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Técnicas de bioengenharia para revegetação ...
ISSN: 2177-305X
CENTRO BRASILEIRO PARA CONSERVAÇÃO DA
NATUREZA E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
BOLETIM TÉCNICO CBCN
N o 001
TÉCNICAS DE BIOENGENHARIA PARA
REVEGETAÇÃO DE TALUDES NO BRASIL
Laércio Couto
Wantuelfer Gonçalves
Arnaldo Teixeira Coelho
Cláudio Coelho de Paula
Rasmo Garcia
Roberto Francisco Azevedo
Marcus Vinicius Locatelli
Tatiana Gontijo de Loreto Advíncula
Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta
Cristiane Alves Barbosa Costa
Luis Carlos Gomide
Pedro Henrique Motta
Viçosa – Minas Gerais
2010
Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010
ISSN: 2177-305X
COUTO, L. et al.
2
INFORMAÇÕES GERAIS
O Boletim Técnico CBCN é o veículo de divulgação técnico-científica do Centro
Brasileiro para Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável que publica
trabalhos no campo da conservação da natureza e do desenvolvimento sustentável.
Editor Chefe: Gumercindo Souza Lima
Editor Assistente: Guido Assunção Ribeiro
Comissão Editorial
Presidente: Antonio Lélis Pinheiro; Vice Presidente: Rasmo Garcia; Membros: Antônio
de Arruda Tsukamoto Filho (UFMT), Carlos Antônio Alvares Soares Ribeiro
(UFV), Cláudio Coelho de Paula (UFV), Eduardo Antônio Gomes Marques (UFV),
Elias Silva (UFV), Ésio de Pádua Fonseca (UEL), João Luis Lani (UFV), Jorge
Alberto Gazel Yared (CBCN), José Geraldo Mageste (UFVJM), João Carlos de
Carvalho Almeida (UFRRJ), Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta (CBCN),
Júlio Cesar Lima Neves (UFV), Laci Mota Alves (FATEC Presidente Prudente),
Luiz Carlos Couto (UFVJM), Omar Daniel (UFGD), Roberto Azevedo (UFV),
Rodrigo Silva do Vale, (UFRA); Wantuelfer Gonçalves (UFV)
Coordenação de Edição: ICONE – Instituto para o Conhecimento Empresarial Ltda.
Diagramação: Franz Lopes da Silva
Revisão Linguística: Eliane Ventura da Silva
Capa: Ricardo Resende
Impressão: Qualigraf Serviços Gráficos Ltda.
Circulação: Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e Desenvolvimento
Sustentável - CBCN
Endereço:
Rua Professor Alberto Pacheco, 125 – salas 506 e 507 – Ramos
36570-000 Viçosa, Minas Gerais - Brasil
Telefone/Fax: +55 (31) 3892-4960
[email protected] / www.cbcn.org.br
Ficha Catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e
Classificação da Biblioteca Central da UFV
T252
2010
Técnicas de bioengenharia para revegetação de taludes
no Brasil / Laércio Couto ... [et al.] – Viçosa, MG :
CBCN, 2010.
118p. : il. (algumas col.) ; 21 cm.
Esta publicação foi
carboneutralizada
(Boletim técnico CBCN, 2177-305X ; 1).
Inclui bibliografia.
1. Meio ambiente. 2. Desenvolvimento sustentável.
3. Proteção ambiental. I. Couto, Laércio, 1945- .
II. Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e
Desenvolvimento Sustentável. III. Série.
Apoio: CEMIG – Companhia Energética
de Minas Gerais S/A
CDD 22.ed. 363.7
SOLICITA-SE PERMUTA
EXCHANGE DESIRED
3
Projeto: PESQUISA & DESENVOLVIMENTO – GT 196
CEMIG
Diretoria de Geração e Transmissão
Luiz Henrique de Castro Carvalho
Superintendência de Gestão Ambiental da Geração e Transmissão
Enio Marcus Brandão Fonseca
Gerência de Estudos e Manejo da Ictiofauna e Programas Especiais
Newton José Schimidt Prado
CBCN
Presidente
Laércio Couto
Coordenador Geral Projeto GT 196
Laércio Couto
Coordenador pela Cemig
Rodrigo Avendanha Liboni
Equipe Técnica
Arnaldo Teixeira Coelho
Claudio Coelho de Paula
Cristiane Alves Barbosa Costa
Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta
Laércio Couto
Luis Carlos Gomide
Marcus Vinicius Locatelli
Pedro Henrique Motta
Rasmo Garcia
Roberto Francisco Azevedo
Tatiana Gontijo de Loreto Advíncula
Wantuelfer Gonçalves
Equipe Administrativa
Franz Lopes da Silva
Leonardo Paiva Pereira
Tatiana de Almeida Crespo
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COUTO, L. et al.
5
SUMÁRIO
Página
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................... 7
2 EVOLUÇÃO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NO BRASIL ............... 13
3 CONSIDERAÇÕES SOBRE SOLOS ..................................................... 16
3.1 Constituição .................................................................................
3.2 Cor ................................................................................................
3.3 Textura ..........................................................................................
3.4 Estrutura .......................................................................................
3.5 Cerosidade ...................................................................................
3.6 Porosidade ...................................................................................
3.7 Consistência .................................................................................
3.8 Cimentação ...................................................................................
3.9 Considerações sobre erosão ........................................................
3.10 Equação Universal de Perdas de Solo ........................................
3.10.1 Fator climático .......................................................................
3.10.2 Fator de erodibilidade ............................................................
3.10.3 Fator topográfico ...................................................................
3.10.4 Fator de cobertura vegetal e recobrimento do solo ...............
3.10.5 Fator de manejo de culturas e conservação do solo .............
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4 FATORES A SEREM CONSIDERADOS EM PROJETOS DE
PROTEÇÃO DE TALUDES ................................................................. 44
4.1 Edáficos .......................................................................................
4.2 Temperatura .................................................................................
4.3 Precipitação ..................................................................................
4.4 pH/salinidade ...............................................................................
4.5 Resistência ao fogo ......................................................................
44
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5 EFEITO DA VEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DE TALUDES E
ENCOSTAS ........................................................................................ 50
5.1 Seleção de plantas para controle de erosão e áreas degradadas .. 63
6
COUTO, L. et al.
Página
6 BIOENGENHARIA DE SOLOS NA PROTEÇÃO DE TALUDES E
RECUPERAÇÃO AMBIENTAL ......................................................... 69
6.1 Geossintéticos ............................................................................
6.2 Retentores sedimentos ................................................................
6.2.1 Bermalongas ..........................................................................
6.2.2 Paliçadas de madeira ..............................................................
6.2.3 Preenchimentos de concavidades erosivas ...........................
6.3 Solo envelopado verde ...............................................................
6.4 Solo grampeado verde ................................................................
6.5 Madeira e estacas vivas ..............................................................
6.6 Concreto .....................................................................................
6.7 Ligas metálicas ............................................................................
6.8 Hidrossemeadura ........................................................................
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82
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86
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7 DRENAGEM DOS TALUDES ............................................................. 97
7.1 Drenagem de superficial .............................................................. 98
7.1.1 Canaletas ................................................................................ 98
7.1.2 Escada hidráulica ................................................................... 99
7.2 Drenagem subterrânea ................................................................ 99
7.2.1 Geossintéticos ...................................................................... 103
7.2.2 Geotêxteis .............................................................................. 103
7.2.3 Geogrelhas ............................................................................ 103
8 PROTEÇÃO DE CURSOS D’ÁGUA ................................................... 105
9 CONTROLE DE PRAGAS .................................................................. 109
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................... 110
7
1 INTRODUÇÃO
As atividades antrópicas, ao longo dos anos, podem resultar em
modificações na paisagem e eventualmente ter como consequência
a degradação do solo. Com a finalidade de minimizar este fato,
estabilizar os processos erosivos e amenizar o aspecto visual negativo
causado por tais atividades, são realizadas obras de drenagem,
geotécnicas, de terraplenagem e de implantação de revestimento
vegetal.
A minimização dos impactos ambientais decorrentes das
atividades humanas é uma preocupação cada vez maior da população.
Aliada à pressão da sociedade e às exigências legais, e também
por iniciativa própria, as empresas públicas e privadas e as instituições
de pesquisa interessaram-se na execução de projetos e no
desenvolvimento de tecnologias e produtos para atender a esta
crescente demanda na área ambiental.
Também neste contexto, as universidades criaram cursos de
graduação e pós-graduação em gestão ambiental e em áreas
correlatas, ampliando a oferta de profissionais no mercado e
aumentando os estudos e pesquisas nessa área.
Muitas vezes a construção de estradas, de usinas hidrelétricas
e de subestações e outras obras exigem movimentação de terras, o
que pode resultar em taludes que estão sujeitos às intempéries e às
oscilações de temperatura e umidade, proporcionando dificuldades
para o estabelecimento de cobertura vegetal, comprometendo assim
a completa recuperação ambiental do local afetado. Para muitos
desses taludes é necessário elaborar e implantar projetos de
recuperação de áreas degradadas, incluindo medidas mitigadoras e
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COUTO, L. et al.
reconstrução topográfica, de acordo com o grau e o tipo de impacto
ambiental causado pelo empreendimento.
No Brasil o deslizamento de encostas tem provocado acidentes,
principalmente em áreas urbanas, devido à ocupação acelerada e
desorganizada que avança progressivamente sobre terrenos
considerados instáveis, o que, cada vez mais, expõe a grandes riscos
a população que neles se aloja. Segundo Inbar et al. (1998), citados
por Fernandes et al. (2004), as principais atividades responsáveis
pela degradação de aspectos geomorfológicos são as mineradoras e
a abertura de estradas, estas gerando quase sempre modificações
significativas na paisagem.
Em relevos íngremes e desnudos de vegetação, as enxurradas
são frequentes e os processos erosivos decorrentes mobilizam muita
massa de solo, o que é intensificado nas cidades por serem essas
superfícies bastante impermeabilizadas. As enxurradas depositam
os materiais transportados nas vertentes ou nos fundos dos vales,
causando assoreamento dos corpos d’água, o que por sua vez
promove alagamentos, bem como diminuição da capacidade de
armazenamento de água nos reservatórios, trazendo assim sérios
prejuízos para o abastecimento e a produção de energia hidrelétrica
(CARVALHO et al., 2006).
Parizzi et al. (2004), a partir de dados fornecidos pela Secretaria
da Habitação e da Coordenadoria de Defesa Civil da cidade de
Belo Horizonte-MG, constataram uma média anual de 400 desmoronamentos entre 1994 e 2000 nas periferias da capital mineira.
Muitas vezes a situação de instabilidade de taludes e encostas
é agravada em períodos de chuva, causando erosões, carreamento
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dos solos e sedimentos para os corpos d’água, destruição de
residências e até mortes (Figuras 1 e 2).
As características intrínsecas das áreas sob as supracitadas
intervenções predispõem e condicionam diversos fenômenos, sendo
um dos mais comuns a suscetibilidade à erosão, neste caso o
movimento de massa de solo em encostas e taludes, genericamente
denominado de escorregamento (Figura 3).
Segundo Toy et al. (2002), a perda de solo por erosão acarreta
redução do potencial natural de revegetação.
Dentre os prejuízos decorrentes dos movimentos de massa de
solos incluem-se a desvalorização de terras, a perda de produtividade
Figura 1 - Deslocamento de terra em área urbana devido às intensas
chuvas de verão, cidade de Canaã-MG, janeiro de 2009.
A seta amarela indica a região que a massa de solo
erodido alcançou.
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COUTO, L. et al.
Figura 2 - Estado de calamidade pública na cidade de Canaã-MG,
em decorrência dos desmoronamentos de diversos
taludes com as intensas chuvas de verão, janeiro de 2009.
Figura 3 - Transtorno em trecho urbano da BR-120 na cidade de
Viçosa-MG, decorrente do escorregamento de massa de
solo.
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e a degradação da qualidade da água, além de danos aos sistemas
de transportes, energia elétrica, abastecimento público, dentre outros
(Figura 4).
De acordo com pesquisa realizada pelo Departamento de Águas
e Energia Elétrica e pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas, no
Estado de São Paulo, 70% das ocorrências de erosões são causadas
pela má conservação de estradas vicinais. O governo do Estado,
buscando uma solução para esses problemas, criou o Programa
Melhor Caminho, com a coordenação da Secretaria de Agricultura
e Abastecimento e a Companhia de Desenvolvimento Agrícola de
São Paulo (CODASP) como executora dessas obras (CODASP,
2008).
Figura 4 - Detalhe de processos erosivos impactando linhas de
transmissão.
12
COUTO, L. et al.
A CODASP, a Fundação Rural Mineira (RURALMINAS) e
as empresas de assistência técnica e extensão rural, dentre elas a
Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI) no Estado
de São Paulo e a Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural
(EMATER) por todo o Brasil, são também exemplos de empresas
que vêm se dedicando à conservação da água e do solo no meio
rural, atuando na construção, recuperação e conservação de estradas
vicinais pelo manejo integrado de sub-bacias hidrográficas.
Os taludes de corte resultantes das obras civis como construção
de estradas, áreas de empréstimo e barragens devem ser revegetados
para que não desencadeiem problemas mais graves no futuro (DIAS,
1998).
Pesquisas têm mostrado a eficiência das diferentes técnicas
de revegetação de taludes (EINLOFT, 2004; FERNANDES,
2004).
O Manual de Conservação Rodoviária do Departamento
Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT) considera a
revegetação de taludes como condicionantes ambientais específicas
vinculados às construções de instalações de obras de jazidas e caixas
de empréstimos e de obras de aterros, cortes e bota-foras (DNIT,
2006), e o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER)
(1997) recomenda não utilizar a impermeabilização betuminosa dos
taludes para seu controle erosivo, por questões estéticas, quando
outras técnicas podem ser utilizadas.
Este relatório faz parte do Projeto “Desenvolvimento de
metodologias para revegetação e recobrimento vegetativo no controle
de taludes”, executado pelo CBCN (Centro Brasileiro para a
Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável), em
13
parceria com a CEMIG, Companhia Energética de Minas Gerais,
dentro do Programa pesquisa & desenvolvimento CEMIG - ANEEL
no GT 196.
2
EVOLUÇÃO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NO
BRASIL
A consciência ambiental no País veio a se intensificar a partir
da promulgação da Lei Federal 6.938/1981, de 31 de agosto de 1981,
que dispõe sobre a política nacional do meio ambiente, consolidando
com a Constituição Federal de 1988.
Desde então, a questão ambiental no Brasil evoluiu muito, e
hoje esta deve ser tratada de forma integrada, seguindo os preceitos
da gestão integrada do meio ambiente propriamente dita.
Essa gestão integrada preconiza a sustentabilidade do interrelacionamento das questões socioambientais dos municípios com
os espaços regionais (SCHUSSEL, 2004; SHIKI; SHIKI, 2004).
A legislação básica que dá suporte a essa integração pode ser
sumarizada pela Lei Federal 6938/1981, pela Constituição Federal
de 1988 e pelas derivadas leis estaduais. A Lei Federal 6.938/1981,
de 31 de agosto de 1981, dispõe sobre a política nacional do meio
ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá
outras providências (BRASIL, 1981):
I - ação governamental na manutenção do equilíbrio ecológico,
considerando o meio ambiente como um patrimônio público a ser
necessariamente assegurado e protegido, tendo em vista o uso coletivo;
II - racionalização do uso do solo, do subsolo, da água e do ar;
III - planejamento e fiscalização do uso dos recursos ambientais;
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COUTO, L. et al.
IV - proteção dos ecossistemas, com a preservação de áreas
representativas;
V - controle e zoneamento das atividades potencial ou
efetivamente poluidoras;
VI - incentivos ao estudo e à pesquisa de tecnologias orientadas
para o uso racional e a proteção dos recursos ambientais;
VII - acompanhamento do estado da qualidade ambiental;
VIII - recuperação de áreas degradadas;
IX - proteção de áreas ameaçadas de degradação; e
X - educação ambiental a todos os níveis de ensino, inclusive a
educação da comunidade, objetivando capacitá-la para participação
ativa na defesa do meio ambiente.
A Lei Federal no 6.938/1981 instituiu a política nacional de meio
ambiente e criou a estrutura legal para sua implementação, definindo
as responsabilidades das diversas entidades encarregadas de sua
aplicação e instituindo a obrigatoriedade do licenciamento ambiental
de todas as atividades potencialmente causadoras de impacto,
condicionada à apresentação de Estudo de Impacto Ambiental (EIA)
e de sua versão sintética, destinada ao público, denominada Relatório
de Impacto Ambiental (RIMA).
A partir dessa lei, a legislação ambiental vem sendo
consideravelmente ampliada (sempre com mudanças significativas
no quadro de demandas ambientais), e hoje já se constitui em uma
vasta e diversificada gama de instrumentos de cunho legal,
regulamentador e normativo (compreendendo leis, decretos, normas,
portarias e resoluções) que, em seu conjunto, buscam fornecer e
alcançar de forma consolidada o embasamento técnico e jurídico de
todos os fundamentos que atendem à proteção do meio ambiente.
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Alguns desses instrumentos normativos relacionados a
determinados temas dizem respeito a diretrizes e modelos instituídos
como produtos finais de trabalhos desenvolvidos por grupos de
técnicos representantes de várias nacionalidades, constituídos através
de protocolos e convenções com a finalidade de deliberar sobre temas
ambientais específicos. Assim, essas diretrizes e modelos refletem
posições e tendências universais, que o Brasil, na qualidade de
signatário de tais protocolos e convenções, deve considerar e assumir.
A questão ambiental está contemplada também na Constituição
Federal promulgada em 1988, na qual teve destaque em nove artigos.
