RESUMO. Universidade Federal de Pelotas - campus Universitário Caixa Postal 354 CEP rmanke_agro@hotmail.com

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1 RESISTÊNCIA MECÂNICA À PENETRAÇÃO DE UM SOLO CONSTRUÍDO E SUBMETIDO A DIFERENTES INTENSIDADES DE TRÁFEGO DE UM TRATOR DE ESTEIRA NA ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO DE CANDIOTARS Roberta Manke de Lima Vellar, Cláudia Liane Rodrigues de Lima, Luis Fernando Spinelli Pinto, Eloy Antonio Pauletto, Luís Carlos Timm; Wildon Panziera, Marcio Renato Nunes Universidade Federal de Pelotas - campus Universitário Caixa Postal 354 CEP rmanke_agro@hotmail.com RESUMO A mineração de carvão é uma atividade de grande importância para a economia do Brasil. Em Candiota, RS, localiza-se a maior reserva de carvão do País, sendo sua exploração realizada a céu aberto. A compactação em solos construídos ocorre devido ao intenso tráfego de máquinas, o que tem dificultado a recuperação dessas áreas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a compactação de um solo recém construído provocada por um trator de esteira de aproximadamente 38 toneladas através da medida da resistência mecânica à penetração (RMP). A RMP foi obtida a partir de penetrômetro eletrônico (SoloTreck). Para a realização do presente estudo simulou-se diferentes intensidades de tráfego (0 (solo recém construído), 1, 3, 5, 8, e 12 passadas) em uma área, constituída da mistura dos horizontes A e B do solo original classificado como um Argissolo Vermelho Eutrófico típico. Após as passadas do trator foram realizadas, na linha, cinco medidas (repetições) da RMP na profundidade de 0,00 a 0,40 m, totalizando 30 leituras. Para interpretar os efeitos das diferentes intensidades de tráfego sobre a compactação inicial destes solos, estabeleceu-se a relação entre a compactação atual (RMP obtida a cada passada do trator) e aquela existente anteriormente ao trafego do trator (solo recém construído). Esta relação foi obtida para cada camada de solo (0,00 a 0,10; 0,10 a 0,20; 0,20 a 0,30 e 0,30 a 0,40 m). Conclui-se que na camada de 0,00 a 0,10 m, o maior incremento de compactação foi obtido na quinta passada do trator, diferindo da primeira. Na camada de 0,20 a 0,30m a compactação foi mais pronunciada na terceira e na quinta passada do trator e nas camadas de 0,10 a 0,20 e de 0,30 a 0,40 m, todas as passadas não foram sensíveis para indicar diferenças significativas quanto à intensidade do trafego do trator. PALAVRAS-CHAVE: compactação, qualidade do solo, física do solo.

2 1. INTRODUÇÃO A mineração de carvão é uma atividade de grande importância econômica para o Brasil. Em Candiota, no Rio Grande do Sul (RS), localiza-se a maior reserva de carvão do país, sendo sua exploração realizada a céu aberto. A mineração de carvão no RS dá origem a áreas de solos degradados, como resultado do processo de extração denominado de lavra a céu aberto em faixas (stripmining) (KOPPE & COSTA, 2002). Nesse processo, camadas de carvão em profundidades que variam entre 25 e 40 metros são extraídas após a remoção e a estocagem em separado dos horizontes do solo, do saprolito e das camadas geológicas sobrejacentes ou intercaladas à camada de carvão, comumente denominadas de estéreis (siltitos, argilitos e folhelhos carbonosos) (PINTO, 1997; KÄMPF et al., 2000). A recomposição topográfica da área é realizada através do aplainamento dos cones do material estéril proveniente da cava aberta para a extração do carvão e deposição da terra vegetal (horizonte A, B, e/ou C). A terra vegetal proveniente do solo original da frente de mineração sobre estes cones aplainados, constitui o chamado solo construído. De acordo com Camargo e Alleoni (2006), a compactação do solo é causada por forças externas e internas. Forças externas resultam principalmente do tráfego de veículos, de animais ou pessoas e as forças internas são provenientes de ciclos de congelamento e degelo, de umedecimento e secamento e de expansão e contração da massa do solo. Segundo Richart et al. (2005), a resistência mecânica do solo à penetração (RMP) é apontada como um dos fatores limitantes ao desenvolvimento e estabelecimento das culturas, pois expressa o grau de compactação do solo sendo variável com o tipo de solo e com a espécie cultivada. Ainda serve como indicadora dos efeitos dos sistemas de manejo do solo sobre o crescimento radicular (TORMENA e ROLOFF, 1996). A RMP simula a força que as raízes das plantas podem exercer para o seu desenvolvimento sendo influenciada pela densidade, umidade, textura e estrutura do solo. Pela avaliação da RMP identificam-se valores potencialmente limitantes ao crescimento das raízes, além de possibilitar o estabelecimento de valores críticos de umidade e de densidade do solo (IMHOFF et al., 2001).

