Conceitos e características do solo, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Aula 6 – O Meio Terrestre I Composição e formação dos solos Características relevantes Erosão Poluição do solo rural Prof. Mierzwa Conceito de Solo  A definição para solo pode variar em função da utilização que se dá ao mesmo:  Agricultor  estrutura utilizada para a produção agrícola;  Engenheiro civil  estrutura utilizada para suportar cargas ou para transformação em material de construção;  Engenheiro de minas  fonte de recursos minerais ou material inerte que dificulta a exploração de jazidas;  Economista  Fator de produção;  Ecologista  componente da biosfera no qual se dão os processos de produção e decomposição, responsáveis pela reciclagem da matéria; Prof. Mierzwa Elemento Símbolo Abundância (% em peso) Elemento Símbolo Abundância (% em peso) Alumínio Al 8,00 Cobre Cu 0,0058 Ferro Fe 5,80 Cobalto Co 0,0028 Magnésio Mg 2,77 Chumbo Pb 0,00010 Potássio K 1,68 Boro B 0,00070 Titânio Ti 0,86 Berílio Be 0,00020 Hidrogênio H 0,14 Arsênio As 0,00020 Fósforo P 0,101 Estanho Sn 0,00015 Manganês Mn 0,100 Molibdênio Mo 0,00012 Flúor F 0,0460 Urânio U 0,00016 Enxofre S 0,0300 Tungstênio W 0,00010 Cloro Cl 0,0190 Prata Ag 0,000008 Vanádio V 0,0170 Mercúrio Hg 0,000002 Cromo Cr 0,0096 Platina Pt 0,0000005 Zinco Zn 0,0082 Ouro Au 0,0000002 Níquel Ni 0,0072 Abundância Relativa de Alguns Elementos Encontrados na Crosta Terrestre MORAN, J.M.; MORGAN, M.D.; WIERSMA, J.H., “Introduction to Environmental Science” Second Edition, W.H. Freeman and Company: New York, 1986. Prof. Mierzwa Composição do Solo Varia de região para região, inclusive em uma mesma região pode haver variação na sua composição; Em média a composição do solo é: Elementos minerais – 45 %; Gases (principalmente ar) – 25 % Água – 25 % Matéria orgânica – 5 %. Prof. Mierzwa Composição do Solo Matéria sólida mineral  desgaste de rochas do próprio local, ou de locais distantes, pela ação do tempo (intemperismo); Água  acúmulo proveniente de chuvas ou outra forma de precipitação; Gases  provenientes do ar atmosférico e resultantes da biodegradação de matéria orgânica; Matéria orgânica  queda folhas, galhos, ramos, animais mortos e demais detritos. Prof. Mierzwa Formação de um solo e diferenciação de horizontes Zona de Lixiviação Horizontes Zona de O - Composto, principalmente de materiais orgânicos, incluindo Acumulação flolhas e galhos decompostos ou em decomposição, animais mortos, entre outros. Coloração marrom escura ou preta. A - Composto de material orgânico e mineral. A cor é, frequentemente, do cinza escuro para o marrom. O processo de lixiviação ocorre nesta região, transportando argila e outros materiais, como o ferro e o cálcio para o horizonte B s Rochas E - Composto de materiais de cores claras, resultantes da lixiviação de eneealoros argila, cálcio, magnésio e ferro, para horizontes inferiores. Juntos ) os horizontes A e E formam a zona de lixiviação. B- Horizonte enriquecido em argila, óxidos de ferro, sílica, carbonatos e outros materiais lixiviados dos horizontes sobrepostos. Este horizonte é conhecido como zona de acumulação. C - Composto de materiais parcialmente desgastado pelo intemperismo, os quais podem ser rochas locais ou aluviais. Apresenta manchas vermelhas, devido à presença de óxido de ferro Rocha Prof. Mierzwa Prof. Mierzwa Horizontes de um Solo Vale de São Joaquim Califórnia - EUA www.pssac.org/daytwo.htm Prof. Mierzwa Características Ecologicamente Importantes dos Solos  Características visíveis à olho nu, ou sentidas pelo tato:  Cor;  Textura ou granulometria;  Estrutura;  Consistência;  Espessura dos horizontes.  Outras características só podem ser obtidas por métodos analíticos específicos:  Acidez, composição e capacidade de troca de íons. Prof. Mierzwa Características do Solo  Cor  Prontamente perceptível e pode dar uma indicação dos materiais presentes:  Solos escuros, tendendo para o marrom indica a presença de matéria orgânica;  Solos vermelhos são resultantes da presença de óxidos de ferro e apresentam boa drenagem;  Coloração acinzentada, pode ser um indicativo de solos freqüentemente encharcados. Prof. Mierzwa Características do Solo  Textura, ou granulometria  aparência física geral do solo:  Inclui aspectos geométricos e características das partículas que o constituem;  Areia, Silte, Argila, etc.  