Destes o artigo 225 estabelece que: “todos têm direito ao meio
ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e
essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à
coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e
futuras gerações”.
Com o advento dessas leis ambientais e da Constituição de 1988,
houve um avanço na legislação, trazendo uma grande ruptura com o
modelo do estado vigente na época, o que permitiu a criação dos
conselhos ambientais, num modelo em que a sociedade participa
para decidir, e não somente para denunciar. Neste contexto, em Minas
Gerais criou-se o Conselho Estadual de Política Ambiental
(COPAM), com uma gestão colegiada e participativa.
Foram criados também o Conselho Nacional de Meio Ambiente
(CONAMA) e os conselhos estaduais de meio ambiente. Dessa
forma, hoje há maior interação e participação de todos os segmentos
da sociedade nas discussões e nas aprovações de licenciamentos
ambientais nos diversos setores produtivos e de infraestrutura do
País.
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COUTO, L. et al.
No setor rodoviário no Brasil, representado pelo DNER e por
seus correspondentes órgãos estaduais, os dispositivos legais
supracitados conduziram à obrigatoriedade da incorporação, ao projeto
de engenharia rodoviária, das relevâncias ambientais, traduzidas,
sumarizadamente, pela definição de um “tratamento ambiental” a
ser implantado, com a finalidade de promover, principalmente, a
eliminação, mitigação e compensação de impactos ambientais
negativos, suscetíveis de ocorrer, em toda a sua abrangência, por
decorrência de processo construtivo ou de operação da rodovia.
Nota-se igualmente que para a definição exata do tratamento
ambiental há de se lidar com um universo extremamente vasto e
diversificado de demandas e condicionamentos, relacionados com a
previsibilidade dos impactos ambientais – situação cuja etapa da identificação/avaliação envolve ainda, com frequência, alta subjetividade.
Além dos aspectos legais, também os de natureza econômica
têm levado os empreendedores de obras em geral a incorporarem
em seus custos as atividades de proteção de taludes.
3 CONSIDERAÇÕES SOBRE SOLOS
As propriedades dos solos interferem no grau de estabilidade
dos taludes, uma vez que é diretamente dessas que dependem as
suas condições de drenagem e de estabilidade geotécnica. Assim, é
imprescindível maior conhecimento sobre as características dos
diferentes tipos de solos onde se pretende efetuar um projeto.
Segundo Santos et al. (2005), não existe uma definição de solo
que seja universalmente aceita, devido, especialmente, à ampla
utilização deste recurso por profissionais das mais variadas áreas.
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A Embrapa (2006, p. 31) define solos como
“... coleção de corpos naturais, constituídos por
partes sólidas, líquidas e gasosas, tridimensionais,
dinâmicos, formados por materiais orgânicos e
minerais que ocupam maior parte do manto superficial
das extensões continentais do nosso planeta, contém
matéria viva e podem ser vegetados na natureza onde
ocorrem e, eventualmente, terem sido modificados por
interferências antrópicas”.
Os solos podem ser classificados em minerais ou orgânicos.
No que se refere à contenção de taludes é relevante apenas os
estudos dos solos minerais, pois em geral os solos orgânicos estão
associados às baixadas das paisagens, em locais onde o gás oxigênio
é limitante para a completa decomposição de resíduos orgânicos no
sistema, ou seja, lugares predominantemente saturados de água.
Jenny (1980) diz que os solos minerais são recursos naturais
não renováveis em uma escala de tempo humana, pois são resultantes
da alteração das rochas, no caso os materiais de origem, ao longo do
tempo, pela ação do clima e de organismos, sob o controle do relevo.
Porém, para Resende et al. (2007) o solo é um corpo tridimensional
cuja topografia é sua própria forma externa, preferindo não incluir o
relevo dentre os seus fatores de formação, e apresentando a equação
simplificada:
Solo = f(material de origem, clima, organismos e tempo).
Na variação vertical dos solos temos o denominado perfil do
solo, onde muitas vezes é possível notar um conjunto de faixas mais
ou menos paralelas à superfície, que por sua vez são denominadas
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COUTO, L. et al.
de horizontes ou camadas, dependendo do caso (RESENDE et al.,
2007), respectivamente, com altas e baixas influências visíveis dos
processos pedogenéticos (pedo = terra, no grego; pedogênese =
maneira pela qual o solo se origina) (Figura 5).
Figura 5 - Perfil de um Latossolo Vermelho-Amarelo da APA,
Cachoeira das Andorinhas, Ouro Preto-MG.
19
O horizonte A geralmente apresenta coloração mais escurecida,
devido ao maior teor de matéria orgânica que é depositada pela maior
atividade biológica mais próxima à superfície. Na sequência,
geralmente também, vem o horizonte B, cujas propriedades são
extremamente importantes para os trabalhos pedológicos. Em seguida
temos o que se denomina de horizonte C, que é o mais jovem, ou
menos intemperizado dentre os horizontes, por não ter sofrido tanta
influência biológica e oscilações climáticas quanto os horizontes
superiores.
A partir da caracterização correta dos horizontes e da
classificação dos solos, é possível inferir sobre a sua gênese e sua
suscetibilidade à erosão, o que afeta, por exemplo, a escolha das
práticas de controle da erosão (SANTOS et al., 2005).
As propriedades dos solos consideradas relevantes durante os
projetos de sua caracterização para fins agronômicos e ambientais
são: constituição, cor, textura, estrutura, cerosidade, porosidade,
consistência e cimentação.
3.1 Constituição
Os constituintes minerais dos solos podem ser partículas de
tamanhos variados (BRADY, 1974; RESENDE et al., 2007), com
dimensões desde matacões com mais de 200 mm de diâmetro, até
argilas com menos de 0,002 mm de diâmetro, passando por calhaus
(200 – 20 mm de diâmetro), cascalhos (20 – 2 mm de diâmetro),
areia grossa (2 – 0,2 mm de diâmetro), areia fina (0,2 – 0,05 mm de
diâmetro) e silte (0,05 – 0,002 mm de diâmetro) (RESENDE et al.,
2007).
20
COUTO, L. et al.
Representando a fração grosseira do solo temos as partículas
no tamanho de silte e areia, que podem consistir-se em fragmentos
dos próprios minerais da rocha que originou o solo. São os minerais
primários facilmente intemperizáveis que, gradualmente, liberam
nutrientes que poderão ser absorvidos pelas plantas. No entanto, em
se tratando de solos de regiões tropicais como os que predominam
no Brasil, que no geral são bastante intemperizados, o mineral mais
presente na superfície dos solos é o quartzo, caracterizado pela sua
elevada resistência ao intemperismo e pela sua pobre constituição
química, que é basicamente oxigênio e silício (SiO2), portanto este
não tem nenhuma importância na liberação de nutrientes nos solos
(RESENDE et al., 2007).
Brady (1974) diz que as partículas presentes na fração grosseira
do solo tendem a ser angulosas e com formas bastante irregulares, o
que torna bem restrito o encaixe entre elas.
A fração argila dos solos tropicais é constituída principalmente
por minerais de argila do tipo aluminossilicatadas e pelos minerais
de argilas do tipo oxidícas, óxidos de ferro e óxidos de alumínio
(RESENDE et al., 2008). As argilas, juntamente com a matéria
orgânica dos solos, são as grandes responsáveis pelas cargas elétricas
existentes nos solos tropicais.
De modo geral, quanto mais intemperizado for o solo maior é a
participação de argilas de óxidos de ferro e óxidos de alumínio na
sua constituição mineral, o que muito interfere nas suas demais
propriedades, como será visto a seguir.
Basicamente, a estrutura e a composição das argilas aluminossilicatadas consistem em lâminas de octaedros de alumínio, ligadas
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a lâminas de tetraedros de silício. Quando existem duas lâminas de
tetraedros de silício para uma lâmina de octaedro de alumínio por
unidade de mineral de argila, a argila passa a pertencer ao grupo das
argilas 2:1. Com o intemperismo ocorre a remoção de silíca do sistema,
e o equilíbrio químico passa a ser favorável à maior estabilidade de
minerais de argila, contendo uma lâmina de tetraedro de silício para
uma lâmina de octaedro de alumínio por unidade de mineral de argila
- são as argilas do grupo 1:1.
Em solos de climas tropicais a argila aluminossilicatada predominante é a caulinita [Al2Si2O5(OH)4], uma argila do grupo 1:1.
As cargas elétricas dos solos oriundas das argilas e da matéria
orgânica são importantes na manutenção da fertilidade dos solos,
pois muito interferem na reserva de nutrientes do sistema e na sua
disponibilidade às plantas.
A Capacidade de Troca Catiônica (CTC) do solo mede a
capacidade de reter os nutrientes presentes na forma catiônica (Ca2+,
Mg2+, K+ e NH4+, por exemplo), que estavam outrora presentes na
solução do solo. Desta maneira, os nutrientes aderidos às superfícies
dos minerais de argila por forças eletrostáticas, fenômeno denominado
de adsorção, são menos passíveis de ser perdidos por lavagem, devido
às chuvas ou à irrigação, passando então a ser disponibilizados
gradualmente às plantas.
Características como área superficial, poder de adsorção,
capacidade de expansão e contração, plasticidade e coesão e
capacidade de retenção de água têm suas magnitudes aumentadas
à medida que os diâmetros das partículas dos solos diminuem
(BRADY, 1974).
22
COUTO, L. et al.
A matéria orgânica do solo geralmente resulta da ação dos
microrganismos, que decompõem resíduos animais e vegetais,
podendo ter, dentre outras, a função de agregar as partículas dos
solos (BRADY, 1974). A matéria orgânica está presente nas mais
variadas formas, por exemplo, resíduos em diferentes estágios de
decomposição e tamanhos, fragmentos de carvão e substâncias
complexas de alto peso molecular, como ácido húmico, ácido fúlvico
e humina.
Os poros dos solos são os constituintes responsáveis pelo
armazenamento de ar (atmosfera do solo) e de água (solução do
solo) nos solos, sendo a porosidade total do solo o volume não ocupado
por sólidos (CURI et al., 1993).
A atmosfera do solo, qualitativamente, difere-se muito pouco
da atmosfera acima de sua superfície, cabendo às maiores diferenças
serem de ordem quantitativa, ou seja, os gases basicamente são os
mesmos, porém as concentrações mudam, sendo a atmosfera do
solo geralmente mais concentrada em CO2, por exemplo.
A solução do solo é a interface da transferência de nutrientes
dos solos para os componentes bióticos como plantas e microrganismos, ou seja, de onde os nutrientes em suas formas iônicas são
absorvidos; nela também ocorrem as reações de equilíbrio químico
entre os diversos componentes dos solos.
3.2 Cor
É a propriedade dos solos de mais fácil percepção, a partir da
qual é possível inferir, por exemplo, sobre o teor de matéria orgânica
e a sua situação de drenagem.
23
Cores mais enegrecidas apontam para teores mais elevados de
matéria orgânica no solo, e cores mais avermelhadas apontam para
teores de ferro mais elevados e para condições de drenagem melhores
do que em solos de cores mais amareladas e acinzentadas.
Em condições de pouca drenagem a anaerobiose predomina, e
os microrganismos passam a utilizar o ferro férrico (Fe3+) disponível
no sistema como aceptor final de elétrons no seu metabolismo,
transformando, assim, o ferro do sistema em ferro ferroso (Fe2+),
cujos minerais correspondentes refletem a coloração azulada,
podendo ainda ter aspecto verde-azulado, sendo então os greenrusts.
Comumente o cinza dá espaço aos mosqueados amarelos e avermelhados, além de riscados amarelados e avermelhados, geralmente
associados às regiões de contato com as raízes das plantas adaptadas
aos solos saturados de água, devido à liberação de O2 no solo pelas
suas raízes.
A medida que a drenagem aumenta, o O2 da atmosfera oxida o
2+
Fe , que passa a Fe3+. A coloração amarela dos solos se deve
principalmente ao mineral de argila goethita (á-FeOOH), que é mais
estável em condições de maior acidez e de menores teores de Fe3+
no solo. A coloração vermelha, por sua vez, é devido principalmente
à presença do mineral de argila hematita (á-Fe2O3), com alto poder
pigmentante e de maior estabilidade em condições de altos teores de
Fe3+ no solo e de melhores drenagens.
A caracterização das cores dos solos e de seus horizontes segue
um padrão mundial, que é o Sistema Munsell de Cores (SANTOS
et al., 2005).
24
COUTO, L. et al.
3.3 Textura
Textura do solo refere-se à proporção relativa das partículas na
granulometria de argila, silte e areia (grossa + fina) que constituem o
solo.
No que se refere à presença de calhaus e matacões, o termo é
pedregosidade (RESENDE et al., 2007).
No atual Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS),
os grupa-mentos texturais mais utilizados, segundo EMBRAPA
(2006), são:
• Textura arenosa (com composição granulométrica de menos
de 15% de argila e de mais de 70% de areia).
• Textura média (com composição granulométrica de menos
• Textura argilosa (com composição granulométrica de menos
• Textura muito argilosa (com composição granulométrica de
mais de 60% de argila).
• Textura siltosa (com composição granulométrica de menos
de 35% de argila e de menos de 15% de areia).
A fração silte pode vir a ser indicadora não só do grau de
intemperismo a partir da relação silte/argila (teor de silte/teor de
argila), mas também da fertilidade do solo, pois nesta fração pode
estar a maior parte dos minerais primários facilmente intemperizáveis
(RESENDE et al., 2007).
25
3.4 Estrutura
Estrutura do solo faz conotação ao agrupamento das partículas
primárias dos solos (areia, silte e argila) que formam partículas
maiores, os agregados propriamente ditos (SANTOS et al., 2005;
RESENDE et al., 2007).
Os agregados podem comportar-se mecanicamente como
unidades estruturais primárias (CURI t al., 1993), como silte ou areia,
o que muito afeta a aeração e a drenagem do solo.
A agregação se dá a partir de agentes cimentantes, que unem
as partículas primárias dos solos (CURI et al., 1993; SANTOS et al.,
2005).
As formas dos agregados geralmente mudam ao longo do perfil
do solo, formas estas que muito influenciam o desenvolvimento
radicular das plantas, a retenção e o suprimento de água, ar e nutrientes, a atividade microbiana, a densidade do solo e a sua resistência à
erosão (SANTOS et al., 2005).
Os solos onde predominam argilas do tipo óxidos de ferro e
alumínio tendem a ter estrutura na forma granular, o mesmo ocorrendo
com o aumento do teor de matéria orgânica. Os solos passam a ter
estrutura com formas em blocos, prismas e colunas à medida que a
participação de argilas aluminossilicatadas é aumentada (RESENDE
et al., 2007).
Os solos cujos agregados apresentam facilidade de se separarem
são considerados de estruturação fraca, do contrário, de estruturação
forte. O reconhecimento da estrutura do solo é de elevada importância
na tomada de decisão para seu uso agrícola, sendo a condição mais
próxima do seco do que do úmido que permite melhor caracterização
quando no campo (SANTOS et al., 2005).
26
COUTO, L. et al.
3.5 Cerosidade
É o aspecto brilhoso devido ao recobrimento dos agregados por
filmes de argilas, que preenchem os poros e dão uma aparência
semelhante à de parafina derretida na superfície dos agregados ou
torrões (EMBRAPA, 2006).
A cerosidade origina-se do acúmulo de argilas exportadas
pelas camadas de solos em posições superiores, podendo também ser originada do rearranjo das partículas finas dos solos
durante ciclos de contração e dilação do solo (RESENDE et al.,
2007).
As atividades dos componentes biológicos dos solos, como
desenvolvimento de raízes, crescimento de microrganismos e trânsito
de animais, tendem a destruir a cerosidade.
3.6 Porosidade
Os poros dividem-se em macroporos e microporos, respectivamente maiores e menores que 0,05 mm de diâmetro.
A macroporosidade é mais importante para a aeração e
drenagem no interior do solo, e está relacionada com os poros entre
os agregados. A microporosidade, por sua vez, é mais importante
para fixação de água no solo, retendo então água por capilaridade, o
que permite que a água fique retida com uma força maior, a tal
ponto de não ser removida pela ação da força da gravidade, e está
relacionada com os poros intra-agregados.
Os solos de textura arenosa apresentam macroporosidade maior
que os solos mais argilosos, porém a agregação dos componentes da
27
fração argila pode fazer com que os solos argilosos tenham
comportamentos semelhantes aos de solos arenosos, no que se refere
às suas capacidades de drenagem.
3.7 Consistência
É a manifestação das forças de coesão e adesão nos diferentes
níveis de umidade: seco, úmido e molhado (BRADY, 1974; CURI
et al., 1993; SANTOS et al., 2005; RESENDE et al., 2007).
Coesão é a força que mantém as partículas semelhantes
unidas umas às outras, pelo contato entre suas superfícies
(RESENDE et al., 2007), ou seja, contato face a face de duas
partículas sólidas de composição semelhante. Sua magnitude é
aumentada à medida que se segue para condições mais secas nos
solos, bastante acentuadas em solos cujas argilas aluminossilicatadas
se encontram mais bem organizadas, ou seja, com menor
interferência de argilas oxídicas e matéria orgânica aderidas a
estas.
Adesão é a força de atração entre corpos de naturezas diferentes,
no caso a água e os constituintes sólidos dos solos (CURI et al.,
1993; RESENDE et al. 2007), e começa a pronunciar-se à medida
que as forças de coesão diminuem, com o aumento dos níveis de
umidade no solo.
As forças de coesão e de adesão são mais pronunciadas à
medida que se aumentam os teores de argilas dos solos, especialmente
se as argilas forem de alta atividade e se encontrarem em um nível
de organização maior (Figura 6).
28
COUTO, L. et al.