3 O valor de resistência à penetração de 2,0 MPa tem sido freqüentemente utilizado como impeditivo ao desenvolvimento do sistema radicular da maioria das culturas (TAYLOR et al., 1966; TORMENA et al., 1999). Entretanto, há vários estudos mostrando que as plantas tiveram seu desenvolvimento limitado abaixo do valor de 2 MPa (ROSOLEM et al., 1999; FOLONI et al., 2003). Estudos sobre solos recém construídos após mineração de carvão são novos e há carência de dados. Considerando a importância deste estudo para o restabelecimento destas áreas e possível uso agrícola dos solos construídos, este trabalho teve como objetivo deste trabalho foi avaliar a compactação de um solo recém construído provocada por um trator de esteira modelo D8T Cartepillar de aproximadamente 38 toneladas através da medida da Resistência Mecânica à Penetração (RMP). 2. MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi realizado em um solo recém construído da área de mineração de carvão de Candiota-RS, pertencente à Companhia Riograndense de Mineração (CRM), cujas coordenadas geográficas são 31,55 o S e 53,67 o O. O solo recém construído da área de estudo caracteriza-se pela mistura de horizontes A e B do solo original, o qual é classificado como um Argissolo Vermelho eutrófico típico (Embrapa, 2006). Para a realização do presente estudo simulou-se diferentes intensidades de tráfego, sendo definidas por: 0 (solo recém construído), 1, 3, 5, 8, e 12 eventos de trafego na área experimental. As diferentes intensidades de tráfego foram feita com auxilio de um trator de esteira modelo D8T da Caterpillar com peso de 38 T, com potência de 259 KW, comprimento da esteira sobre o solo de 3,20 m, largura da esteira de 0.56 m e área de contato das esteiras com o solo de 3,6 m². Para trator de esteira, costuma-se calcular a pressão na superfície do solo, dividindo-se o peso da carga (ou peso total da máquina) pelo produto da largura da esteira pela distância entre os eixos. Existe, na prática, uma diferença na pressão vertical ao longo da esteira,

4 tornando-a desuniforme, registrando-se pressões maiores um pouco atrás do centro da distância entre os eixos, as quais podem atingir valores duas a três vezes superiores à pressão média. Na linha do trafego e, posteriormente aos eventos de tráfego foram realizadas, cinco avaliações de RMP até a profundidade de 0,40 m utilizando um penetrômetro eletrônico (Penetrolog) com sistema de aquisição eletrônica de dados. Para avaliação da umidade gravimétrica do solo (Ug), foi estabelecida uma coleta de amostras deformadas nas camadas de 0,00 a 0,05 m; 0,05 a 0,15 m; 0,15 a 0,30 m e 0,30 a 0,40 m, as quais foram secas a por 24 horas (Embrapa, 1997), obtendo-se um valor médio de Ug = 15,24 %. Para interpretar os efeitos das diferentes intensidades de tráfego sobre a compactação inicial destes solos, estabeleceu-se a relação entre a compactação atual (RMP obtida a cada passada do trator) e aquela existente anteriormente ao trafego do trator (solo recém construído) para cada camada de solo (0,00 a 0,10; 0,10 a 0,20; 0,20 a 0,30 e 0,30 a 0,40 m). Em cada camada avaliada, os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Duncan a 5% utilizando o sistema de análise Estatística, Winstat (Machado, 2001). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Todos os eventos de tráfego foram comparados entre si estatisticamente, levando em consideração cada faixa de profundidade em avaliação, que corresponde a 0,10 m. De acordo com a Tabela I, podemos observar que o valor de RMP em todas as passadas, inclusive no solo recém construído foi maior que o valor considerado crítico para o desenvolvimento de plantas que é de 2MPa. Quando as condições de umidade são baixas e a pressão de contato é elevada, uma única passada de determinado veículo pode ser suficiente para dificultar, ou até impedir, o crescimento das raízes (Trouse Jr., 1978). Observou-se que a RMP aumentou em todas as passadas e em todas as camadas em relação ao solo recém construído (passada 0). Na profundidade de 0,10 a 0,20 m a RMP foi a maior em todas as passadas.

5 Foi observado também que em relação ao solo recém construído houve um incremento da RMP até a quinta passada do trator de esteira. Neste caso a compactação não se transmitiu em profundidade, ou seja, a resistência á penetração foi maior até a profundidade de 0.10 a 0.20 m. Considera-se que a maior parte dos danos causados pela compactação ocorre nas primeiras passadas das máquinas e implementos. À medida que o número de passadas no mesmo local aumenta, há aumento cada vez menos acentuado e de forma logarítmica da compactação (Jakobsen & Greacen, 1985). Tabela I. RMP (MPa) de um solo construído sob diferentes intensidades de tráfego. Solo recém construído Eventos de tráfego Camada m ,00-0,10 2,82c 4,56b 6,0a 6,37a 5,69a 5,65a 0,10-0,20 5,32c 9,560b 10,930a 11,32a 9,00b 8,80b 0,20-0,30 6,740b 8,780a 9,270a 9,64a 7,11b 7,46b 0,30-0,40 6,690b 7,520ab 7,950a 8,29a 6,79b 7,86a Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem significativamente entre si, pelo teste de Duncan, a 5% Na Tabela II apresenta-se os valores da RMP resistência a penetração normalizados, ou seja, o quanto variou a RP de cada passada em relação a condição inicial. Pode-se observar que na camada de 0,00 a 0,10 m o maior incremento de compactação foi obtido na quinta passada do trator, diferindo da primeira que se obteve o menor incremento de compactação. Já na camada de 0,20 a 0,30 m a compactação foi mais pronunciada na terceira e na quinta passada do trator. Nas camadas de 0,10 a 0,20 e de 0,30 a 0,40 m, todas as passadas não foram sensíveis para indicar diferenças significativas quanto à intensidade do trafego do trator.

