XIX Encontro de Iniciação à Pesquisa Universidade de Fortaleza 21 à 25 de Outubro de 2013

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1 XIX Encontro de Iniciação à Pesquisa Universidade de Fortaleza 21 à 25 de Outubro de 2013 ANÁLISE QUALITATIVA DE SOLOS DA REGIAO DO CAUIPE DO MUNICIPIO DE CAUCAIA DO ESTADO DO CEARÁ Raianne Ferreira Buson 1 * (IC); Maria Eduarda Lustosa Sampaio 1 (IC); Felipe Nogueira de Sousa 2 (IC); Hilana Bezerra Moura Frota 3 (PQ); Luiz Gerson Lima Junior 4 (PO). 1. Universidade de Fortaleza Aluna do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária Bolsista FUNCAP 2. Universidade de Fortaleza Aluno do Curso de Engenharia Elétrica Bolsista PAVIC 3.Universidade de Fortaleza Aluna do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária Bolsista PAVIC 4. Universidade de Fortaleza Docentes do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária nane_ferreira21@edu.unifor.br Palavras-chave: Argilas. Solo. Formação. Resumo Intemperismo é o conjunto das reações externas que acontecem naturalmente, causando a alteração da rocha através da transformação dos minerais primários em secundários, formando compostos conhecidos como argilominerais. O processo de quebra dessas rochas acontece por meio de atividades físicas, químicas ou biológicas no meio. O intemperismo físico e químico atua sobre as rochas em regiões de formação, deixando diversos sinais que indicam a ação destes fenômenos, como quando as rochas ficam expostas à altas temperaturas e ao longo do tempo surgem rachaduras na rocha. Este trabalho tem caráter pedagógico, pois ilustra e discute a nível macroscópico os argilominerais em formação sendo resultado de pesquisa bibliográfica e da coleta e análise macroscópica de amostras de solo recolhidas na região da APA LAGAMAR DO CAUIPE. Introdução Intemperismo é o conjunto de processos exógenos naturais de ordem física, química e biológica que provoca a alteração dos minerais primários constituintes das rochas que se formaram através da solidificação do magma pastoso, da água quente nos lençóis freáticos, das alterações físicas e químicas através do calor e umidade na terra, ou através de sedimentos expostos ao frio ou calor. Através do intemperismo a rocha adquire novas fases minerais, com maior estabilidade às novas condições físicoquímicas vigentes, constituindo assim os minerais secundários, em especial os argilominerais. A ação do intemperismo varia de região para região sendo condicionada pelos seus fatores controladores, sendo os principais o clima e relevo (Costa Lima, 2007). O intemperismo físico, que causa desagregação ou desintegração do material de origem (rocha ou sedimento) sem que haja alteração química dos minerais constituintes, predomina nas áreas de temperatura elevada e pluviosidade baixa e o intemperismo químico, que ocorre quando há quebra na estrutura química dos minerais, predomina em regiões de temperatura e pluviosidade altas (Costa Lima, 2007). De modo geral, o intemperismo físico atua preliminarmente sobre as rochas modificando suas propriedades naturais prévias inicialmente fraturando e mudando a tonalidade de suas cores e sua textura. Figura 01: Intemperismo físico atuante sobre as rochas pertencente a região de estudo (setas pretas).