Intensidade das forças
coesão em solos mais argilosos
coesão em solos mais arenosos
adesão em solos mais argilosos
adesão em solos mais arenosos
seco
úmido
molhado
muito
molhado
saturado
Níveis de umidade no solo
Figura 6 - Variação nas magnitudes das forças de coesão e adesão
em função dos diferentes níveis de umidade e de textura
dos solos.
3.8 Cimentação
É a ação de componentes químicos que unem as partículas dos
solos, independentemente dos níveis de umidade nos quais os solos
se encontram, o contrário do que ocorre com a consistência.
As substâncias cimentantes podem ser orgânicas, por exemplo,
os exsudados radiculares e microbianos, e inorgânicos, como
carbonato de cálcio, óxidos de ferro, óxidos de alumínio e silício
(BRADY et al., 1974; CURI et al., 1993; RESENDE et al., 2007).
A cimentação pode ser contínua ou descontínua ao longo dos
horizontes do solo, e ser fraca (quebrável com as mãos), forte (não
29
quebrável com as mãos, mas facilmente quebrável com o uso do
martelo pedológico) e extremamente forte (não quebrável mesmo
com o uso do martelo pedológico, por exemplo, concreções
ferruginosas) (SANTOS et al., 2005).
3.9 Considerações sobre erosão
Erosão é a remoção de constituintes de solos desprendidos por
estarem expostos às intempéries climáticas na superfície (BERTONI;
LOMBARDI NETO, 1990). A origem do termo erosão é do latim
erodere, que significa corroer.
A erosão é um dos primordiais processos de formação dos solos
(RESENDE et al., 2007), e pode constituir-se em um processo natural
de dissecação e modelamento da paisagem na superfície terrestre
(BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). As atividades humanas
podem desencadear processos denominados de erosão acelerada
ou antrópica.
Erodibilidade do solo é a vulnerabilidade que este possui aos
processos erosivos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990;
JACINTO et al., 2006), e estudos de caracterização química, física
e mineralógica dos solos são importantes ferramentas para identificar,
entender e propor soluções no caso de surgimento dos processos
erosivos (JACINTO et al., 2006).
Erosividade é a capacidade que os agentes ativos de erosão,
como chuvas, ventos e gravidade, possuem de provocar erosão
(CURI et al., 1993), por exemplo, a energia cinética de cada gota de
chuva determina a capacidade erosiva de uma ocorrência de chuva
(BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990), assim a intensidade da
30
COUTO, L. et al.
chuva é um componente importante para predizer fenômenos
erosivos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990).
A erosão é um processo dinâmico causado por forças ativas,
sendo de ordem climática como chuvas e ventos, e por características
energéticas do terreno, como declividade, aliada ao seu comprimento,
em sinergismo com forças passivas como a erodibilidade do solo
(BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990).
Inicialmente temos o impacto das gotas de chuva, desagregando
e desestruturando o solo. Em seguida as partículas soltas são transportadas e removidas do sistema pela ação da água. Segundo Bertoni
e Lombardi Neto (1990), diferentes formas de erosão hídrica podem
ocorrer simultaneamente no mesmo terreno, cabendo dentre outras
a classificação como laminar, em sulco e voçoroca.
A erosão laminar é a mais sutil de todas elas, consistindo na
remoção gradual das camadas superficiais dos solos, em decorrência
da maior erodibilidade desta em relação à camada mais profunda, e
é importante causa de decréscimo da fertilidade do solo, pois
geralmente são essas camadas mais superficiais as mais ricas em
nutrientes (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). Esse tipo de
erosão está geralmente associado aos solos que apresentam
horizontes B mais argilosos, estruturados e coesos do que seus
respectivos horizontes A, tal como pode ocorrer em Cambissolos e
Argissolos.
A erosão em sulco é devido à concentração do fluxo de drenagem
na superfície do solo, em decorrência das irregularidades ao longo
de sua superfície (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990), sendo
tão intensa quanto forem a erosividade decorrente das chuvas, da
declividade dos terrenos e da erodibilidade do solo.
31
A voçoroca (“terra rasgada” no tupi-guarani) é o estágio mais
avançado da erosão em sulco, resultando assim em grandes cavidades
em extensão e em profundidade, dada a remoção de grande
quantidade de massa de solo do terreno (BERTONI; LOMBARDI
NETO, 1990). Uma vez desencadeada, as voçorocas geram danos
ambientais cujas medidas de controle fazem-se extremamente
onerosas. A erosão eólica pode também constituir-se em sério
problema por remover partículas de solos descobertos (BERTONI;
LOMBARDI NETO, 1990); ocorre em condições de alta erosividade
dos ventos atuantes, concomitante com a erodibilidade do solo, ou
seja, solos que se apresentam desagregados e desestruturados em
sua superfície.
De acordo com Coelho e Brito Galvão (1998), a estabilidade de
um talude depende dos seguintes fatores: (i) propriedades físicas e
mecânicas do material que constitui o talude; (ii) propriedades físicas
e mecânicas do material da fundação – no caso de materiais de
fundação pouco resistentes recomenda-se a remoção desses materiais, se for economicamente viável, ou a utilização de processos de
estabilização de solos, caso não seja viável a remoção de parte do
material de fundação. Nesse caso, ao se fazer a análise da estabilidade
de taludes, devem ser consideradas as superfícies prováveis de
ruptura que passam pela fundação; (iii) geometria do talude, na qual
se inserem altura, declividade, bermas, etc.; (iv) existência de
nascente no local; (v) presença de nível de água no interior do talude:
recomenda-se manter esse nível o mais baixo possível, através do
sistema de drenagem; e (vi) tendências à erosão, neste caso a
execução de um sistema de drenagem superficial é muito importante.
32
COUTO, L. et al.
As principais fontes de erros que podem ser introduzidos na
estimativa de estabilidade de taludes provêm não somente do uso de
métodos aproximados de análise de estabilidade, mas também do
uso de métodos não adequados, de coleta de amostras e de ensaios,
os quais não produzem com suficiente precisão as condições dos
materiais e dos estados de tensões do solo natural ou do aterro
compactado, na situação.
3.10 Equação Universal de Perdas de Solo
Na tentativa de descrever os processos de perdas de solo por
erosão e de estimar sua intensidade, é muito utilizado o método
paramétrico denominado genericamente de Equação Universal de
Perdas de Solo, ou equação de Wischmeier (RESENDE et al., 2007),
ou ainda equação RUSLE (Revised Loss Soil Equation):
A = R x K x LS x C x P
em que:
· A = perda anual de solo: dado em t ha-1 ano-1;
· R = fator de preciptação e run-off: é afetado pela energia
potencial, pela intesidade quantidade de chuva e pelo run-off;
· K = fator de erodibilidade do solo: é afetado pela textura do solo,
pela matéria orgânica, pela estrutura e pela permeabilidade;
· LS = fator topográfico: é afetado pela inclinação, pelo
comprimento e pela forma do talude (côncavo ou convexo);
· C = fator de manejo de culturas: é afetado pela superfície de
recobrimento, pelo dossel, pela biomassa, pelo uso do solo e pelo
tipo de cobertura vegetal; e
33
· P = fator de práticas de proteção e manejo do solo: é afetado
pela rotação de culturas, pelo tipo de proteção do solo, pelas
barreiras, pelo mulch para recobrir o solo, pelos terraços e pelas
técnicas de proteção do solo.
Os conhecimentos técnicos são importantes para determinar
os fatores e para adotar e interpretar os dados existentes, para que
os resultados obtidos sejam os mais seguros possíveis.
Os fatores podem ser obtidos através de fórmulas empíricas,
de dados experimentais já existentes, de gráficos-padrão ou dos dados
no próprio local.
Dados internacionais estimam uma perda de solo no mundo da
ordem de 80 bilhões de toneladas/ano (SMITH, 1958).
De acordo com Walker (2004), a perda de solo nos Estados
Unidos é de cerca de 2 bilhões de toneladas/ano, sendo o custo para
recuperação do top-soil da ordem de US$80,000 ha-1, e sua
recuperação definitiva leva de 30 a 100 anos.
O Quadro 1 ilustra os limites potenciais de perda de solo em
função do nível da erosão, baseado em análise técnica, para
considerar qual o nível de erosão encontrado; se analisados pelo
aspecto da engenharia, em que é necessário padronização e cálculos,
o nível será o mesmo independentemente do ponto de vista técnico.
A cobertura vegetal contribui para atenuar a taxa de erosão do
solo, mas o fator mais importante é a cobertura do solo, que o protege
totalmente, mantém a umidade, favorece a infiltração desejável e
reduz o run-off. Desta forma, não adianta ter 100% de cobertura
vegetal e 0% de cobertura do solo, pois ocorrerá perda de solo da
ordem de 0,2. No caso inverso, se tivermos 100% de cobertura do
solo e 0% de cobertura vegetal, a perda será de aproximadamente
34
COUTO, L. et al.
Quadro 1 - Limites potenciais de perda do solo em função do nível
da erosão
Classe
Nível de Erosão
Potencial de Perda do Solo
-1
-1
(tonelada ha ano )
1
Muito baixo
<6
2
Baixo
6 – 11
3
Moderado
11 – 22
4
Alto
22 – 33
5
Severo
> 33
Fonte: Wall (1997).
0,05, mostrando a importância da cobertura do solo. Esta cobertura
pode existir de forma natural, pela serapilheira (litter), ou por proteção
artificial, como geotêxteis, geomantas e biomantas antierosivas, que
tem o mesmo papel da serapilheira, funcionando como elemento
fundamental no controle de sedimentos e erosão do solo, sendo este
comentário evidenciado na Figura 7.
A seguir serão discutidos os fatores que constituem a Equação
da Perda do Solo e como determiná-los, apresentando fórmulas
empíricas e gráficos, de maneira a facilitar o entendimento, o cálculo
e a interpretação.
A Equação da Perda do Solo apresenta sua fórmula multiplicativa, ou seja, fatores que se apresentam elevados contribuem
para aumentar significativamente a perda do solo, ocorrendo o mesmo
35
Fonte: Pereira (2008).
Figura 7 - Tipo de recobrimento do solo X perda de solo.
com fatores pequenos, que resultam em perda reduzida de solo.
Portanto, a perda de solo é diretamente proporcional à grandeza de
cada fator.
3.10.1 Fator climático
É o fator climático que avalia a precipitação e o run-off, e é
afetado pela energia potencial, pela intensidade, pela quantidade de
chuva e pelo run-off. A energia potencial da chuva pode ser calculada
a partir da seguinte fórmula:
E = 210,2 + 89.log(I)
em que
· E = energia potencial da chuva (joules m² cm-1); e
36
COUTO, L. et al.
I = Intensidade da chuva em um período (cm por hora).
O índice de erosão pluvial é calculado como:
n
R=
i=1
(210,2 + 89 logI )(I .T).I
j
j
j
30
100
em que
· R = índice de erosão pluvial;
· Ji = período de tempo em horas;
· I30 = máxima intensidade de chuva (mm);
· T = intervalos homogêneos de chuva forte; e
· n = número de intervalos.
O fator R correspondente a um ano, e é o somatório dos valores
de R de cada uma das chuvas registradas no período de tempo
estudado. Para se obter o valor representativo e confiável de R é
necessário calcular um ciclo de pelo menos dez anos.
Existe uma equação para calcular o fator R que é mais simples,
e o resultado final é semelhante ao da fórmula anterior, enfatizando,
neste caso, apenas a maior pluviosidade:
R = 0,417 x p2,17
em que
· R = índice de erosão pluvial; e
· p = maior precipitação num período de dois anos, durante 6 horas
(em mm).
37
Neste caso, podem ser utilizados mapas de precipitação, que
contenham intensidades e quantidades de chuva. Na ilustração em
questão utilizamos o mapa de precipitação do Estado de Minas Gerais,
Brasil (Figura 8), mas para trabalhos específicos o técnico deverá
utilizar dados de estações meteorológicas, com um tempo de
recorrência de pelo menos 20 anos.
ESTADO DE MINAS GERAIS
ZONEAMENTO AGROCLIMÁTICO
1996
PRECIPITAÇÃO TOTAL ANUAL
(mm)
<1000
1000 a 1200
1200 a 1500
>1500
Figura 8 - Estado de Zoneamento agroclimático do Estado de
Minas Gerais.
3.10.2 Fator de erodibilidade
Existem dois métodos que podem ser utilizados para determinar
o fator K (erodibilidade do solo). O primeiro é a equação de
38
COUTO, L. et al.
Wischmeier e Smith (1978), que é baseada nas informações de:
• porcentagem de areia, silte e areia muito fina;
• porcentagem de matéria orgânica;
• estrutura do solo; e
• permeabilidade.
O segundo método é o nomograma:
• para obter o fator k com base em todos os parâmetros; e
• para aproximar o fator k com base no tamanho das partículas
e matéria orgânica.
Para cada tipo de solo é avaliada a relação entre a perda e o
número de unidades do índice de erosão pluvial correspondente, em
condições de cultivo permanente. Com o conjunto de valores obtidos,
calcula-se o fator k para cada solo, e então se estabelece uma
equação de regressão em função das variáveis representativas das
propriedades físicas do solo.
A regressão é expressa pela seguinte equação:
Fator K: pode ser determinado através de gráficos e calculado através
de fórmulas de regressão:
100K = 10-4 x 2,71M1,14(12-a)% + 4,20(b-2)% + 3,23(c-3)%
em que
· K = fator de erodibilidade; e
· M = textura do solo.
39
sendo
M= [100 - % argila] . [ % (silte + areia) ]
a = porcentual de matéria orgânica no solo.
b = estrutura do solo, adotar:
1 = grãos muito finos (Ø < 1 mm).
2 = grãos finos (1 mm<Ø < 2 mm).
3 = grãos médios (2 mm<Ø < 10 mm).
4 = grãos grosseiros (Ø >10 mm).
c = permeabilidade do solo, adotar:
1 = muito rápida.
2 = moderadamente rápida.
3 = moderada.
4 = moderadamente lenta.
5 = lenta.
6 = muito lenta.
O outro método para determinar o fator k é através do
nomograma (Figura 9).
Os valores de textura do solo e matéria orgânica se referem à
camada superficial do solo (top-soil), de 15 a 20 cm de profundidade,
e dos solos permeáveis em todo o perfil.
Os valores mais elevados obtidos de fatores k superiores a 0,9
correspondem a solos onde a fração silte e areia muito fina representa
a amostra total, sendo nulo o porcentual de matéria orgânica.
3.10.3 Fator topográfico
A topografia da área afeta diretamente o desprendimento de
partículas e carreamento de sedimentos, e estes estão diretamente
40
COUTO, L. et al.
Figura 9 - Nomograma da erodibilidade do solo.
correlacionados com o comprimento e a inclinação da encosta ou
área. A forma da paisagem, constituindo concavidades e
convexidades, também afeta a perda de solo.
O fator L avalia o comprimento do talude, sendo definido pela
equação:
æ
λ ö
L= ç
÷
è 22,1 ø
m
em que
· ë = comprimento do talude/encosta (m); e
· m = declividade (m m-1).
41
É interessante salientar que o comprimento é definido como a
distância que vai desde a origem do escorrimento superficial até o
início da deposição de sedimentos.
O fator S avalia a inclinação do talude ou encosta, e é dado em
porcentagem, ou seja, metros de desnível por metros de comprimento.
Este fator é definido pela equação:
s = (0,43 + 0,35s + 0,043S²)
6,613
em que
· s = declividade do talude ou encosta (%).
Os fatores L e S geralmente devem ser agrupados, e a
denominação apropriada é fator topográfico LS, que é considerado
o fator que representa o relevo, o comprimento e a inclinação.
Wischmeier (1982) trabalhou com dados experimentais para
representar o fator topográfico LS, através das equações:
Para inclinação menor que 9%, a equação é:
0,3
L=
( ) (
X
22,1
2
0,043s + 0,30s + 0,43
6,613
)
Para inclinação maior que 9%, a equação é:
1,3
0,3
L=
( ) ( )
X
22,1
s
9
42
COUTO, L. et al.
em que
• ë = comprimento do talude (m); e
• s = inclinação do talude em porcentagem.
É importante salientar que essas equações são estritamente
aplicáveis no caso de taludes e encostas com declividade uniforme e
com o mesmo tipo de solo e vegetação em todo o seu comprimento.
No caso de haver variações de solo, na declividade, na forma
(côncava ou convexa) e no revestimento vegetal, deve-se proceder
a cálculos diferenciados para cada situação, ou usar fatores de
correção.
Na determinação dos valores de ë e s, que representam os
parâmetros de comprimento e declividade, respectivamente, no caso
de avaliar médias ou pequenas bacias hidrográficas, em que outros
fatores possam ter homogeneidade, estas variáveis podem apresentar
grandes variações, causando erros.
No caso de áreas e bacias pequenas, Horton (1976) considera
que o valor de ë pode ser estimado como a metade do inverso da
densidade de drenagem, cuja expressão é:
=
0,5 .
()
A
L
em que
· A = área da bacia hidrográfica em km²; e
· L = comprimento da bacia hidrográfica em km.
43
3.10.4 Fator de cobertura vegetal e recobrimento do solo
A cobertura vegetal da superfície do terreno varia de acordo
com a espécie, densidade de plantio ou da vegetação, altura da
vegetação, área foliar e tipologia florestal, e estas podem afetar
diretamente a erodibilidade de um solo.
As culturas agrícolas, desde que cultivadas em curvas de nível,
terraços ou outras técnicas que venham a conservar o solo, são
sempre positivas, ainda mais que a grande maioria das culturas é
plantada em épocas de maior precipitação, contribuindo, assim, para
a proteção do solo e para reduzir o índice de erodibilidade.