6 Tabela II. Relação entre a compactação atual (RMP obtida a cada evento de trafego) e aquela existente anteriormente ao trafego do trator (solo recém construído) em diferentes camadas. Eventos de Camadas, m tráfego 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,30 0,30-0,40 1 1,642b 1,824a 1,338ab 1,142a 3 2,152ab 2,104a 1,462a 1,20a 5 2,30a 2,164a 1,448a 1,272a 8 2,068ab 1,724a 1,072b 1,016a 12 2,044ab 1,694a 1,114b 1,202a Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem significativamente entre si, pelo teste de Duncan, a 5%. 4. CONCLUSÕES Conclui-se que na camada de 0,00 a 0,10 m, o maior incremento de compactação foi obtido na quinta passada do trator, diferindo da primeira. Na camada de 0,20 a 0,30m a compactação foi mais pronunciada na terceira e na quinta passada do trator e nas camadas de 0,10 a 0,20 e de 0,30 a 0,40 m, todas as passadas não foram sensíveis para indicar diferenças significativas quanto a intensidade do trafego do trator. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BEUTLER, A. N; CENTURION, J. F. Resistência à penetração em latossolos: valor limitante à produtividade de arroz de sequeiro. Ciência Rural, CAMARGO de, O. A.; Alleoni, L.R.F. Causas da Compactação do solo Artigo em Hypertexto. Disponível em:

7 EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisa de Solos, Manual de Métodos de Análise de Solo. Rio de Janeiro: EMBRAPA, CNPS, EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. [editores técnicos, Humberto Gonçalves dos Santos et.al.]2ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA Solos, FOLONI, J. S. S.; CALONEGO, J. C.; LIMA, S. L. Efeito da compactação do solo no desenvolvimento aéreo e radicular de cultivares de milho. IMHOFF, S.; SILVA, A. P.; DIAS JUNIOR, M. S.; TORMENA, C. A. Quantificação de pressões críticas para o crescimento das plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo. JAKOBSEN, B.F. & GREACEN, E.L. Compaction of sandy forest soils by forwarder operations. Soil Till. Res., Amsterdam,1985. KÄMPF, N. et al. Solos construídos em áreas de mineração da Bacia Carbonífera. In: CENTRO DE ECOLOGIA UFRGS. Carvão e meio ambiente. Porto Alegre: UFRGS, KOPPE, J.C.; COSTA, J.F.C. Mineração. In: TEIXEIRA, E.C. Meio ambiente e carvão: impactos da exploração e utilização. Porto Alegre: FEPAM, MACHADO, A. A Sistema de análise estatística para Windows (WINSTAT), Pelotas-RS, Universidade Federal de Pelotas, CD. PINTO, L.F.S. Potencial de acidificação e neutralização dos materiais geológicos para a composição do solo construído em áreas de mineração de carvão f. Tese (Doutorado em Agronomia Ciências do Solo) - Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. RICHART, A; FILHO, J. T; BRITO, O. R; LLANILHO, R. F; FERREIRA, R. Compactação do solo: causas e efeitos. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 26,2005. ROSOLEM, C. A.; FERNADEZ, E. M.; ANDREOTTI, M. & CRUSCIOL, C. A. C. Crescimento radicular de plântulas de milho afetado pela resistência do solo à penetração. Pesquisa Agropecuária Brasileira, SILVA, V. R.; REINERT, D. J.; REICHERT, J. M. Susceptibilidade à compactação de um Latossolo Vermelho-Escuro e de um Podzólico Vermelho-Amarelo Revista Brasileira de Ciência do Solo, TAYLOR, H. M.; ROBERSON, G. M.; PARKER JUNIOR., J. J. Soil strength-root penetration relations to medium to coarse-textured soil materials, TORMENA, C. A.; SILVA, A. P.; LIBARDI, P. L. Soil physical quality of a Brazilian Oxisol under two tillage systems using the least limiting water range approach. Soil Tillage Research, 1999.

8 TORMENA, C. A.; ROLOFF, G; SÁ, J. C. M. Propriedades físicas do solo sob plantio direto influenciadas por calagem, preparo inicial e tráfego. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 22. p , TROUSE JR., A.C. Root tolerance to soil impediments. In: Crop tolerance to subtropical land conditions. Madison, ASA/ CSSA/SSSA, 1978.