How to establish erosion tolerances. Soil Water
Conserv., 19: 3.
STORGATTO, G., SOMAVILA, L.D.C., MALLMANN, K., NAGEL, F., SCHNEIDER, P.A.,
NUMMER, A.V. & PINHEIRO, R.J.B. (2010). Utilização do Critério de Erodibilidade
Baseado em Ensaios da Metodologia MCT para Caracterização de Solos e Rochas
Sedimentares. CONRAMSEG 2010, Engenharia geotècnica para o desenvolvimento,
Inovação e sustentabilidade, AMBS, 6p.
VERTAMATTI, E. & ARAÚJO, F.A.R. (1990). Critério de Previsão do Potencial Erosivo em
Solos Tropicais. Reunião Anua de Pavimentação, 24., 1990, Belem/PA. Anais... Rio de
Janeiro/RJ: ABPv, 1990.v.1, 328-348 p.
VERTAMATTI, E. & ARAÚJO, F.A.R. (1995). Uma Abordagem para Previsão do Grau de
Erodibilidade de Solos Tropicais. In: SIMPOSIO NACIONAL DE CONTROLE DE
EROSÃO, 5., 1995, Baurú/SP. Anais..., Baurú/SP: ABGE/P.M. Baurú/UNESP, 1995.
483-486p.
VERTAMATTI, E. & ARAÚJO, F.A.R. (1998). Elaboração de Abaco de Erodibilidade de
Solos Tropicais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE MECANICA DE SOLOS E
ENGENHARIA GEOTECNICA, 11, 1998, Brasilia/DF. Anais...Brasilia/DF: ABMS,
1998. v. 1, 573-579p.
VILLALOBOS, I.G. (2007). Avaliação da Estimativa do Potencial de Erodibilidade de Solos
nas Margens de Cursos de Agua: Estudo de Caso Trecho de Vazão Reduzida Capim
Branco I Araguari Minas Gerais. Dissertação de Mestrado em Saneamento, Meio
Ambiente e Recursos Hídricos, Depatamento de Meio Ambiente e Recursos Hídricos,
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG,216p.
VILLIBOR, D.F. & ALVES, D.M.L. (2015). Classificação Geoténica MCT [WWW
Document]. Portal Tecnol. Geotécnia,. URL
http://www.portaldetecnologia.com.br/geotecnia/classificacao-geotecnica-mct/
WISCHMEIR, W.H. & SMITH, D.D. (1978). Predicting rainfall erosion losses. Agric. Handb.
no. 537, (537): 285–291.
ZACHAR, D. (1982). Soil Erosion. New York.
ZUQUETTE, L. V., PEJON, O.J. & DOS SANTOS COLLARES, J.Q. (2004). Land
degradation assessment based on environmental geoindicators in the fortaleza
metropolitan region, state of ceará, brazil. Environ. Geol., 45(3): 408–425.
130
APÊNDICE
APÊNDICE A- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREA DE
RECONHECIMENTO NORTE E SUL.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte,
Margem direita, Forma de relevo convergente
convexo.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, borda
com material predominante Filito.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte,
Margem esquerda, pivô central.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte,
margem esquerda, movimento de massa perto de
ponto T2.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte,
margem esquerda, área de reserva.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem
direita, bordas com líneas de drenagem bem definidas.
131
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de
erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Tipo de
solo Cambissolo originado do filito, material não
consolidado cor rosa intercalado com material
amarelo
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de
erosões alagada, área com trabalhos de contenção.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área de
grande extensão antropogenizada perto do ponto T5.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área
ainda não influenciada por enchimento de
reservatório ponto T5.
Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área
consistente de formações de ravinas e sulcos.
132
APÊNDICE B- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREAS DEGRADAS A
ESTUDAR, PONTOS T1, T2, T3, T4 E T5.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T1
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2, perfil
exposto.
133
Apêndice B-: Cabeça Processo Erosivo Ponto T2. Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 indícios de
processos de erosão interna (piping).
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 vista de
presença de descontinuidades
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2
descontinuidades observadas em campo se
manifestando em pequeno bloco coletado
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 vista desde a
margem do Rio.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 entrando
para a coleta da amostra.
134
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3, vista da extensão
linear.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3
perfil exposto a profundidade.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4 com trabalho de contenção realizada.
135
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4.
Material Filito Roxo e amarelo
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito
amarelo também podendo ser encontrado na superfície.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4.