Após a execução de trabalhos de terraplenagem, decapeamento
do solo, limpeza de áreas ou desmatamento, o solo apresenta-se
desnudo, sendo necessária a proteção imediata para evitar a erosão
laminar e o carreamento de sedimentos para os cursos d’água.
Apesar de a cobertura vegetal ser um grande fator de proteção
do solo, isto não significa que grande porcentual de cobertura vegetal
tenha total eficiência na proteção do solo, pois pode ocorrer que,
embora o recobrimento vegetal seja de 100%, o solo esteja
desprotegido, sem serapilheira, e neste caso haverá desprendimento
e carreamento de sedimentos, com perda de solo, mostrando que o
bom desempenho de todos os fatores é essencial na proteção do
solo.
3.10.5 Fator de manejo de culturas e conservação do solo
Este fator é também denominado de práticas de manejo e
conservação do solo. Os pesquisadores consideram que em muitas
44
COUTO, L. et al.
variáveis, independentemente de práticas de cultivo e proteção
do solo, já estão incluídas no fator P as práticas normais e
essenciais nos cultivos agrícolas, por exemplo: rotação de culturas,
preparo do solo e fertilizações, sendo considerados trabalhos
obrigatórios.
O fator P, que é o de práticas de manejo e conservação do solo,
varia segundo a inclinação, os níveis de proteção e as práticas de
manejo.
Para calcular a perda de solo em terrenos com cultivo em
terraços, deve-se utilizar o valor de P correspondente ao cultivo em
curvas de nível, com o valor de L correspondente ao intervalo entre
terraços ou curvas de nível.
Para áreas impactadas, devido a distúrbios causados na
implantação de estradas, aeroportos, indústrias, terraplenagem, áreas
de empréstimo, bota-fora, deve-se utilizar o fator P com base em
técnicas de proteção ambiental, utilizadas na proteção do solo
(Quadro 2).
4 FATORES A SEREM CONSIDERADOS EM PROJETOS
DE PROTEÇÃO DE TALUDES
4.1 Edáficos
Fatores edáficos dizem respeito às peculiaridades do solo frente
ao organismo vegetal. O conhecimento das principais características
físicas do solo, como cor, textura, estrutura e porosidade, é de grande
importância na orientação dos trabalhos de seu manejo e controle
de erosão (BERTONI; NETO,1999).
45
Quadro 2 - Práticas de manejo e conservação de solos com os
respectivos fatores P
Tipo
Eficiência (%)
Fator P
0
1,00
Tufos de palha e capim
10
0,90
Barreiras de madeira e galhada
20
0,80
Enrocamento, rip-rap e filtros
30
0,70
Cultivo agrícola em nível
50
0,50
Sem uso de práticas de manejo
Terraços em nível com vegetação
65
0,35
Galhada seca e ramos vivos em nível
75
0,25
A distribuição quantitativa das classes de tamanho de partículas
que compõem o solo, ou seja, a sua textura, é o principal critério
para classificá-lo de acordo com sua granulométria, sendo
consideradas três frações: areia, silte e argila. A análise mecânica
vai determinar a proporção existente de cada fração em porcentagem.
Pelos dados granulométricos de uma região, é possível analisar
a disponibilidade de água para a planta, por exemplo, solos arenosos
em geral são soltos e não oferecem resistência à penetração das
raízes, porém são frequentemente pobres em fertilidade e têm baixa
capacidade de retenção de umidade.
A forma como as partículas elementares do solo se arranjam
vai definir a sua estrutura, determinando sua permeabilidade à
água, sua resistência à erosão e as condições de desenvolvimento
das raízes das plantas (BERTONI; NETO, 1999). Os solos que
46
COUTO, L. et al.
apresentam instabilidade na agregação das partículas sob o impacto
das gotas de chuvas estão sujeitos a se dissiparem.
As plantas, em geral, têm grande capacidade de se adaptarem
às texturas do solo, não sendo, portanto, a textura do solo uma variável
significativa na seleção de plantas resistentes.
4.2 Temperatura
A temperatura poder ser considerada um dos mais importantes
fatores climáticos que atuam sobre as plantas, devido à sua marcante
influência sobre as atividades fisiológicas ao controlar a velocidade
das reações químicas.
Para evitar superaquecimento, as plantas possuem a possibilidade de transferir o excesso de calor mediante o processo de
transpiração. A energia acumulada é utilizada para transformar a
água que está presente na célula no estado líquido para o estado
gasoso, para logo ser liberada ao ambiente durante o processo
transpiratório. Essa transformação de estados da água produz um
consumo importante de energia, que permite diminuir a temperatura
das folhas. Quando a temperatura do ambiente é alta, a transpiração
pode ser responsável pela perda de mais de 50% do total do calor
eliminado pela planta. O calor restante é eliminado mediante os
processos de radiação, condução e convecção. De acordo com Lange
e Lange (1963), a tolerância ao frio e ao calor é medida por
determinação da temperatura em que ocorrem 50% de morte das
plantas de um determinado lote.
O estresse sofrido por plantas submetidas a altas e baixas
temperaturas, da mesma forma que muitos outros estresses, não
47
atua individualmente e seu efeito é muito difícil de ser isolado de
outros estresses associados. O caso específico do estresse térmico
por altas temperaturas encontra-se fortemente associado aos
estresses hídrico e lumínico. As plantas submetidas a ambientes com
alta luminosidade e falta de água sofrerão muito mais os efeitos das
altas temperaturas do ambiente.
A elevação de temperatura no solo acarreta aumento da
respiração no sistema radicular, elevando a demanda de oxigênio, e
isso pode provocar anoxia, dependendo do número de plantas por
área, e os espaçamentos mais amplos poderão diminuir as reservas
da planta, reduzindo a sobrevivência.
Cada espécie possui uma temperatura mínima, abaixo da qual
não cresce; uma temperatura máxima acima da qual suspende suas
atividades vitais; e uma temperatura ótima, em torno da qual se verifica
melhor desenvolvimento. Portanto, o modelo de seleção de plantas
poderá ser utilizado, preenchendo-se a temperatura média anual do
local ou os limites de temperaturas que ocorrem.
4.3 Precipitação
A chuva, ao atingir a crosta terrestre, infiltra no solo de acordo
com propriedades físicas. Se a taxa de precipitação excede a taxa
de infiltração, então ocorre o escoamento superficial, sendo o excesso
de água drenado para os cursos d’água, até chegar aos oceanos. Ao
saturar o reservatório do solo, o excedente será drenado para os
aquíferos. A água contida nos reservatórios é absorvida pelas raízes
das plantas e conduzida através de seus caules às folhas, onde
ocorrerá a evaporação, retornando à atmosfera. A relação entre a
48
COUTO, L. et al.
entrada de água (precipitação) e a saída de água (evaporação,
transpiração e drenagem) é o balanço hídrico.
A rizosfera é confinada principalmente a um volume de solo
úmido suficiente para suprir a demanda evaporativa da parte aérea;
enquanto a água é extraída do solo, as raízes tendem a se expandir
ao longo do gradiente de água, mas sempre permanece a possibilidade
de absorção de água de qualquer parte do solo previamente esgotada,
caso esta seja remolhada (WINTER, 1988)
Apesar de seus efeitos benéficos sobre a vida vegetal, a água
pluvial, em tratos desnudos, exerce violenta erosão, removendo
toneladas de terra. Para ficar mais claro para o leitor como é grande
a pressão que a água exerce sobre o solo, vamos supor que uma
região tem um índice pluviométrico de 1.000 mm, o que equivale a
1.000 litros por metro cúbico, dependendo da concentração e da
duração da chuva ela pode acarretar a formação de sulcos erosivos
(PEREIRA, 2006).
A precipitação depende do regime hídrico da região, e no modelo
da seleção de plantas foram fixados apenas os limites, mínimo e
máximo, exigidos para cada espécie, não levando em consideração
as concentrações pluviométricas ou longos períodos de estiagem,
apenas a pluviosidade média anual em mm por ano.
4.4 pH/salinidade
O termo pH define a acidez ou alcalinidade relativa de uma
solução. A escala de pH tem uma amplitude de 0 a 14. O valor 7,0,
que está no meio, é definido como neutro, valores abaixo de 7,0 são
ácidos e os acima de 7,0 são alcalinos. A maioria das plantas tem um
49
bom desenvolvimento com o pH entre 5,5 e 7,0, entretanto existem
espécies que toleram elevados níveis de acidez ou salinidade, sendo
estas espécies de grande interesse para projetos de recuperação de
áreas degradadas (PEREIRA, 2006).
Nas áreas contaminadas por rejeitos industriais, que normalmente são dispostos em áreas predeterminadas, há necessidade de
proteção para evitar a lavagem do material exposto e o carregamento
de sedimentos e de partículas pelo vento, por isto utiliza-se, preferencialmente, revegetação. Para garantir o sucesso do revestimento
vegetal, os resíduos dispostos devem ser cobertos com uma camada
de solo, com cerca de 50 cm de espessura, ou pode-se optar em
reduzir esta camada de solo para uma espessura de 10 cm, mas
neste caso devem-se utilizar espécies extremamente tolerantes às
condições de salinidade/acidez.
4.5 Resistência ao fogo
O fogo pode estressar plantas individuais por consumir reservas
que sustentam o crescimento, bem como comunidades de plantas,
por reduzir a fertilidade e a umidade do solo, através do aumento na
evapotranspiração e no escorrimento superficial (STEUTER;
McPHERSON, 1995). As adaptações morfofisiológicas das plantas
ao fogo envolvem estratégias de resistência, regeneração ou
sobrevivência (COUTINHO, 1977; STEUTER; McPHERSON,
1995).
As gramíneas são apontadas como a família vegetal mais
bem adaptada à queima, em função de sua rápida capacidade
de regeneração (DAUBENMIRE, 1968; VOGL, 1974;
50
COUTO, L. et al.
COUTINHO, 1994). Isto se deve ao contínuo crescimento foliar do
meristema intercalar e de novos afilhos, oriundos de meristemas
protegidos abaixo do solo ou na base das bainhas persistentes (BOND;
WILGEN, 1996).
No caso específico de proteção de áreas impactadas, o tipo de
sistema radicular contribui significativamente para a proteção do solo
e melhoria da estabilidade de taludes e encostas, por isso a queima
somente da parte aérea não afetará a sua estabilidade e proteção,
desde que a planta possa recuperar-se e rebrotar.
5 EFEITO DA VEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DE
TALUDES E ENCOSTAS
A escolha adequada das espécies a serem consorciadas e as
respectivas quantidades de sementes ou mudas são fatores decisivos
no estabelecimento da vegetação, portanto é necessário
conhecimento técnico, a fim de eliminar a escolha aleatória das
espécies, gerando uma relação custo/benefício positiva para o projeto
a ser executado (PEREIRA, 2006).
Para Gray e Sotir (1996), a vegetação vem sendo utilizada há
séculos na engenharia, no controle de processos erosivos e como
proteção e reforço em obras civis. Atualmente, as técnicas que
conjugam a utilização de elementos vivos na engenharia são
denominadas de bioengenharia de solos (KRUEDENER,1951). Estas
operações, devido a seu baixo custo, requerimentos técnicos
relativamente simples para instalação e manutenções, bem como
pelas adequações paisagísticas e ambientais, têm encontrado largo
campo de aplicação em regiões tropicais e subtropicais, já que nestas
51
as condições favoráveis ao desenvolvimento da vegetação ocorrem
na maior parte do ano (GOLFARI; CASER,1977).
A importância da vegetação frequentemente é verificada quando
se procede a sua supressão. Após a retirada da cobertura vegetal
por colheitas ou desmates ocorre, na maioria das vezes, intenso
aumento de processos erosivos e instabilização de taludes. A
revegetação, por sua vez, promove a diminuição desses processos.
A parte aérea da vegetação e seus resíduos em decomposição
protegem o solo tanto dos processos de mobilização e carreamento
do solo, pela ação dos agentes erosivos, como do vento e da água.
O recobrimento vegetativo modifica sensivelmente o microclima
superficial, reduzindo as variações de umidade e temperatura do
solo. Esta ação isolante relaciona-se aos processos de redução da
coesão aparente do solo pela quebra de agregados e pelo enfraquecimento da estruturação devido a variações na temperatura,
especialmente após serem submetidos a ciclos de oscilações térmicas
por períodos de tempo mais longos.
A matéria orgânica do solo, composta pela fração não
reconhecível sob um microscópio ótico, por apresentar organização
celular de material vegetal, é denominada húmus. Esta inclui as
substâncias húmicas, que são processualmente definidas em frações,
com base em sua solubilidade em diferentes valores de pH, e o grupo
de substâncias não húmicas (carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos
orgânicos), cuja fórmula química para as subunidades pode ser
definida com exatidão.
Os grupos funcionais das substâncias húmicas têm grande
importância na Capacidade de Troca Catiônica (CTC) e em outros
52
COUTO, L. et al.
importantes processos físico-químicos do solo, como a quelatização
de metais. Esses processos influenciarão consideravelmente a
fertilidade do solo, já que eles estão diretamente relacionados à
disponibilidade dos nutrientes para a vegetação adjacente.
Os carboidratos são quantitativamente os mais importantes
grupamentos funcionais de substâncias não húmicas, representando
de 10 a 25% em massa do carbono orgânico nos solos. A maioria do
carboidrato no solo está presente na forma de polissacarídeo. Os
polissacarídeos do solo têm sido estudados devido a seu valioso papel
na estabilização de agregados de partículas de argila. Muitas vezes
esta agregação ocorre por causa das mucilagens polissacarídicas
oriundas de raízes, bactérias e fungos, que formam soldagens efetivas
nas partículas dos solos.
Cheshire et al. (1979, 1983), por meio de análises em
microscópios eletrônicos de varredura e de transmissão, constataram
que em muitas situações, virtualmente, os polissacarídeos são
responsáveis por toda a estabilidade dos agregados em solos.
O recobrimento do solo com capim ou vegetação herbácea
densa proporciona a melhor proteção contra a erosão laminar e contra
a ação do vento. A efetividade do recobrimento vegetativo pode ser
verificada no Quadro 3.
Coppin e Richards (1990) afirmam que o máximo efeito do
recobrimento vegetativo é obtido a partir de um recobrimento efetivo
de 70%, e verificaram ainda que tipos variados de vegetação de
porte idêntico apresentaram diferenças significativas na intensidade
de perda de solo, tendo estas diferenças apresentado valores da
ordem de 400 a 500% para parcelas de 1 e 2 m de altura,
respectivamente.
53
Quadro 3 - Redução da erosão em função de diferentes condições
de recobrimento em condições temperadas (Adaptado
do USDA Soil Conservation Service,1978)
Tipo de Recobrimento
Redução
(%)
Controle (sem recobrimento)
0,0
Semeio de espécies herbáceas:
Centeio (perene)
Centeio (anual)
Capim-sudão
95
90
95
Pastagem nativa de ciclo anual (máximo)
97
Semeio de espécies herbáceas permanentes
99
Mulch
-1
Feno , índice de aplicação (t ha )
2,0
4,0
6,0
8,0
-1
Palha de grãos pequenos (diâmetro < 10 mm), 8,0 t ha
-1
Serragem, 24 t ha
-1
Celulose de madeira, 6,0 t ha
-1
Fibra de vidro, 6,0 t ha
75
87
93
98
98
94
90
95
Fonte: Coelho e Pereira (2006).
Efeito semelhante ao da biomassa pode ser conseguido com a
aplicação de recobrimento do solo por mulch (resíduos), geralmente
de origem vegetal, aplicado sobre a superfície do solo (DULEY;
RUSSEL,1939, citados por PIERCE; FRIE,1998). O mulch promove
a redução da evaporação e protege a superfície do solo pela redução
54
COUTO, L. et al.
da intensidade de escoamento superficial e pelo aumento dos índices
de infiltração.
Normalmente são utilizados resíduos agrícolas, composto
orgânico de usinas de tratamento de lixo, fibra de vidro, celulose e
serragem no recobrimento do solo (USDA, 1978). As características
dos materiais que mais afetarão a efetividade do mulch em relação
à evaporação são a quantidade, orientação, uniformidade de aplicação,
capacidade de interceptação da chuva, refletividade e rugosidade
dinâmica ou hidráulica (VAN DOREN; ALLMARAS,1978).
Esses efeitos são facilmente constatados em condições de
bancada, já que a verificação dos efeitos do mulch a longo prazo, em
condições de campo, é dificultada pela interação de fatores como
infiltração de água no solo, distribuição das raízes ao longo do perfil,
profundidade de percolação e evaporação (UNGER et al.,1998).
Outro aspecto importante a se considerar é a interceptação das
gotas de chuva pela parte aérea da vegetação. Coppin e Richards
(1990) estimam uma interceptação média de 30% ao longo do ano,
para locais com revestimento arbóreo. Coelho (1999) verificou que
em pequenas áreas recobertas por árvores e gramíneas a
interceptação média corresponde a valores que variam entre 10 e
20% do volume de água precipitada, entre 30 e 40% sob áreas
cultivadas e entre 60 e 70% em assentamentos urbanos.
A vegetação reduz a velocidade das enxurradas devido à
rugosidade apresentada ao escoamento superficial pelas estruturas
de sua parte aérea. Em termos hidráulicos, a rugosidade pode ser
caracterizada por um parâmetro como o coeficiente de Manning
(n), da equação da velocidade média do escoamento.
55
v = (R2/3 S1/2) / n
em que
· R = raio hidráulico; e
· S = declividade da superfície de escoamento.
A rugosidade hidráulica vai ser influenciada pela morfologia e
altura das plantas, pela densidade de crescimento e pela espessura
da lâmina d’água.