2 Fonte: Arquivo pessoal, O processo de formação desses dutos está relacionado ao próprio intemperismo, sob condições geoquímicas e hidráulicas especiais, que gere dissolução e carreamento de minerais, em subsuperficie. Se a água atinge o túnel por via subsuperficial, predominam forças e fatores que atuam na erosão por vazamento. Se água se origina de fluxos superficiais, predominam a atuação de fluxos turbulentos (Dunne, 1990). As rochas sofrem alterações nos aspectos físicos e químicos devido a exposição à atmosfera, pois sofrem influencias diretas devido ao calor do sol, a umidade das chuvas e a proliferação de organismos, causando assim o que chamamos de intemperismo ou meteorização (Lepsch, 2002). Minerais primários constituintes das rochas, que se formaram sob condições magmáticas, hidrotermais, metamórficas ou sedimentares, são considerados, potencialmente instáveis, quando expostos às condições atmosféricas. São vulneráveis ao ataque por água, oxigênio e dióxido de carbono e as reações,predominantemente, exotérmicas, ocorrem espontaneamente. A água penetra nos poros e nos planos de clivagens dos minerais, dissolvendo os constituintes solúveis. Com a evolução do processo, o resíduo torna-se, progressivamente, enriquecido pelos constituintes menos solúveis, formados pelos grupos O - e OH -. A posterior cristalização desses resíduos resulta na formação de novas fases minerais, mais estáveis as novas condições prevalecentes, constituindo assim os minerais secundários (Costa Lima, 2007). Dentre as reações de intemperismo químico dos minerais, a hidrólise que é a quebra da rocha através da água, é a mais importante, principalmente na decomposição de minerais com silicatos, tais como: feldspatos, anfibólios, piroxênios, etc. A hidrólise é consequência da quebra parcial da água em íons H+ e OH-, ocorrendo, principalmente, nos silicatos complexos de cálcio, magnésio, potássio, sódio, alumínio e ferro, liberando bases e H 4 SiO 4, ácido muito fraco. Os silicatos de alumínio têm como produto de sua climatização, geralmente, um argilomineral. A hidrólise pode ocorrer em três níveis de acordo com sua intensidade, chamados de modelos de processos de formação de argilominerais, sendo eles a dessilicatização limitada, moderada e completa, causando, respectivamente, a bissialitização, onde a quantidade de sílica no sistema permite a formação de argilominerais do tipo 2:1, a monossialitização, cujas condições propiciam a formação de argilominerais do tipo 1:1 como a caulinita, e a alitização, onde apenas o alumínio permanece no sistema, com a formação de gibbsita. As argilas são utilizadas pelo homem desde as antiguidades nas mais diversas aplicações na produção de utensílios domésticos e adornos de barro, podendo ser encontradas em uma grande parte de solos, no estado puro em depósitos minerais, em seu ambiente de formação e em ambientes naturais. Elas possuem diversos tipos de aplicações, principalmente em processos naturais como em transformações químicas em

3 solos e a formação de petróleo, como também ajudam a acelerar reações através de catalisadores. Minerais argilosos do grupo da caulinita, palikoskita e sepiolita ativados, têm amplo aspecto de aplicação em meio industrial. De modo geral, o termo argilas refere-se um material natural, terroso, de granulação fina (diâmetro inferior a 2 micrometros) e das quais podem fazer parte diferentes tipos de minerais: silicatos lamelares de magnésio e de alumínio (filossilicatos), quartzo, feldspato, carbonatos, óxidos metálicos e até mesmo matéria orgânica (Souza Melo et al, 2011). Ao se realizar uma breve abordagem sobre os argilominerais verifica-se que o termo é usado para designar especificamente os filossilicatos, que são hidrofílicos e conferem a propriedade de plasticidade às argilas. O total de componentes que não são argilominerais nas argilas dificilmente é inferior a 10% em massa (Souza Melo et al, 2011). Os argilominerais fazem parte da composição mineralógica dos solos, visto que eles são gerados da transformação dos minerais primários em secundários, através da ação do intemperismo, seja ele físico, químico, ou biológico. Com isso, adquirem a capacidade de trocar íons, ou seja, têm íons fixados na superfície, entre as camadas e dentro dos canais do reticulo cristalino. Esta capacidade de troca catiônica surge devido ao grande potencial que as argilas possuem de reagir com os cátions presente nas soluções, visto que possuem cargas negativas na sua superfície externa (Luna & Schuchardt, 1999). Segundo Pinnavaia & Beall (2001) e Gomes (1988); argilominerais são compostos de silicatos hidratados que possuem estrutura cristalina em camadas constituídas por folhas sucessivas formadas por tetraedros de silício (ou alumínio) e oxigênio, e folhas formadas por octaedros de alumínio (magnésio ou ferro) e oxigênio e hidroxilas. Metodologia Este trabalho tem caráter pedagógico, pois ilustra e discute a nível macroscópico os argilominerais em formação sendo resultado de pesquisa bibliográfica e da coleta e análise macroscópica de amostras de solo recolhidas na região da APA LAGAMAR DO CAUIPE mais especificamente na região da praia do Pacheco que vem sofrendo com a remoção de seus materiais (barreiras) por ação do avanço das ondas sobre as encostas e elevado poder de intemperização local. Resultados e discussões Os processos de erosão do solo se caracterizam como processos de desgaste do solo e das rochas, destruindo as suas estruturas, causando a desnutrição do solo, levando seus nutrientes e sais minerais, destruindo assim o seu valor agrícola através da erosão laminar, em sulcos, ravinas ou voçorocas e erosão em túneis. Essas formas de erosão podem constituir um processo natural de evolução geomorfológica decorrentes da expansão da rede de drenagem sob as condições climáticas e hidrológicas atuais. As redes de drenagem são constituídas de dutos micro a macroscópicos. Os dutos (pipes) ou túneis são canais fechados, ocorrendo em subsuperfície, com diâmetros que variam de poucos centímetros até vários metros. Ao se infiltrarem no solo, podemos notar, no perfil do solo, o caminho que as águas percorreram através da porosidade das rochas, e do aumento na compactação em relação à profundidade nos limites da infiltração. Figura 02: Perfil de falésia com área de infiltração e influência de água bem definida (retângulo preto)