Estrutura  arranjo formado entre as partículas que existem no solo, formando agregados ou torrões.  É influenciada pela presença de umidade e pelo tipo de materiais existentes no solo;  Tem influência sobre o comportamento mecânico do solo. Prof. Mierzwa Acidez do Solo  A acidez do solo atua sobre a produção primária;  Solos com baixos valores de pH:  Favorecem a dissolução de alumínio, manganês e ferro, em detrimento do fósforo;  Reduzem a atividade de bactérias decompositoras, reduzindo a quantidade de nutrientes (P, N, S).  Valores elevados de pH:  Reduzem a disponibilidade de vários nutrientes (Cu, Zn, Fe,Mn, B);  A faixa de maior disponibilidade de nutrientes é de 6,0 a 6,5. Prof. Mierzwa Classificação dos Solos pela Textura ou Granulometria Fração Diâmetro (mm) Pedra D > 20 Cascalho 2 < D < 20 Areia 0,02 < D < 2 Silte 0,002 < D < 0,02 Argila D < 0,002 0.002 0.005 0.02 0.05 Diâmetro da Partícula Curvas Granulométricas para Caracterização do Solo Prof. Mierzwa Prof. Mierzwa Classificação Pedológica dos Solos Solos Intrazonais: Suas características são resultantes da influência do relevo ou do material de origem; Alguns costumam estar presentes em áreas de solos zonais; Solos Azonais: Não têm características bem desenvolvidas, por serem recentes ou não sofreram influência do clima e da vegetação em que ocorrem. Prof. Mierzwa Degradação do Solo Erosão A erosão pode ser devida à causas naturais ou à ação do Homem; A erosão geológica é inevitável e resulta da ação dos agentes naturais, contudo, o processo se desenvolve lentamente; A erosão causada pelo Homem é mais rápida e ocorre devido ao manejo inadequado do solo. Prof. Mierzwa Exemplos de Erosão Natural Prof. Mierzwa Prevenção, Controle e Correção da Erosão A recuperação de áreas degradadas pela erosão apresentam viabilidade restrita, principalmente econômica; Exigem medidas estruturais que demandam a ação integrada e obras de engenharia. Prof. Mierzwa Prevenção, Controle e Correção da Erosão  Medidas preventivas são mais eficazes e de custo reduzido;  Preparação do solo para plantio em curvas de nível;  Rotação de culturas;  Terraceamento;  Preservação da vegetação em encostas e margens de cursos d’água;  Estruturas de desvio da água;  Uso de barreiras naturais em áreas com o solo expostos, onde a ação do vento é intensa Prof. Mierzwa Controle de Erosão Prof. Mierzwa Fertilizantes Nem todo o fertilizante aplicado ao solo é assimilado pelas plantas; Acúmulo de certos elementos no solo: Podendo atingir níveis tóxicos para a própria planta; A ação da chuva ou da irrigação leva os fertilizantes para os cursos d’água: Poluição dos mananciais. Prof. Mierzwa Defensivos Agrícolas  Da mesma forma que os fertilizantes, são utilizados para garantir a produção de alimentos;  São utilizados para o controle de pragas, podendo ser classificados em:  Inseticidas;  Fungicidas;  Herbicidas.  O uso intenso pode causar graves problemas, para vários organismos:  Não são seletivos;  Acumulam-se nas plantas;  Contaminam o solo e a água. Figure 7 DDT in Breast Milk Around tha World (1970s) = e = e. E E e $ s = E E cc . LE] E a [6] Source: NADO pt e q 8 a Ut a “ga Prof. Mierzwa Prof. Mierzwa Processo de Salinização do Solo Prof. Mierzwa Salinização do Solo O sais presentes no solo podem ser trazidos à superfície pelo fenômeno de capilaridade;  Isto é mais significativo quando o lençol freático é pouco profundo, ou há irrigação em excesso; As medidas de controle envolvem ações preventivas e métodos alternativos de irrigação; Prof. Mierzwa Controle da Salinização  Irrigação por gotejamento; Promover sobre-irrigação, para lixiviar os sais; Prever sistemas de drenagem para escoamento do excesso de água utilizado.