A vegetação pode aumentar os índices de infiltração por
diferentes razões: (i) raízes fisiologicamente ativas, (ii) canais ou
fissuramentos ocasionados por raízes decaídas, (iii) aumento da
rugosidade hidráulica, (iv) aumento da porosidade efetiva do solo; e
(v) alterações estruturais do solo (LINSLEY; FRANZINI, 1972;
MORGAN, 1994).
Como resultado de uma combinação dos aumentos dos valores
de rugosidade superficial, infiltração e interceptação, a enxurrada
de áreas recobertas por vegetação é muito menor que a de solo
descoberto.
A influência do reforçamento radicular na estabilidade dos
taludes pode variar em função de fatores como:
• valores de resistência à tensão das raízes;
• propriedades da interface entre as raízes e o solo (rizosfera);
• concentração, características de ramificação e distribuição
das raízes no solo - também denominada arquitetura
radicular;
56
COUTO, L. et al.
• espaçamento, diâmetro e massa de solo explorada pelas
raízes;
• espessura e declividade do perfil do solo do talude; e
• parâmetros geotécnicos relativos à resistência ao cisalhamento do solo.
A relação entre resistência radicular e diâmetro pode ser
expressa pela equação logarítmica dada por:
Tr = n.Dm
em que
· Tr = resistência radicular à tensão;
· D = diâmetro de raízes; e
· n e m = constantes empíricas específicas para cada tipo de planta.
O diâmetro das raízes, em geral, é inversamente proporcional à
resistência radicular à tensão. Raízes finas têm a vantagem de não
apenas possuírem altas resistências à tensão, mas também maiores
resistências ao arranquio, devido à sua alta superfície específica, se
comparada à das raízes de maior diâmetro.
Uma elevada concentração de fibras radiculares de pequeno
diâmetro é mais efetiva do que poucas raízes de diâmetro maior
para o aumento da resistência ao cisalhamento de massas de solos
permeadas por raízes, e este aumento de resistência será diretamente
proporcional à profundidade explorada pelas raízes. A ação mais
eficiente neste aumento da resistência é verificada quando as raízes
57
penetram ao longo do manto de solo até fraturas ou fissuras presentes
na camada de rocha-matriz ou em zonas de transição onde a
densidade e a resistência do solo ao cisalhamento aumentem com a
profundidade. Atingindo esses pontos, as raízes se fixam, promovendo
a transferência de forças de zonas de menor resistência ao
cisalhamento para zonas de maior resistência ao cisalhamento
(GREENWAY, 1987).
Esse efeito estabilizador é minimizado quando ocorre pouca
penetração das raízes ao longo do perfil. Nesses casos, as raízes
laterais podem exercer importante papel na manutenção de um manto
contínuo de raízes ao longo das camadas superficiais, aumentando a
sua resistência aos processos erosivos. Entretanto, devido às
exigências de oxigenação pelas células das raízes e à maior fertilidade
da camada superficial do solo, elas tendem a se concentrar próximo
à superfície.
O principal efeito das fibras do sistema radicular da vegetação
no reforçamento de solos está relacionado ao incremento da coesão
aparente (SOTIR; GRAY, 1997) ou à agregação e estruturação das
partículas de solo. De acordo com os autores, a coesão aparente
efetuada pelas fibras radiculares pode fazer uma diferença significativa
na resistência a deslizamentos superficiais ou em movimentações
por cisalhamento na maioria de solos arenosos com pouca ou nenhuma
coesão aparente intrínseca.
Eles demonstraram ainda que em testes executados em
condições de campo e de laboratório foi verificado o aumento da
resistência ao cisalhamento por unidade de concentração de fibra
radicular da ordem de 112,72 a 132,52 kPa g-1 de raízes, em diferentes
58
COUTO, L. et al.
espécies de plantas. Além disso, ao efetuarem a análise da
estabilidade de taludes, utilizaram a coesão aparente radicular como
função da concentração de raízes no solo com a profundidade,
verificando que uma pequena variação na coesão aparente radicular
pode influenciar substancialmente o fator (coeficiente) de segurança
dos taludes. Esta influência foi verificada nas menores profundidades
de solo.
Segundo Coelho (2008), as raízes das espécies vegetais
contribuem para o incremento significativo da coesão aparente do
solo, evidenciando ainda ser maior a contribuição da Brachiaria
humidicola, em que a presença de 1% de raízes no solo (porcentagem
massa/massa) aumentou a coesão aparente de 26,33 kPa (sem
raízes) para 38,68 kPa, ressaltando que a partir da análise de outras
espécies vegetais os valores de coesão aparente foram máximos
quando havia 1% de raízes nos solos estudados, e que apesar de
diminuir os valores de coesão aparente com valores acima de 1% de
conteúdo de raízes, ainda assim ficaram acima dos valores
encontrados para solos sem raízes.
Já as raízes pivotantes atuam de maneira semelhante a “tirantes
vivos”, promovendo o ancoramento de grandes massas de solo. Este
efeito de “tirantes vivos” é especialmente verificado em perfis do
solo com diferenças significativas entre resistência ao cisalhamento
ao longo da profundidade. Gray (1978) demonstrou esse efeito pela
ocorrência de massas de solo de saprólitos de granito estabilizadas
por árvores de Pinus sp., ao verificar que massas de solos localizadas
a montante de indivíduos desta espécie possuíam maior estabilidade
que o solo de locais sem a influência das raízes desses indivíduos.
59
O corte, as lesões graves ou a debilidade fisiológica das plantas
podem fazer decrescer a estabilidade dos solos, devido à redução da
resistência à tensão das raízes. As raízes de menor diâmetro são,
nestas ocasiões, as primeiras a fenecer e a desaparecer. Com o
passar do tempo ocorre o declínio na resistência à tensão das raízes,
que atinge um valor mínimo, que pode voltar a crescer com a emissão
de novas radicelas pela vegetação já mais ativa (GRAY; SOTIR,
1996).
Greenway (1987) e Coppin e Richards (1990) sintetizam os
principais efeitos da vegetação no movimento de massa em taludes
(Quadro 4).
Vários autores têm buscado quantificar os efeitos da vegetação
na estabilidade de taludes, no entanto a quantificação exata desta
influência em condições de campo é de difícil obtenção. Trabalhos
de bancada (Quadro 5) têm proporcionado dados de considerável
exatidão acerca do reforçamento radicular no corpo do solo, sendo
disponíveis na literatura diversos modelos de fácil utilização (WU
et al., 1988; SHEWBRIDGE; SITAR, 1990). Com base nos valores
obtidos por esses modelos podem-se utilizar estes resultados em
simulações numéricas para a análise de estabilidade de taludes.
A utilização da vegetação na bioengenharia, especialmente em
operações de controle de erosão, muitas vezes tem sido vista como
panaceia pela maioria dos planejadores (GRAY; SOTIR,1996).
Exemplos da utilização inadequada são frequentemente relatados
na literatura.
Stocking (1996) relaciona duas situações em que o abafamento
da vegetação herbácea, causado pela introdução de arbóreas de
60
COUTO, L. et al.
Quadro 4 - Efeitos hidromecânicos da vegetação na estabilidade
de solos de taludes; efeitos positivos e negativos,
respectivamente (+) e (-)
Natureza
do efeito
Equilíbrio
de forças
da massa
do solo
Influência
Mecanismo
hidrogeológico
Efeito na estabilidade de
taludes
SuperSubsu3
1
2 Profunda
ficial
perficial
Reforçamento
radicular
Raízes reforçam o solo,
aumentando sua resistência ao
cisalhamento.
Atirantamento
radicular
Raízes de árvores podem
ancorar em estratos mais
profundos e mais firmes,
proporcionando suporte.
+
+
Ancoramento
radicular
Estratos superiores de menor
coesão.
+
+
Sobrecarga
O peso de árvores sobrecarrega
o talude, aumentando os
componentes da força normal e
descencional.
-
Tombamento
A vegetação exposta ao vento
transmite forças dinâmicas para
o talude.
-
Recobrimento
superficial
A folhagem e a biomassa
decaídas protegem o solo e
fornecem substâncias
agregantes.
+
+
Retenção
Partículas minerais do solo são
soldadas pelas raízes
superficiais.
+
+
A parte aérea intercepta e
evapora a precipitação,
reduzindo a quantidade de água
infiltrada.
+
Alterações
do regime
Interceptação
hídrico do
solo
Infiltração
Raízes e ramos aumentam a
rugosidade superficial e a
permeabilidade do solo,
aumentando a infiltração.
A sucção radicular retira
umidade, reduzindo a poropressão da água no solo. Em
Evapotranspiração
casos extremos, pode gerar
trincamentos e altos índices de
infiltração.
Microclima
Proteção
soloatmosfera
+
+
+/-
+/-
+/-
+/-
+/-
+/-
Diminuição da força trativa de
ventos.
+
Isolamento térmico Proteção contra trincamentos
do solo
por calor ou frio.
+
+
bs.: 1– até 0,30 m de profundidade; 2 – 0,50 a 1,50 m de profundidade; e
3 – mais de 1,50 m de profundidade.
61
Quadro 5 - Metodologias utilizadas para quantificar os efeitos físicos
da vegetação na estabilidade de taludes
Efeito
Reforçamento
radicular
Características físicas
Índice da área superficial,
distribuição e morfologia
radicular.
Forças de tensões
radiculares.
Atirantamento
radicular
Método
Pesagem da massa de
raízes em determinada
massa de solo, contagem da
densidade radicular em
intervalos verticais em
parcelas amostrais no
talude.
Testes de tensão no campo
e em bancada.
Espaçamento, diâmetro e
idade de árvores, espessura Observações de campo.
e inclinação do perfil do solo. Testes de tensão no campo
Propriedades geotécnicas do e em bancada.
solo.
Sobrecarga
Peso médio da vegetação.
Estimativas de campo ou
informações na literatura da
relação peso/biomassa de
árvores (CANNEL, 1982).
Ventos
Regime de ventos para
determinado tempo de
recorrência, altura média das
árvores dominantes na
comunidade vegetal.
Norma técnica BS
CP3:V:2:1972, ou predição
por danos ao vento
(MILLER, 1985).
Umidade do solo
Teor de umidade do solo,
profundidade do lençol
freático, poro
pressão/sucção.
Testes de campo e em
bancada, piezômetros e
tensiômetros.
Interceptação
Precipitação líquida sobre o
talude.
Pluviógrafos, coleta de
escorrimento superficial,
densidade do recobrimento
foliar.
Infiltração
Maior ou menor dificuldade
com que a percolação da
água ocorre através dos
poros do solo.
Testes de tensão no campo
e em bancada para
determinação de
permeabilidade do solo.
Fonte: Coelho e Pereira (2006).
62
COUTO, L. et al.
rápido crescimento para controlar processos erosivos, ocasionou o
agravamento destes. Esses exemplos ocorreram no Vale do Rio
Doce-MG, durante o uso de Eucaliptus sp. para controle de processos
erosivos em sulco.
Finney (1984) verificou que gotas de chuva com diâmetros entre
2 e 3 mm, ao atingirem o solo, possuem menor capacidade de mobilizar
partículas do solo que gotas de 5 mm formadas pelo acúmulo de
gotículas na superfície de folhas a 1 m de altura. A erosividade pode
atingir variações da ordem de 1.000% nas adjacências de árvores e
arbustos. Superfícies recobertas por gramíneas produzem um padrão
uniforme e atenuado de distribuição da chuva no solo, reduzido a
valores incipientes se comparados com os presentes nas gotas de
chuva em um momento inicial (ARMSTRONG; MITCHELL, 1987).
Com relação a sobrecargas causadas pelo aumento significativo
da biomassa vegetal, Gray e Meganah (1981) afirmam que para um
modelo de talude infinito a sobrecarga pode ser benéfica à
estabilidade, desde que a coesão do solo seja baixa, o ângulo interno
de fricção do solo seja alto e os ângulos de inclinação do talude
sejam pequenos.
As raízes superficiais podem contribuir para a desagregação
do solo, quando muito concentradas, em grande volume e muito
superficiais; por exemplo, o bambu; e a penetração radicular em
fissuras e junções de rochas favorece a infiltração e intemperismo
da rocha, podendo contribuir para a instabilidade do talude
(GREENWAY, 1987).
O uso da vegetação para controle de processos erosivos deve
ser criterioso, já que ela pode interferir intensamente na transferência
63
da água da atmosfera para o solo nas águas de infiltração
(FERGUSON,1994) e nos sistemas de drenagem superficial
(MORGAN,1994). Desta forma, podem ocorrer alterações no
volume e na intensidade do escoamento pluvial e nas taxas de erosão
superficial. A vegetação ainda pode interferir nos valores da umidade
no solo afetando, por conseguinte, seus parâmetros geotécnicos como
fricção e coesão (GREENWAY,1987).
5.1 Seleção de plantas para controle de erosão e áreas
degradadas
Dos métodos para ancoramento de sedimentos, o de maior
aplicabilidade técnico-econômica e o mais adequado ambientalmente
é representado pela estabilização do solo pela revegetação. As
espécies selecionadas devem apresentar o sistema radicular profundo
e desenvolvido, para maximizar o volume de solo estabilizado pelas
raízes das plantas.
Normalmente é utilizado o consorciamento de gramíneas e
leguminosas (Figura 10), devido à rapidez de crescimento e
recobrimento dessas espécies. Com uma composição heterogênea
de espécies, a ciclagem de nutrientes é mais intensa, a ocorrência
de pragas é menor e a porcentagem de recobrimento do solo é maior.
Além disso, a estabilização laminar proporcionada pelo sistema
radicular de plantas variadas é mais eficiente, já que cada espécie
explorará uma profundidade de solo diferente, ao contrário de um
sistema em que é utilizada apenas uma espécie.
O termo genérico “leguminosa” refere-se às plantas da família
Caesalpinaceae, Fabaceae e Mimosaceae. Existe uma grande
64
COUTO, L. et al.
Figura 10 - Consorciamento de leguminosas e gramíneas utilizadas
na revegetação de taludes.
variedade de leguminosas tropicais, havendo ainda muitas espécies
desconhecidas e aproximadamente 13 mil catalogadas, as quais têm
uma gama de utilidades, como grãos, frutos, tubérculos, forragem,
carvão, celulose, madeira, adubação verde e arborização
(SIQUEIRA; FRANCO, 1998).
As leguminosas são conhecidas como eficientes restauradoras
da fertilidade do solo, promovendo uma grande produção de massa
verde e grande exploração do solo pelo sistema radicular. Uma das
características que mais chama a atenção nas leguminosas é a
capacidade de uma boa parte das espécies formar simbiose com
determinados gêneros de bactérias, comumente chamadas de rizóbio
(MOREIRA et al.,1994).
65
Um outro aspecto relevante é o fato de que muitas leguminosas
nodulíferas são também micorrízicas, ou seja, além de se associarem
ao rizódio formam simbiose com fungos micorrízicos, podendo se
valer dos múltiplos benefícios dessa interação. A exploração de um
maior volume de solo pelas hifas da micorriza permite maior absorção
de água e nutrientes, além da zona de atuação das raízes. Os maiores
benefícios se dão em função do incremento na absorção de nutrientes
de baixa mobilidade nos solo, notadamente o fósforo, e do
abrandamento dos problemas relacionados com o pH, alumínio e
manganês nos solos ácidos, além de benefícios não nutricionais. Esses
efeitos sobre o desenvolvimento da planta micorrizada são mais
importantes e visíveis em ambientes estressantes, como é o caso de
sítios degradados (SIQUEIRA; FRANCO, 1998; FURTINI NETO
et al., 2000)
A família Gramineae compreende cerca de 650 gêneros e 10.000
espécies, distribuídos em todo o mundo, sendo uma planta pioneira.
As gramíneas têm importância fundamental do ponto de vista
ecológico, pois ajudam na recuperação, proteção e revitalização do
solo.
As gramíneas possuem sistema radicular fasciculado, ou seja,
com a raiz primária não desenvolvida, enquanto as raízes secundárias
são ramificadas e numerosas, geralmente ocorrendo a menos de
1 m de profundidade. Algumas espécies, como o milho, possuem
também raízes adventícias, cuja principal função é a sustentação da
planta.
Algumas gramíneas possuem rizomas e, ou, estolões, também
chamados estolhos, que constituem tipos de caule especiais. Os
66
COUTO, L. et al.
rizomas ocorrem abaixo da superfície do solo e são diferentes das
raízes por possuírem nós e folhas não desenvolvidas, que se
apresentam como pequenas escamas. Os estolões são semelhantes
aos rizomas, porém crescem na superfície do solo.
Uma espécie de gramínea que merece destaque é a Vertivera
zizanoides. É uma gramínea promovida pelo Banco Mundial na
década de 1980, para auxiliar no controle de erosão e na conservação
de solos e água, em áreas com poucos recursos, especialmente para
os países em desenvolvimento (Figura 11).
Figura 11 - Figura evidenciando as linhas de vetiver em perfilhamento na Fazenda Guarará, Santana dos Montes-MG.
Desde 1931 tem sido observado o desenvolvimento do vetiver
em Kuala Lumpur, na Malásia, com o objetivo de contenção de
encostas e taludes íngremes. Para ficar mais didático serão
67
enumeradas as várias vantagens do uso do vetiver no controle de
erosão e na reabilitação ambiental:
• Não é uma planta invasora: suas sementes são estéreis, e
ela não se propaga por rizomas ou estolões.
• Resistente ao fogo: apresenta sua coroa abaixo da superfície
do solo permanentemente, protegendo-se do fogo e do
pisoteio.
• Barreira vegetal viva e densa permanentemente: esta
barreira acima do nível do terreno funciona como um filtro,
retendo sedimentos e reduzindo a energia potencial do
escorrimento superficial (run off).
• Tolerância a diferentes tipos de solo: independentemente
de pH, toxidez, salinidade, resíduos industriais e rejeitos de
mineração.