4 Fonte: arquivo pessoal. A presença de quartzo de formatos e granulometrias variáveis deste angulosos a muito angulosos, indicam fenômenos de baixo transporte e a constituição mineralógica dos minerais sugerem uma origem autóctone (formação in situ). Isto concorda com um ambiente de constante relação temporal da água acumulada com os solos locais que induz a fenômenos de hidratação/hidrólise. Podemos identificar o tipo e alguns componentes dos argilomonerais a olho nu através da coloração típica de seus componentes, como por exemplo, a presença ferro, que apresenta uma coloração amarelo-avermelhado devido à oxidação, á textura macia e sedosa, e o brilho intenso devido à presença de água. Figura 03: Amostra de solo apresentando oxidação do ferro com a formação de óxidos férricos típicos da região (amarelo-avermelhado). Fonte: Arquivo pessoal, Figura 04: Amostra de solo exibindo elevados teores de argila em função das reações de hidratação/hidrólise a que foram submetidos às amostras locais.

5 Fonte: Arquivo pessoal, As composições químicas e mineralógicas, a granulometria, a capacidade de troca de cátions, a área superficial específica, os sais solúveis e a quantidade de matéria orgânica são as principais propriedades primárias das argilas cerâmicas (Biondiv et al., 2000). As propriedades citadas justificam o uso destes materiais como catalisadores e a busca por ambientes ricos nos mesmo com fins de produção de material de partida para a produção de catalisadores e adsorventes estudados por este grupo de pesquisa em materiais de engenharia. Conclusão A formação de argila na região é comum. Os materiais estão expostos à zona de acumulo de águas por longos períodos o que em si favorece a gênese argilomineral. O clima, através da precipitação e da temperatura, é um fator ativo na formação dos solos, influenciando o caráter e a intensidade do intemperismo e dos processos pedogenético, e como dito, estes fatores são presentes e persistentes na região. Assim, na base das falésias locais e de fato nas zonas mais baixas da região é comum a presença de um solo de granulometria fina, alta capacidade de hidratação e, portanto rico em argila. Referências DUNNE, T. Hydrology, mechanics, and geomorphic implications of erosion by subsurface flow. In: Groundwater Geomorphology. Geological. Soc. Am. Spec. Pap. 252, 1-28, Costa Lima J. G. ; Bittar S.M. B.; Ribeiro M. R.; Brito Barreto S. Evolução mineralógica de dois solos de referência do Estado de Pernambuco, Brasil. REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA. Volume 7- Número LEPSCH, I. F. Formação e Conservação dos Solos. São Paulo: Oficina de Textos, p. BIONDIV, J. C.; MOSER, D.; M. R. FAGUNDES, M. R.; NIEDZIELSKI, O.; LOPES, A.P.; BAHNIUK, J.; e SILVEIRA, L. S.Características físicas dos minérios de caulim das minas floresta, Cavalheiro, Turvo e Kowalski, em Campo Alegre (SC), e de Trigolândia (PR). Cerâmica. v.46, n.298, p IVANI SOUZA MELLO, MARCOS ALBERTO DE CARVALHO, JOSANE NASCIMENTO FERREIRA, JOVANA MARLI COGO, RICARDO APARECIDO RODRIGUES DA SILVA E DENIS LIMA GUERRA. REVISÃO SOBRE ARGILOMINERAIS E SUAS MODIFICAÇÕES ESTRUTURAIS COM ÊNFASE EM APLICAÇÕES TECNOLÓGICAS E ADSORÇÃO - UMA PESQUISA INOVADORA EM UNIVERSIDADES. Revista de Ciências Agro-Ambientais, Alta Floresta, v.9, n.1, p , Agradecimentos

6 Ao Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, a UNIFOR por abrir este espaço para publicação de pesquisas e ao Programa de Iniciação Científica PAVIC da UNIFOR e PROBIC/FUNCAP, e ao professor orientador Luiz Gerson por todo o apoio.