Material Filito Roxo com presença de
descontinuidades preenchidas.
Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito
roxo com presença de descontinuidades preenchidas.
Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo
Ponto T5
Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T5.
136
APÊNDICE C- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE COLETA DE
AMOSTRAS
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T1 Coleta com
amostrador para ensaio Inderbitzen.
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4. Coleta com
amostrador para ensaio de desagregação.
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 Coleta
com amostrador para ensaio de erodibilidade
por critério MCT.
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta com
amostrador para ensaio de furo de agulha
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de
pequeno bloco indeformado a profundidade.
Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta de
pequeno bloco indeformado observasse material
amarelo intercalado.
137
APÊNDICE D- TABELA DE INFORMAÇÃO ADICIONAL CALCULADO A
PARTIR DA CARACTERIZAÇÃO MECANICA COEFICIENTES DE CURVATURA,
UNIFORMIDADE, D10, D30, D60.
Apêndice D-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de pequeno bloco indeformado a profundidade
Local Diâmetros de Referencia (mm) Coeficientes
D10 D30 D60 Uni. Cu
Curv. Cc
T1-S 0,0023 0,007 0,021 9,1 1,0
T1-P 0,0027 0,012 0,031 11,5 1,7
T2-S 0,005 0,013 0,024 5,2 1,1
T2-P 0,0027 0,0065 0,014 4,8 1,4
T3-S 0,0023 0,0091 0,022 9,6 1,6
T3-P 0,0015 0,0051 0,018 12,0 1,0
T4- S 0,006 0,013 0,024 4,0 1,2
T4- P 0,003 0,007 0,018 6,0 0,9
T5- S 0,002 0,006 0,018 9,0 1,0
T5- P 0,0023 0,0065 0,0185 8,0 1,0
138
APÊNDICE E- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE
ERODIBILIDADE POR AVALIAÇÃO DO CRITERIO MCT.
Apêndice E-: Materiais usados para ensaio de sucção Capilar Apêndice E-: Ensaio sucção capilar
ponto T1-S evidenciando absorção da
água na superfície.
Apêndice E-: Preparação de corpo de prova em
amostrador ponto T2-P
Apêndice E-: Preparação da amostra ponto T2-P.
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade
natural dos pontos T1-S e T2-S
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade
natural do ponto T2-P.
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com secagem 72 hrs
dos pontos T1-P, T3-P e T4-P
Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com
secagem 72 hrs dos pontos T1-P.
139
APÊNDICE F- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE FURO DE
AGULHA.
Apêndice F-: Materiais usados no ensaio de furo de agulha
(2 kits)
Apêndice F-: Colocação de guia para agulha
durante a montagem do corpo de prova.
Apêndice F-: Colocação da malha 2 na montagem
do corpo de prova
Apêndice F-: Colocação de areia no extremo de entrada
de fluxo.
Apêndice F-: Montagem de roscas e
parafusos.
Apêndice F-: Montagem do corpo de prova completo.
140
Apêndice F-: Montagem final do
aparelho pronto para o ensaio.
Apêndice F-: Corpo de prova ponto T1-P início do ensaio.
Apêndice F-: Coleta de água vazada no início do ensaio ponto T1-P Apêndice F-: Coleta de água
vazada no final da carga
hidráulica.
Apêndice F-: Corpo de prova no final do ensaio após etapa
de descarga hidráulica.T1-P
Apêndice F-: Corpo de prova no tubo de
acrílico observa-se colapso e socavação do
corpo de prova ponto T1-P.
141
APÊNDICE G- GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO DO MATERIAL
DESAGREGADO IMERSÃO TOTAL.
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T1-S
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T1-P
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T2-S
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T2-P
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T3-S
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T3-P
142
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T4-S
Apêndice G-: Curva granulométrica de solo
desagregado T4-P
Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de
prova do ponto T1-P ensaio Desagregação Imersão
total
Apêndice G-: Extração do Corpo de prova T1-P.
observa-se a presença do material amarelo e cinza
ensaio Desagregação Imersão total.
Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova
do ponto T2-P ensaio Desagregação Imersão total
Apêndice G-: Corpo de prova T2-P. observa-se a
presença do material amarelo e cinza ensaio
Desagregação Imersão total.
Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova do
ponto T4-P ensaio Desagregação Imersão total
Apêndice G-: Extração do Corpo de prova
T4-P. observa-se a presença do material roxo
laminar incrustrado ensaio Desagregação
Imersão total.