• Capacidade de desenvolver novas raízes quando sua coroa
ficar encoberta de sedimentos, devendo crescer até atingir
o novo nível do terreno, e continuar a formação de terraços
naturais.
• Facilidade de ser eliminada ou removida quando não mais
se desejar manter as plantas na área, sem a preocupação
com a autopropagação ou o enraizamento.
• Baixo custo de implantação e manutenção, não necessitando
de podas periódicas, adubação ou irrigação, devido à sua
rusticidade e tolerância a seca, fogo, alagamento, etc.
• Capacidade de não competir com espécies que estão protegendo, principalmente devido à profundidade de seu sistema
radicular, que apresenta grande geotropismo positivo.
68
COUTO, L. et al.
• Sistema radicular penetrante, capaz de suportar entubamentos (túneis) e rachaduras nas estruturas do solo. As
raízes atingem pelo menos 3 m de profundidade (Figura 12).
Figura 12 - Exemplar de vetiver com 2 anos de idade, com sistema
radicular atingindo 1 metro.
69
• Característica de planta xerófica e hidrófica para sobreviver
em condições intempéricas, por isso o vetiver, após seu
estabelecimento, suporta condições extremas de seca e
enchentes.
• Característica de possuir colmos eretos e resistentes, de
maneira a conter o fluxo de água de pelo menos 1.500 litros
por minuto e 30 cm de altura da lâmina d’água.
• Característica de grande adaptabilidade a extremas condições edafoclimáticas, com precipitações de 300 a 6.000 mm,
temperaturas de -9 oC até 50 oC, capaz de suportar grande
período de estiagem, superior a seis meses.
• Outras utilidades na reabilitação ambiental com vetiver:
disposição e tratamento de esgotos, redução do volume de
águas contaminadas, absorção de contaminantes e metais
pesados, fitorremediação, minas de carvão, ouro e Pb e
Zn.
6 BIOENGENHARIA DE SOLOS NA PROTEÇÃO DE
TALUDES E RECUPERAÇÃO AMBIENTAL
O princípio básico que norteia a bioengenharia de solos
compreende a utilização de elementos inertes como concreto,
madeira, aço e fibras sintéticas em sinergismo com elementos
biológicos, como a vegetação, no controle da erosão.
As espécies vegetais contribuem com o sistema radicular e o
caule, sendo utilizadas em diferentes arranjos geométricos como
elementos estruturais e mecânicos para contenção e proteção do
70
COUTO, L. et al.
solo, melhorando as condições de drenagem e retenção das
movimentações de terra.
As técnicas de bioengenharia têm sido utilizadas desde o Império
Romano para controlar os problemas de erosão em taludes e margens
de rios, em diferentes partes do mundo.
Essas técnicas caíram em desuso após o advento da Revolução
Industrial, que popularizou o uso da tecnologia do concreto e do aço,
favorecendo a utilização de materiais de construção rígidos e inertes
nos projetos de engenharia, já que inicialmente apresentaram-se
baratos e seguros.
Posteriormente, em especial após a década de 30 do século
XX, engenheiros norte-americanos e europeus retomaram o
desenvolvimento e a utilização de diversas técnicas de bioengenharia.
A bioengenharia é utilizada pelo governo dos Estados Unidos
desde 1940, quando o National Resources Conservation Services
- USDA preconizava o uso dessas técnicas para proteção de lagos e
conservação de margens de rios.
Dentre as vantagens do uso de tecnologias baseadas na
bioengenharia dos solos, destacam-se:
• Menor requerimento de maquinário: as técnicas de
bioengenharia de solos podem ser classificadas como
trabalho-técnico intensivas, em oposição à engenharia
convencional, predominantemente energético-capital
intensivas. Por conseguinte, requerem maior utilização de
mão-de-obra e têm custo final comparativamente menor,
oferecendo ainda maior retorno social, já que além de utilizar
maior quantidade de mão-de-obra braçal ela requer menor
71
qualificação do que as práticas tradicionais de engenharia
civil.
• Utilização de materiais naturais e locais: madeira, pedras,
compostos orgânicos, dentre outros, reduzem os custos de
transporte, além de gerarem diversos outros benefícios
locais.
• Relação custo/benefício: as técnicas de bioengenharia de
solos apresentam, na maioria das vezes, uma relação custo/
benefício melhor do que as técnicas tradicionais de
engenharia.
• Compatibilidade ambiental: as técnicas de bioengenharia de
solos geralmente requerem a utilização mínima de equipamentos e da movimentação de terra, o que ocasiona menor
perturbação durante a execução das obras de proteção
de taludes e controle de erosão. Além disso, são atributos
favoráveis em áreas sensíveis, como parques, reservas
naturais, áreas ripárias e corredores naturais, onde a estética
constitui fator de grande importância, fornecendo ainda
habitat para a fauna nativa, restauração ecológica e conforto
ambiental.
• Execução em locais de acesso precário ou inexistente: em
locais de difícil acesso, ou inacessíveis para o maquinário,
as técnicas de bioengenharia de solos podem constituir a
única alternativa viável para a execução de obras de proteção de taludes e controle de erosão.
Nos projetos em que se opta trabalhar com bioengenharia
utiliza-se a conjunção dos seguintes recursos: geotêxteis e geogrelhas,
72
COUTO, L. et al.
madeira, concreto, aço, polímeros sintéticos ou rochas, utilizando a
vegetação em todas as suas formas, de acordo com as necessidades
de aplicação.
6.1 Geossintéticos
Especialistas de controle de erosão têm se referido aos
geossintéticos como Produtos em Rolo para Controle de Erosão
(PRCEs), que podem ser classificados em degradáveis ou não
degradáveis (AUSTIN; DRIVER, 1994). No Brasil os PRCEs são
também chamados de biomantas antierosivas (Figura 13).
As primeiras biomantas foram desenvolvidas nos Estados
Unidos, utilizando-se fibras de juta (SIVARAMAKRISHNAN,
1993). Atualmente esses produtos são manufaturados a partir das
Figura 13 - Biomantas antierosivas, tendo como matérias-prima
fibra de coco e palha agrícola.
73
mais diversas matérias-primas, como algodão, fibra de coco
beneficiada, sisal, turfa, trigo, milho e palhada composta por restos
de culturas agrícolas. As biomantas normalmente são tecidas em
material sintético, composto por polipropileno, polietileno, náilon e
outros compostos utilizados no amarrio dos resíduos vegetais
(PEREIRA; COELHO, 1998).
No Brasil e na maioria dos países tropicais, o uso de biomantas
é ainda incipiente, mas é importante ressaltar o imenso potencial
para o desenvolvimento e a adaptação às condições tropicais desses
novos produtos, para serem usados em trabalhos de bioengenharia
de solos (KRUDENER, citado por SCHIELTZ; STERN, 1996).
As aplicações das biomantas, atualmente, não se restringem ao
recobrimento do solo, podendo ser utilizadas em operações de
drenagem superficial e sub-superficial, proteção de cursos d’água,
construção de estradas, outras práticas de controle de erosão,
filtração, separação, contenção, membrana tênsil, reforçamento
mecânico e amortecimento de solos (MANDAL, 1994).
As características básicas das biomantas biodegradáveis são:
• Permeabilidade: são permeáveis por serem constituídas de
materiais fibrosos desidratados e por permitirem absorver
teores de umidade até quatro vezes superior ao peso do
produto seco. Desta forma, os sedimentos são retidos e, ou,
ancorados, contribuindo para controlar e impedir avanços
dos processos erosivos, mantêm a umidade e servem como
substrato para o desenvolvimento de vegetais. Favorecem
a infiltração de água no solo através da melhoria de suas
condições físico-químicas, devido aos efeitos imediatos de
74
COUTO, L. et al.
proteção contra a insolação e evapotranspiração, o que
permite plantar em épocas de estiagem.
• Isolamento: eliminam a emissão de particulados para a
atmosfera em casos de solos com estruturação deficiente,
compostos de material sujeito ao carreamento eólico como
dunas instáveis, áreas de disposição de rejeitos industriais,
minerações, dentre outras, preferencialmente em sinergismo
com a revegetação destes locais; reduzem também os danos
por ocorrência de geadas pelo efeito de isolamento térmico
proporcionado pelas biomantas biodegradáveis.
• Proteção superficial do solo: reduzem o escorrimento superficial da água por atuarem como dissipadores de energia do
escorrimento superficial, já que ao manterem contato direto
com o solo fornecem obstáculo ao escoamento, reduzindo a
velocidade do escorrimento superficial, eliminando a ação
erosiva deste; reduzem a erosividade da chuva, uma vez
que o impacto das gotas de chuva (raindrop impact) é
responsável, em alguns casos, por até 98% dos processos
de mobilização de sedimentos (McCULLAH, 1994); evitam
o carreamento de vegetação em margens de canais durante
inundações, garantindo que a vegetação permaneça fixada
ao solo, podendo-se ajustar os diferentes modelos de
biomantas biodegradáveis de acordo com o regime hídrico
do curso d’água no qual serão instaladas.
• Aumento da capacidade de troca catiônica do solo: a
capacidade de troca catiônica do solo é sensivelmente
aumentada com a utilização das biomantas biodegradáveis,
75
por ocasião de sua degradação. Com a mineralização da
matéria orgânica, ocorre a formação de substâncias húmicas, que colaboram para o aumento da superfície específica
do solo, elevando a capacidade de retenção e o posterior
fornecimento de nutrientes para as plantas.
• Integração ambiental: são 100% degradáveis e apresentam
perfeita harmonia com o meio ambiente; imediatamente após
sua instalação nota-se sensível melhora no aspecto visual.
Possuem degradação programável. Em situações de risco,
na qual a ausência temporária de vegetação poderá causar
danos consideráveis, por exemplo, devem-se utilizar biomantas biodegradáveis de degradação lenta e gramatura elevada,
assim como em locais menos exigentes poderá ser utilizada
a tela biodegradável de decomposição rápida e gramatura
baixa; a mineralização da matéria orgânica constituinte das
biomantas favorece a coesão entre as partículas minerais
do solo, melhorando a estruturação e, por conseguinte,
reduzindo a erodibilidade do solo.
• Flexibilidade e praticidade: facilmente moldáveis, possuem
grande flexibilidade para se adaptarem às mais diversas
situações, são de fácil manuseio, leves e práticas, podendo
ser aplicadas em locais de difícil acesso e em encostas
íngremes, sem necessidade de equipamentos sofisticados.
Apresentam formas, dimensões, comprimento e diâmetro
variáveis e moldáveis à qualquer situação.
• Baixo custo: apresentam custos baixos comparados aos das
técnicas, dos produtos e dos processos convencionais da
76
COUTO, L. et al.
engenharia, por serem constituídas de materiais fibrosos e
resíduos de culturas agrícolas.
• As biomantas biodegradáveis podem ser aplicadas diretamente sobre a superfície que se deseja proteger ou após
o semeio/plantio de vegetação, com finalidades estéticas,
ambientais e para estabilização de solos.
As biomantas vêm acondicionadas em bobinas. A aplicação deve
ser iniciada pelo topo do talude, desenrolando-se a bobina, fixando-a
e moldando-a sobre uma valeta escavada com 10 cm de largura e
10 cm de profundidade, deixando ultrapassar 20 cm além da valeta.
A ancoragem é realizada com o grampeamento da biomanta no fundo
da valeta e em seguida é aplicado solo compactado, manualmente.
Aplicam-se fertilizantes e sementes, dobram-se os 20 cm excedentes
da biomanta sobre a valeta e promove-se sua fixação com grampos,
com espaçamento mínimo a cada 40 cm, em toda a extensão da
largura da biomanta. Esta fixação no topo do talude é preponderante
para o desempenho do produto.
As bobinas devem ser estendidas (desenroladas) sempre no
sentido da declividade do talude (Figura 14). Sua fixação, bem como
a quantidade e especificação dos grampos, deve seguir a
recomendação técnica estabelecida no projeto, em função do material
e da inclinação do talude. Os transpasses laterais das biomantas
devem ser de 3 a 5 cm, e a sobreposição (transpasse) longitudinal
deverá ser de no mínimo 5 cm. O grampeamento nos transpasses
deverá ter espaçamento mínimo de 30 cm.
A boa fixação das biomantas garantirá o sucesso do trabalho.
Esta fixação poderá ser feita com grampos de aço, madeira e bambu,
77
de tamanhos e formas variadas, devendo ser aplicados de acordo
com as características específicas do local a ser protegido ou
recuperado (Figura 15).
Figura 14 - Aplicação das biomantas em talude de corte.
Figura 15 - Tipos e características dos grampos para fixação de
biomantas.
78
COUTO, L. et al.
É importante salientar que quanto melhor for a fixação da
biomanta ao solo, maior segurança será conferida ao projeto. Sua
fixação inadequada gerará dificuldade para que a vegetação a
ultrapasse, o que poderá causar focos erosivos no local de má
aderência, devido ao escoamento livre da água na superfície do talude,
sem contato com a biomanta.
O número de grampos por unidade de área depende da inclinação
do talude, da suscetibilidade à erosão, do tipo do material, da
segurança requerida para o local e da regularização da área (Figura
16).
Os taludes já totalmente regularizados exigem menor rigor na
fixação. Nos taludes parcialmente regularizados, sem regularização,
de grande inclinação ou com grande suscetibilidade à erosão deve
ser utilizado maior número de grampos por área.
Em solos não coesos e arenosos deverão ser utilizados grampos
mais compridos. Os esquemas a seguir mostram como fixar adequadamente as biomantas, de acordo com a inclinação dos taludes (H:V).
Abaixo de 2:1
De 2:1 - 1:1
50
50
75
50
75
De 1:1 - 1:2
50
75
75
2 grampos / m²
50
25
25
50
50
50
50
50
50
75
50
Acima de 1:2
75
3 grampos / m²
4 grampos / m²
5 grampos / m²
Figura 16 - Número de grampos utilizados para fixação das
biomantas de acordo com a inclinação do talude.
79
Fernandes (2004), testando três diferentes marcas de geotêxteis
disponíveis no mercado, concluiu que todas elas são de fácil uso e
eficientes no auxílio do estabelecimento da cobertura vegetal,
proporcionando assim maior controle da erosão, embora a marca
que possuía uma estrutura mais compactada rapidamente saturavase de água e proporcionava maior escoamento superficial. Na Figura
17 pode-se conferir o aspecto visual do talude de corte onde foram
aplicadas as biomantas.
Figura 17 - Aspecto visual do talude de corte onde foram aplicadas
as biomantas antierosivas.
6.2 Retentores sedimentos
Os sedimentos devem ser ancorados, principalmente após a
execução dos serviços de estabilização de taludes. As primeiras
chuvas poderão comprometer os trabalhos, caso os sedimentos não
sejam ancorados.
80
COUTO, L. et al.
Estruturas de detenção e retenção de sedimentos representam
a principal ferramenta para controle de erosão em leito de canais e
voçorocas. Essas estruturas têm sido utilizadas com sucesso no
controle de processos erosivos lineares há muitas décadas, nos mais
diversos países (KOSTADINOV, 1998).
Estruturas de detenção e retenção de sedimentos podem ser
classificadas quanto aos seguintes aspectos: (i) formato – retilínea
ou arqueada; (ii) finalidade - deposição (para retenção de sedimentos)
ou consolidação (para estabilização de leitos de canais e taludes);
(iii) resistência às forças externas - estruturas de detenção e retenção
de sedimentos de gravidade ou estruturas de detenção e retenção
de sedimentos arqueadas; (iv) material de construção – concreto,
rochas, gabiões, madeira, aço e materiais mistos (ex.: aço com
madeira); e (v) construção e objetivos específicos – filtração,
deposição e retardamento de vazões.
A deposição contínua de sedimentos oriundos de áreas a
montante de estruturas de retenção e de detenção de sedimentos,
inicialmente, diminui a declividade do processo erosivo linear,
proporcionando uma geometria final do talude mais estável que a
original. Esta geometria torna-se mais suavizada, aumentando o fator
de segurança nos maciços onde esses processos erosivos tenham
se instalado.
Após as alterações produzidas pelas estruturas no escoamento
superficial, ocorre a redução do volume e da força trativa sobre o
leito e os taludes das erosões, reduzindo assim o transporte de
sedimentos.
81
Os efeitos benéficos das estruturas de retenção de sedimentos
podem ser enumerados:
• Protegem os perfis transversais da erosão por torrentes e
pela concentração pontual do escoamento superficial.
• Retêm sedimentos mobilizados em sua própria área de
origem; este efeito é claramente verificado e continua
mesmo após a área a montante das estruturas de retenção
de sedimentos estar completamente preenchida, contribuindo
com a conservação da estabilidade dos taludes dos processos
erosivos.
• Impedem o aprofundamento do canal, criando uma série de
pontos estáveis, formando uma nova base para o leito do
processo erosivo e desenvolvimento da vegetação.
• Devido à redução do ângulo do talude do processo erosivo,
a velocidade do escoamento superficial é reduzida. Este
fenômeno afeta a redução da força trativa do escoamento
e causa a estabilização de frações granulométricas, que de
outra forma seriam carreadas, promovendo assim a
conservação do solo e a consolidação do leito de escoamento
no processo erosivo, já consolidado.
• Funcionam como reguladores do carreamento de sedimentos.
Durante chuvas torrenciais eles retêm grandes quantidades
de sedimentos de granulometria de diâmetro superior, ao
passo que o material mais fino é carreado em chuvas de
intensidade baixa e média.
82
COUTO, L. et al.
6.2.1 Bermalongas
Esses produtos são fabricados no exterior, sob a denominação
comercial de bio-logs; no Brasil tem o nome comercial de bermalongas e apresentam vários diâmetros e comprimentos (Figura 18).