143
APÊNDICE H- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO
INDERBITZEN.
Apêndice H-: Corpo de prova pronto para ser
colocado no aparelho Inderbitzen
Apêndice H-: Proteção da amostra com membrana para
proteger de qualquer desprendimento prévio a estabilização
do fluxo na rampa.
Apêndice H-: Umedecimento da superfície da
rampa para facilitar o direcionamento no fluxo no
início do ensaio.
Apêndice H-: Rotâmetro com vazão proposta
estabilizada durante o ensaio.
Apêndice H-: Coleta de solo
erodido nas peneiras. No. 40, 100,
200 e recipiente para coleta de
passante de peneira. No. 200
Apêndice H-: Coleta de solo transferida em cápsulas para depois colocar
a secagem em estufa.
144
APÊNDICE H1- CURVAS GRANULOMETRICAS DE SOLO ENSAIO
INDERBITZEN
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen
condição w nat T1-S
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen
condição embebida T1-S
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen
condição w nat T2-S
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen
condição embebida T2-S
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen
condição w nat T3-S
Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen
condição embebida T3-S
145
APÊNDICE I- CURVAS GRANULOMETRICAS OBTIDAS MEDIANTE O
GRANULOMETRO LASER.
Apêndice I-: Granulometria da erosão T1 em
condições de umidade natural e seca ao ar
Apêndice I-: Granulometria da erosão T2 em
condições de umidade natural e seca ao ar.
Apêndice I-: Granulometria da erosão T3 em
condições de umidade natural e seca ao ar
Apêndice I-: Granulometria da erosão T4 em
condições de umidade natural e seca ao ar.
Apêndice I-: Granulometria da erosão T5 em condições
de umidade natural e seca ao ar
146
APÊNDICE J- DIFRATOGRAMAS DOS PONTOS T2, T3, T4, T5 T1-P CINZA E T1-
P AMARELO.
Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-S.
Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-P
150
Apêndice J-: Difratograma da erosão T5-P
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Integral
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Acumulada
Reg. 2155.2015 - Análise Integral
01-070-2066 (N) - Chlorapatite - Ca5(PO4)3F0.17Cl0.8
00-010-0490 (N) - Muscovite-2M2, barian - (Ba,K)Al2(S
01-087-2070 (I) - Diopside, ferroan - (Fe0.35Al0.20Mg0
01-089-7499 (*) - Silicon Oxide - SiO2
00-046-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2
00-041-1480 (I) - Albite, calcian, ordered - (Na,Ca)Al(Si
00-058-2004 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)4
00-058-2016 (I) - Illite-2M2, glycolated - (K,H30)Al2(Si3
2155.2015-I - File: 2155.2015-I.raw - Type: 2Th/Th lock
Lin
(C
ou
nts
)
0
500
1000
2-Theta - Scale
3 10 20 30 40 50 60 70
9,9
74
9
7,1
27
7
4,9
65
3
4,4
80
3
3,4
84
43
,32
34
3,2
00
9
2,9
84
32
,85
88
2,7
81
9
2,5
68
22
,48
50
2,3
89
2
2,1
27
1
1,9
88
6
1,6
42
4
1,5
05
2
4,2
39
1
3,8
84
1
151
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Integral
Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Acumulada
Reg. 2154.2015 - Análise Integral
01-088-1154 (C) - Silicon Oxide - Si112O224
01-089-7499 (*) - Silicon Oxide - SiO2
01-087-2070 (I) - Diopside, ferroan - (Fe0.35Al0.20Mg0
00-058-2004 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)4
00-058-2016 (I) - Illite-2M2, glycolated - (K,H30)Al2(Si3
00-046-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2
2154.2015-I - File: 2154.2015-I.raw - Type: 2Th/Th lock
Lin
(C
ou
nts
)
0
500
1000
1500
2-Theta - Scale
3 10 20 30 40 50 60 70
14
,76
11
11
,43
50
9,9
16
5
7,1
10
0
4,9
72
8
4,4
46
74
,24
12
3,5
64
6
3,3339
2,9
79
4
2,5
63
2 2,4
53
6
2,2
76
22
,23
06
2,1
23
2
1,9
79
3
1,8
15
9
1,6
69
5
1,5
39
2
1,4
50
9
1,3
82
01
,38
02
1,3
71
6
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