É totalmente drenante e resistente, podendo absorver até cinco
vezes o seu peso em água. As características dos retentores e sua
implantação são descritas conforme as especificações de gramatura
(em kg m-2), resistência (em N m-2), embalagem (usualmente
cilíndricas) e peso cilindro (em kg).
A aplicação do retentor é feita juntamente com o acerto da
erosão. A fixação deve ser acompanhada por um técnico, para que
sejam determinados a posição e os locais corretos onde serão fixados
os retentores, e assim obter sucesso no controle da erosão e retenção
de sedimentos (Figura 19).
O retentor poderá ser utilizado isoladamente para detenção e
retenção de sedimentos. Deve ser usado em locais de menor
declividade e baixo fluxo de sedimentos, sempre no sentido transversal
à declividade do talude, fixado com estacas vivas, ou de madeira
ou de aço. Pode ser conciliado com o plantio de capim-vetiver
(Vetiver sp.) em linhas transversais ao sentido do escoamento de
água no talude. É uma técnica muito difundida no mundo (FAO,
2009) e vem ganhando espaço no Brasil (Figura 20).
6.2.2 Paliçadas de madeira
As paliçadas aplicadas em erosões são anteparos que deverão
ser construídos nos estreitamentos dos processos erosivos lineares
83
Figura 18 - Bermalonga fabricada industrialmente com fibras
vegetais, prensadas e envolvidas por uma rede resistente
de polipropileno.
Figura 19 - Disposição das bermalongas perpendicularmente ao
sentido do escoamento superficial da enxurrada.
84
COUTO, L. et al.
Figura 20 - Exemplo de retentor orgânico de sedimentos do tipo
bermalonga associado ao plantio de capim Vetiver sp.
fixado de maneira transversal ao sentido de escoamento
de água no talude de corte.
de pequeno e médio porte, onde não ocorra escoamento superficial
concentrado ou afloramento freático intermitente ou permanente,
com a finalidade de reter os sedimentos e promover uma geometria
mais estável para os taludes adjacentes ao processo erosivo.
A dimensão da paliçada será calculada em função da
necessidade do local, podendo ser simples ou dupla.
Uma paliçada deve se distanciar da outra o suficiente para que
a altura máxima da paliçada a jusante esteja em nível com a base da
paliçada a montante, sendo esta diferença de nível preenchida pelos
sedimentos.
85
De acordo com Pereira (2005), as paliçadas poderão ser
construídas de madeira roliça, dormentes ou bambu. As paliçadas
de madeira são as mais usuais, e devem ser utilizadas madeiras
impermeabilizadas. As dimensões das peças de madeira são variáveis
com a dimensão da erosão. As peças devem ser fixadas e dispostas
verticalmente, formando um ângulo de 15o a montante com o pé das
estacas, e devem ficar totalmente unidas umas às outras; se for
necessário elas devem ser aparadas, de maneira a evitar frestas
entre as peças.
A fixação é feita através de uma vala cuja profundidade
deve ser de no mínimo 50% do comprimento da peça de madeira.
Esta vala deve ser totalmente em linha, e deve-se evitar zig-zag na
construção da paliçada. Caso não encontre solo de boa coesão, devese utilizar de artifícios para manter totalmente eretas e fixadas as
peças de madeira.
Os artifícios que poderão ser utilizados são o travamento das
peças, com peças aplicadas horizontalmente no pé das peças verticais,
ou o concreto. Podem ser fixadas com bate-estacas ou com a concha
de uma escavadeira hidráulica, ou outro equipamento similar, ou até
mesmo manualmente. Na amarração e no engastamento das paliçadas
nas ombreiras do fluxo, devem-se utilizar peças de madeira aplicadas
horizontalmente, amarrando-as nas peças verticais até engastarem
nas ombreiras.
As estacas deverão ser oriundas de áreas de reflorestamento,
cuja utilização deverá estar devidamente licenciada junto ao órgão
fiscalizador competente.
Na interface das laterais das paliçadas com o solo, deverão ser
aplicados retentores de sedimentos para evitar que os sedimentos
86
COUTO, L. et al.
passem pelas interfaces, o que normalmente têm acontecido quando
esses cuidados não são observados.
A Figura 21 mostra, em planta e corte, a construção de
paliçada de madeira roliça, evidenciando os detalhes construtivos.
Atrás (a montante) da paliçada e no engastamento nas ombreiras
devem ser aplicados geotêxteis filtrantes ou retentores de sedimentos
(bermalonga), umas sobre as outras, do pé da paliçada até o topo, e
amarradas na paliçada, evitando assim a fuga de sedimentos e a
passagem de água pelas ombreiras e na interface da paliçada com o
solo.
6.2.3 Preenchimentos de concavidades erosivas
A bermalonga pode ser aplicada para preencher focos erosivos
de até 50 cm de profundidade, no sentido longitudinal ou transversal
à concavidade a ser preenchida, sendo fixada com grampos até atingir
o solo mais coeso (Figura 22). Podem ser aplicadas tantas bermalonga
quanto forem necessário, até o preenchimento do vazio, e depois
aplicar solo e sementes por cima.
6.3 Solo envelopado verde
É uma técnica usada para recompor taludes, erosões e envelopar
aterros. Este método é de construção rápida, podendo-se utilizar
material do próprio local para construir o aterro compactado, podendo
ainda ser utilizadas sementes e estacas vivas para deixar verde a
superfície e atirantar o solo com as raízes.
O local deverá ser preparado e a biomanta antierosiva estendida,
e na saída colocar bermalonga para evitar a fuga de solo, aplicando
87
PEÇAS DE MADEIRA
ROLIÇA
FLUXO
ESTACA
PROTETORA
GEOTÊXTIL/BERMALONGA
0,5-2,0 m
PEÇAS DE MADEIRA
ROLIÇA
0,5-2,0 m
ESTACA PROTETORA
TERRENO NATURAL
VISTA SUPERIOR
CORTE TRANSVERSAL
GEOTÊXTIL
PEÇAS DE MADEIRA
ROLIÇA
PONTO ‘A’
PONTO ‘B’
ESTACA PROTETORA
BERMALONGA
CORTE LONGITUDINAL
RETENÇÃO DE
SEDIMENTOS (Bermalonga®)
Figura 21 - Vista em planta e corte da construção de paliçadas de
madeira.
Figura 22 - Desenho esquemático do preenchimento de concavidades erosivas com uso de retentores de sedimentos.
88
COUTO, L. et al.
solo em uma camada de 50 cm e fazer a compactação. Depois de
compactado o solo, a biomanta deverá envolver todo o aterro,
formando um envelope, sendo aplicadas estacas vivas de plantas
entre uma camada e outra do envelopamento (Figuras 23 e 24).
Deve-se proceder ao semeio de espécies vegetais que desenvolverão
no paramento externo do solo envelopado.
DETALHE DA PROTEÇÃO COM TERRA REFORÇADA VEGETADA
Fonte: Aloísio (1998).
Figura 23 - Método construtivo do solo envelopado.
Figura 24 - Revitalização da margem do rio utilizando solo envelopado e madeira com estacas vivas - Santa Luzia-MG,
Rio das Velhas.
89
6.4 Solo grampeado verde
Este processo é utilizado para conter instabilidades geotécnicas,
sub-superficiais e profundas, e é um sistema muito utilizado na Europa,
em substituição a placas de concreto, cortinas e outros sistemas,
devido à sua flexibilidade e rapidez na construção (Figura 25).
Figura 25 - Área recuperada com o uso de chumbadores, biomantas
antierosivas e malha metálica (solo grampeado).
CEMIG – Vespasiano-MG.
O processo construtivo do solo grampeado é descrito a seguir:
• Acerto, regularização e retirada do material solto: a área
deverá ser parcialmente regularizada, retirando-se o material
solto, e eliminando as negatividades. Os locais que
apresentam concavidades após a regularização deverão
ser preenchidos com solo compactado e retentores de
sedimentos, para deixar toda a superfície bem homogênea.
90
COUTO, L. et al.
• Perfuração e fixação dos chumbadores: a densidade e a
profundidade dos chumbadores são determinadas por um
programa de estabilidade do talude, por isso é necessária a
sondagem do local onde serão realizados os serviços. A
perfuração será feita com uso de equipamentos de ar
comprimido, no diâmetro de 50 mm, e o chumbador será de
aço CA-50 de 15 mm de diâmetro, com pintura anticorrosiva
e ponta rosqueada. Após a aplicação do chumbador, será
aplicada uma calda de cimento, de maneira a retê-lo
totalmente no solo, satisfazendo a resistência de 50 a 80 kN
para cada chumbador .
• Preparo do solo e hidrossemeio: após a regularização da
superfície do talude e o sistema de drenagem estiver
construído, inicia-se o preparo do solo, que consiste em
efetuar o microcoveamento, ou seja, covas pequenas umas
próximas das outras e de profundidade suficiente, de
maneira a reter todos os insumos a serem aplicados, como
fertilizantes, corretivos, mulch, adesivos e sementes. Estes
insumos podem ser aplicados manualmente ou por via
aquosa (hidrossemeadura).
• Aplicação da malha metálica de alta resistência: a malha
metálica deve ser resistente à tração, banhada com uma
solução galvanizada de Zn/Al, para evitar a corrosão. A
malha metálica é de 8x10 cm, com ∅=2,7 mm, e deverá
ser ancorada nos chumbadores através de placas de
ancoragem de aço, com tamanho de 30x30 cm, sendo
parafusadas no chumbador até aderir totalmente à superfície
91
do terreno. Entre os chumbadores deverão ser aplicados
grampos de aço CA-50, ∅=7,5 mm, com 30 cm de
profundidade, para garantir total aderência da malha metálica
(Figura 26).
1A - Detalhe dos chumbadores, tendo na extremidade rosca para fixação
da placa de ancoragem, aderindo à malha metálica na superfície do
talude.
1C- Vista frontal das placas de ancoragem fixando a malha metálica
de alta resistência.
1B - Preenchimento dos espaços vazios e ancoragem dos sedimentos
com uso de retentores de sedimentos (Bermalonga) e aplicação e fixação
de biomanta (Tela Fibrax® Bidimensional.
1D - Detalhe dos chumbadores aplicados no sola a=b=3m e c=6m.
Figura 26 - Etapas do processo construtivo do solo grampeado verde.
92
COUTO, L. et al.
6.5 Madeira e estacas vivas
A madeira pode ser utilizada em combinação com a vegetação
em uma vasta gama de estruturas biotécnicas (COPPIN;
RICHARDS, 1990; McCULLAH, 1994; GRAY; SOTIR, 1996;
SCHIELTZ, 1996) (Figura 27). Muitas vezes a madeira ou gravetos
utilizados com funções estruturais (inertes) podem enraizar,
exercendo, a partir daí, funções biologicamente ativas, de acordo
com a necessidade de aplicação. Este processo é denominado de
estacas vivas (PEREIRA, 1997).
Os sistemas biotécnicos compostos de madeira ou estacas vivas
apresentam diversas alternativas destas combinações para proteção
de margens de rios e córregos, para recuperação de processos
Figura 27 - Revitalização do solo utilizando madeira e estacas vivas
- Santa Luzia-MG, Rio das Velhas.
93
erosivos de sulcamento, ravinamento e voçorocamento; para
contenção de taludes de corte e aterro; em barreiras visuais, acústicas
e eólicas; para drenagem de solos e como estruturas de contenção
como gabiões, enrocamento, sistemas modulares, sistemas de
confinamento celular, ancoramento de solo-cimento envelopado,
sistemas de solo-reforçado e em paliçadas.
As espécies sugeridas para sistemas de estacas vivas devem
apresentar alta tolerância às variações das condições ambientais;
altas taxas de crescimento vegetativo; sistemas radiculares finos e
extensos; altas taxas de transpiração; ramos flexíveis e resistentes a
abrasão e lesões; raízes resistentes à exposição ao ar que não seja
da atmosfera do solo; facilidade de manejo por poda; resistência às
pragas e doenças, e sobretudo elevada capacidade de enraizamento
a partir de estacas e material lignificado.
6.6 Concreto
Os projetos que conjuguem concretos e espécies vegetais podem
ser utilizados em estruturas de contenção modulares e monolíticas;
em jardineiras de diferentes formatos e dimensões; em sistemas de
retardamento de vazões pluviais e em sistemas de confinamento
celular. Estas estruturas são geralmente utilizadas na proteção de
cursos d’água. Entretanto, problemas associados ao alto custo e aos
requerimentos técnicos de execução, à alta alcalinidade do concreto
e à sua característica de alta transmissividade térmica (que favorece
altas taxas de evaporação do solo) impõem dificuldades de utilização
deste material na bioengenharia (GRAY; SOTIR, 1996; GRAJEDA,
1997; DEFLOR, 1999).
94
COUTO, L. et al.
6.7 Ligas metálicas
As diferentes composições biotécnicas de vegetação com ligas
metálicas podem ser basicamente classificadas em quatro tipos: (i)
telas metálicas, que são utilizadas para georreforçamento superficial
e subterrâneo ou para estruturas de contenção, preenchidas com
rochas como gabiões (Figura 28), colchão Reno ou solo adensado
(sistema Terramesh); (ii) pinos e estacas, que são utilizados como
parte de sistemas de atirantamento como cavilhas ou em diques de
contenção com malhas superficiais preenchidas por solo entremeado
por camadas de vegetação herbácea ou arbustiva; (iii) trilhos, que
são utilizados como elementos de suporte vertical ou horizontal de
estruturas de paliçadas de dormentes ou madeira roliça, muito efetivas
no controle de ravinamentos, voçorocamentos e solapamentos em
margens de corpos d’água, dentre outras aplicações; (iv) chapas de
metal, utilizadas como revestimento de muros de contenção de solo
reforçado em caráter permanente ou temporário, ou como variações
de estruturas pré-moldadas de concreto para reforçamento e
contenção de solo.
6.8 Hidrossemeadura
Entende-se por hidrossemeadura a aplicação com bomba
hidráulica, via aquosa, de sementes misturadas com adubos minerais,
massa orgânica e adesivos de fixação (Figura 29).
É necessário que a superfície do talude esteja a mais regularizada
possível; o acerto e a regularização podem ser feitos manual ou
mecanicamente, buscando eliminar os sulcos erosivos, o preenchimento dos espaços vazios e a ancoragem dos sedimentos soltos.
95
Figura 28 - Muro de Gabião em talude de corte na região de Nova
Lima-MG.
Figura 29 - Demonstração da aplicação de hidrossemeadura em
taludes de corte com leiras de bermalonga.
96
COUTO, L. et al.
As concavidades do terreno e as negatividades dos taludes devem
ser removidas, para evitar a formação de novos focos erosivos e
desmoronamentos.
Após a regularização da superfície do talude e o sistema de
drenagem estiver construído, inicia-se o preparo do solo, que consiste
em efetuar o microcoveamento, ou seja, covas pequenas umas
próximas das outras e com profundidade suficiente para reter todos
os insumos a serem aplicados, como fertilizantes, corretivos, mulch,
adesivos e sementes (Figura 30). As sementes a serem utilizadas
deverão conter referências à porcentagem de pureza e ao poder
germinativo. A seleção das espécies deve basear-se em critérios de
adaptabilidade edafoclimática, rusticidade, capacidade de reprodução
e perfilhamento, velocidade de crescimento e facilidade de obtenção
de sementes.
No entanto, esse método não protege o solo imediatamente, e
nos locais onde há suscetibilidade à erosão ocorrerá formação de
focos erosivos até o estabelecimento da vegetação (Figura 31).
Figura 30 - Desenho esquemático do microcoveamento.
97
Figura 31 - Formação de sulcos erosivos em área onde não foi
aplicada somente hidrossemeadura.
7 DRENAGEM DOS TALUDES
O objetivo primordial de uma drenagem eficiente é efetuar um
escoamento seguro para locais com estabilidade geotécnica, evitando
assim a mobilização de partículas do solo em decorrência do
escoamento superficial. Para tanto, as estruturas de drenagem devem
apresentar as seguintes características: (i) confiabilidade dos materiais
utilizados; (ii) durabilidade dos materiais utilizados; (iii) facilidade de
manutenção; e (iv) segurança.
Uma drenagem ineficiente geralmente pode ocasionar: (i) piping
ou erosão tubular progressiva, que está ligada ao escoamento
subsuperfície, e devido às diferenças de resistência entre as camadas
de solo a água, quando encontra uma camada menos resistente, inicia
o processo de escavação, dando origem, desta forma, as cavidades
98
COUTO, L. et al.
ou dutos no interior do solo; (ii) alagamento da área próxima aos
drenos, trazendo como consequências entupimento do dreno,
carreamento de solo superficial, redução da capacidade de suporte
do solo (resistência ao cisalhamento).
Para sistemas de drenagem superficiais são utilizados de
terraços, canaletas verdes e, ou, revestidas de concreto, dissipadores
de energia e caixas dissipadoras, bacias de sedimentação; e para
drenagens subterrâneas são utilizados cilindros drenantes.
Um projeto adequado de filtros e drenos é essencial para a
segurança e economia de todas as obras de engenharia civil ou outras
obras que envolvam a proteção e estabilização do solo.
7.1 Drenagem de superficial
A drenagem superficial se faz pelas linhas naturais do curso
d’água e pelo sistema formal construído, que deve estar harmonizado
com as feições do relevo para permitir o efetivo escoamento das
águas. Todo sistema deve ser dimensionado em função da vazão e
do potencial hidráulico, definido pela declividade.
7.1.1 Canaletas
As canaletas são canais de pequenas dimensões, destinadas à
captação das águas que, de algum modo, poderiam afetar a estrutura
do solo ou danificar os taludes.
Para cumprirem sua finalidade, as canaletas de drenagem
deverão ter capacidade suficiente para as taxas de escoamento
superficial de pico, que poderão ocorrer com frequência especificada
– também denominada de tempo de recorrência. Em trabalhos de
99
recuperação ambiental, costuma-se utilizar a precipitação máxima
ocorrida em 1 hora, em um histórico de 5 a 10 anos.
As canaletas verdes são uma alternativa à utilização de materiais
inertes como o concreto; estas são escavadas no solo local em
dimensões variáveis, são compactadas e, posteriormente, cobertas
com biomantas antierosivas (Figura 32).
Sob as biomantas deverá ser semeada uma mistura de sementes
de espécies de herbáceas de sistema radicular denso e profundo, e
de baixa rugosidade superficial. Para adubação nessas canaletas
deverão ser efetuadas as aplicações de cama de frango desidratada,
na proporção de 50 g m-2, ou torta de coco-da-baía, na proporção de
100 g m-2.
7.1.2 Escada hidráulica
Dispositivos que possibilitam o escoamento das águas que se
concentram em talvegues interceptados pela terraplanagem e que
vertem sobre os taludes de corte e aterros. Nessas condições, para
evitar os danos de erosão, torna-se necessária a sua canalização e
condução através de dispositivos, adequadamente construídos, de
forma a promover a dissipação das velocidades e, com isto,
desenvolver o escoamento em condições favoráveis até os pontos
de deságue, previamente escolhidos (Figura 33)
7.2 Drenagem subterrânea
De acordo com Coelho e Brito Galvão (1998) as rochas
intemperizadas e a maior parte dos solos apresentam problemas de
drenagem, porque as superfícies não protegidas desses materiais
100
COUTO, L. et al.
Figura 32 - Canaletas verdes revestidas com tela sintemax.
Figura 33 - Escada hidráulica, com dissipador de energia com
colchão reno, e bermalonga e biomantas aplicadas nos
taludes.
101
podem ser erodidas por força da água que escapa, permitindo assim
que o processo de erosão se inicie, podendo levar ao entupimento de
filtros e drenos e, em casos extremos, ao piping failure, consequentemente as superfícies de drenagem devem ser cobertas por
camadas de protetores de filtros que permitam o escape livre de
água, mas que ao mesmo tempo retenham as partículas de solos
firmemente no lugar da origem.
Essas canaletas exercerão a função de atuarem como drenagem
secundária em áreas de menor declividade e apresentam inúmeras
vantagens, das quais podem ser destacadas: (i) menor custo de
implantação; (ii) menor impacto ambiental para implantação; e (iii)
dispensa de manutenção, após estabelecimento definitivo da
vegetação.
Dentre as desvantagens podem-se relacionar: (i) exigência
de inspeções com maior frequência que nas canaletas de concreto;
(ii) limitações de uso relacionadas a declividade, volume e velocidade do escoamento superficial; e (iii) maior possibilidade de
rompimentos, em pontos com alta demanda de escoamento
efetivo, desta forma essas canaletas somente deverão ser executadas após o correto redirecionamento da drenagem superficial
local.
Ainda de acordo com Coelho e Brito Galvão (1998), entre as
propriedades dos materiais utilizados como elementos filtrantes que
são necessárias para o sucesso de operações de drenagem subterrânea, elas devem apresentar elevada resistência à tração e
pontuação, serem relativamente incompreensíveis, além de estarem
com boa disponibilidade na área de utilização e possuírem baixo custo.
102
COUTO, L. et al.
Os drenos são dispositivos instalados em camadas subsuperficiais, em geral no subleito, de modo a permitir a captação, a
condução e o deságue das águas que se infiltram no solo ou estão
contidas no próprio maciço, comprometendo a estabilidade do local.
Quanto à forma construtiva, os drenos poderão ser cegos ou
com tubos e, devido à pequena profundidade, podem ser também
designados como drenos rasos; recebem, ainda, designações
particulares como dreno transversal ou dreno longitudinal de base. A
parte do dispositivo que exerce a função de captação em um sistema
de drenagem subterrânea pode ser constituída por drenos cegos ou
drenos tubulares, neste último caso utilizando tubos dreno em
polietileno de alta densidade - PEAD - corrugados perfurados ou
tubos dreno em concreto perfurado ou poroso. O conjunto de captação
em um dreno é constituído basicamente pelos seguintes componentes:
material filtrante, material drenante e condutor tubular.
Como exemplos de materiais usados para filtros têm-se os
agregados de quartzo ou geossintéticos - desde 1965. Uma vantagem
do uso de geossintéticos, como filtros‚ é o baixo custo em comparação
com os convencionais filtros granulares. Outra vantagem é a
facilidade de operação em campo. Os filtros devem ter uma
graduação correta e devem ser manipulados com cuidado, de modo
a evitar contaminação e segregação das partículas.
Para os geossintéticos, os geotêxteis, as geogrelhas e as geomalhas podem ser usados os seguintes polímeros: poliéster, polipropileno,
polietileno, poliamida, náilon, etc.
Para as geomembranas: polivinil, polietileno de alta densidade,
polietileno clorossulfurado, interpolímero ligado a etileno, polietileno
cloronatado, dentre outros compostos.
103
7.2.1 Geossintéticos
Segundo a ASTM D-35 - 1994, geossintético é um produto
planar, derivado de material polimérico usado com um material
geotécnico (solos, rochas, etc.) como parte integrante de um sistema
de engenharia civil. Os geossintéticos possuem sete funções básicas:
filtrante, drenagem, separação, reforço, barreira fluida, proteção e
impermeabilização.
7.2.2 Geotêxteis
Os geotêxteis são materiais têxteis, tecidos ou não tecidos,
formados por filamentos contínuos ou fibras, distribuídos aleatoriamente de modo a constituir uma manta de alta resistência, obtida
através de processos mecânicos, químicos e térmicos.
Os geotêxteis possuem as seguintes funções: (i) separação
(evitar que materiais de granulometria diferente se misturem); (ii)
filtragem (permitir uma rápida percolação de água); (iii) reforço
(aumentar a resistência mecânica do material envolvente e uma
eficiente transmissão de esforços); (iv) drenagem radial (permitir o
livre escoamento de água ou gases através de sua espessura); e (v)
proteção (proteger o material envolvente contra eventuais perfurações e, ou, desgastes).
7.2.3 Geogrelhas
As geogrelhas também são materiais planares, em forma de
grelhas, com grandes aberturas ou vazios.
Tanto as propriedades físicas quanto mecânicas são influenciadas
pelo tipo de tela da geogrelha.
104
COUTO, L. et al.
• Propriedades físicas: gramatura, espessura, abertura da
malha.
• Propriedades mecânicas: resistência à tração, alongamento
na ruptura e tração para alongamento.
Entre outras aplicações em geotecnia, têm-se: (i) como elemento
de reforço e separação em aterros sobre solos moles; (ii) como
elemento de reforço em recomposição de aterros; (iii) como elementos
de reforço em estabilização de taludes e estruturas de contenção;
(iv) como revestimento na proteção de taludes contra erosão. A
geogrelha dissipa a água na superfície do talude, minimizando e, até
mesmo, eliminando os ravinamentos; (v) como elemento de drenagem:
em obras de drenagem, que podem ser subterrâneas, de alívio e
superficial (Figura 34).
Figura 34 - Descida d’água com Geoweb e concreto.
105
8 PROTEÇÃO DE CURSOS D’ÁGUA
Os cursos d’água, rios, canais e reservatórios hidráulicos
necessitam de proteção constante em suas margens, para evitar
erosões e assoreamentos. Atualmente a grande maioria dos cursos
d’água está desprotegida, por ausência da mata ciliar ou qualquer
outro tipo de vegetação, devido à exploração agroflorestal e
urbanização desordenada, fatores que contribuem para acelerar os
processos erosivos e assoreamento.
Nos países mais desenvolvidos vários projetos são executados
no sentido de minimizar os impactos ambientais negativos, utilizando
técnicas eficientes de baixo custo para manter os cursos d’água
isentos de assoreamento e erosões em suas margens. Estas técnicas
são baseadas em elementos flexíveis, como vegetação, madeira e
fibras vegetais, associadas a elementos rígidos como pedras e
concreto.
Atualmente a revitalização de cursos d’água já é exigida pela
sociedade e por órgãos ambientais, pesando no desenvolvimento
sustentável, para tentar minimizar impactos irreversíveis que afetam
as gerações futuras, pois os recursos hídricos estão ficando cada
vez mais escassos no planeta Terra, e as necessidades de uso/consumo estão crescendo cada vez mais.
As metodologias utilizadas na proteção de cursos d’águas se
baseiam no uso de madeira, retentores de sedimentos, solo compactado e ramos/estacas vivas, com o objetivo de proteger e recuperar
as margens que se encontravam erodidas e, ou, irregulares
(Figura 35).
106
COUTO, L. et al.
Figura 35 - Proteção de curso d’água, Aeroporto de Vitória,
Vitória-ES.
A revitalização do curso d’água se inicia com o desassoreamento,
até atingir o nível e a largura inicial. Após o desassoreamento iniciase o processo de proteção das margens com retentores de sedimentos
tipo bermalonga, o que permite obter grande proteção, até ocorrerem
a estabilização e a revegetação das margens, evitando novos
assoreamentos e processos erosivos.
A fixação das bermalongas é feita com estacas de madeira e,
ou, bambu, de maneira a fixá-las totalmente, além de proceder ao
amarrio com arames flexíveis e revestidos com PVC, tornando fixas
as peças, com segurança.
Uma outra metodologia é a recuperação com paliçadas de
madeira. Estas devem ser usadas para curso d’água com no máximo
107
50% de assoreamento e largura de até 20 m e que tenha boa vazão
e velocidade de fluxo de até 3 m s-1.
O procedimento para execução desse processo inicia-se pelo
desassoreamento, normalmente feito mecanicamente com o uso de
escavadeiras hidráulicas, até atingir o nível original da profundidade.
Após retirados os sedimentos, inicia-se o processo de proteção
das margens com o uso de madeira roliça, que é cravada verticalmente junto às margens, cujas dimensões das peças têm diâmetro
de 20 cm e comprimento de três vezes a profundidade do rio,
cravando–as um terço no solo, um terço para ficar submerso e um
terço acima do nível da água, para comportar as enchentes futuras.
Essas peças são cravadas verticalmente com o auxílio da
escavadeira hidráulica, espaçadas de 50 cm. Para completar a paliçada
são aplicadas peças de madeira de 15 cm de diâmetro no sentido
longitudinal, ancorando-as atrás das peças verticais, promovendo
encaixes para manter as peças travadas e seguras, evitando ao máximo
frestas entre as peças de madeira.
Imediatamente atrás da paliçada deve ser aplicada a
Bermalonga® de diâmetro de 40 cm em camadas e solo compactado,
até atingir toda altura da paliçada. A bermalonga tem o objetivo de
evitar que a água retire sedimentos através das peças de madeira e
facilite o desenvolvimento da vegetação e mata ciliar, protegendo as
margens e evitando novos assoreamentos e erosões. O material a
ser usado na compactação e no preenchimento das concavidades
poderá ser o mesmo do desassoreamento.
Após todo o processo deve-se proteger o solo com biomantas e
plantio de gramíneas, leguminosas e espécies florestais típicas da
mata ciliar local.
108
COUTO, L. et al.
Esta técnica deve ser usada em margens de curso d’água que
apresentam erosões, solapamentos e deslizamentos de grandes
dimensões e também em rios de grande vazão e média velocidade.
Nas áreas tropicais, especificamente no Brasil, ocorre uma
grande biodiversidade de espécies que apresentam grande capacidade
de rebrotar após cortes e desbastes, favorecendo assim o uso de
estacas vivas para aplicar juntamente com o aterro compactado,
objetivando atirantar o solo através do enraizamento da estaca e
manter e desenvolver a vegetação para estabelecimento da mata
ciliar.
Este método construtivo é realizado a partir de uma série de
etapas. Inicialmente a área deverá ser preparada, regularizada e
ainda proceder ao trabalho das fundações, aplicando uma camada
ou mais de pedra de mão e compactar até nivelar o local e obter
uma fundação adequada para sustentar o aterro.
Após o preparo da fundação deverão ser aplicadas peças de
madeira imunizadas com diâmetro de 20 cm, aplicadas no sentido
longitudinal, espaçadas de 1 m, em toda a extensão do problema.
Para travamento das peças longitudinais, aplicar peças de madeira
de mesmo diâmetro no sentido sub-horizontal, encaixando-as
nas peças longitudinais, e espaçados de 1 em 1 m obtendo total
travamento.
Após o travamento aplicar solo e compactar até cobrir as peças
de madeira, e imediatamente aplicar estacas vivas e galhos de Fícus
gameleira (gameleira), que é uma espécie com alto índice de rebrota.
Estas estacas vivas/galhos são aplicadas no sentido sub-horizontal
ao curso d’água sobre o aterro compactado, tendo a ponta da estaca
109
que ficar voltada para o curso d’água. O cofmprimento das estacas
deverá ser do tamanho das peças sub-horizontais de madeira, e devem
ser aplicas bem juntas para agilizar a rebrota e iniciar mais
rapidamente o processo de atirantamento do solo.
Após forrada toda área com ramos vivos, o aterro compactado
deverá ser realizado, até uma camada de 70 cm; a partir daí repetese o processo com aplicação das peças no sentido longitudinal e
sub-horizontal solo, estacas vivas e aterro compactado, até atingir a
altura desejada. A inclinação depende do projeto, podendo chegar
até 45o.
9 CONTROLE DE PRAGAS
Dentre as diferentes pragas que atacam áreas reabilitadas com
vegetação destacam-se as formigas-cortadeiras, representadas pelas
saúvas e quenquéns. Essas formigas precisam ser combatidas nas
etapas de desenvolvimento da vegetação. Um sauveiro adulto, com
cerca de três anos de idade, consome 1 tonelada de folhas por ano
para se manter. As formigas podem e chegam a causar perdas de
100% em plantios comerciais florestais. O combate deverá ser feito
em três etapas: o combate inicial, o repasse e a ronda.
O combate inicial deve ser realizado dois meses antes do plantio,
em toda a área a ser trabalhada, ultrapassando-a numa faixa de
100 m de largura, para dentro de áreas confrontantes. Existem diferentes produtos para combate às formigas-cortadeiras, com destaque
para os pós-secos, os gases, as iscas e os líquidos termonebulizáveis.
Nesta etapa inicial o combate às formigas-cortadeiras deverá ser
feito utilizando-se líquidos termonebulizáveis à base de substâncias
110
COUTO, L. et al.
piretroides, que apresentam menor impacto ambiental e alta
capacidade de degradação em curto prazo. A dosagem deverá ser
regulada em função de receituário agronômico expedido por profissional competente, a partir de visita prévia desse profissional à área
a ser trabalhada.
Para o repasse a ser feito juntamente com o plantio, o combate
será feito à base de isca granulada, com 0,45% de sulfluramida, que
deverá ser aplicada à base de 15 g m-2 de terra revirada em torno
dos orifícios dos formigueiros.
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CENTRO BRASILEIRO PARA CONSERVAÇÃO DA NATUREZA
E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Presidente: Laércio Couto
Vice Presidente: Sebastião Renato Valverde
Secretaria Executiva: Tatiana de Almeida Crespo
Assessora Jurídica: Iglesias Fernanda Rabelo
Diretor Administrativo: Leonardo Paiva Pereira
Diretor Científico: Wantuelfer Gonçalves
Diretor Executivo: Franz Lopes da Silva
Histórico
O CBCN é uma entidade ambientalista, de base tecnológica, fundada em 1967. Foi a primeira ONG
mineira e a quarta no Brasil.
A Missão do CBCN é servir como agente de desenvolvimento municipal e empresarial a partir de
ações nas áreas ambiental e social que vinculem, de forma interdisciplinar, diferentes setores do ensino,
pesquisa e extensão.
O CBCN atua nas seguintes áreas:
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Ecoturismo
Saneamento básico
Usinas de triagem e compostagem de
lixo/ Coleta seletiva
Aterros sanitários
Avaliação de impactos ambientais
Marketing ambiental
Ações de desenvolvimento social
Arborização e paisagismo em ambientes
urbano e rural
Criação e manejo de unidades de conservação
Formação de viveiros e hortos
Manejo de bacias hidrográficas
Recuperação de áreas degradas e matas
ciliares
Educação ambiental
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O CBCN se propõe também a coordenar eventos, proporcionar treinamento, extensão, reciclagem e
pesquisa; suprindo demandas de estudantes, profissionais, prefeituras e empresas conveniadas.
Background
CBCN is a technologically-based, environmentalist entity, founded in 1967. It was the first nongovernmental organization created in Minas Gerais and the fourth in Brazil.
CBCN’s mission is to act as a municipal and entrepreneurial development agent in the social and
environmental areas, linking, in an interdisciplinary fashion, different teaching, research and extension
sectors.
CBCN is involved with the following areas:
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Urban and Rural Arborization and landscape
Creation and management of conservation
units
Formation of nurseries and gardens
Water basin management
Recovery of degraded areas and ciliary forests
Environmental education
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Ecotourism
Basic sanitation
Waste plants / Selective waste disposal
Waste disposal areas
Environmental impact evaluation
Environmental marketing
Social development actions
CBCN also proposes to coordinate events, providing training, extension, recycling and research to meet
the demands of students, professionals, municipalities and companies involved.
Rua Professor Alberto Pacheco, 125 – salas 506 e 507 – Ramos – 36570-000 Viçosa, Minas Gerais - Brasil
Telefone/Fax: +55 (31) 3892 -4960 / [email protected] / www.cbcn.org.br

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