IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS 2

Pavimentos Econômicos 2. IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS 2.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS No Brasil, no fim da década de 1940, o uso da Mecânica dos Solos foi introduzido na solução de problemas ligados à construção rodoviária. Foram encontradas várias discrepâncias entre as previsões efetuadas com a aplicação dos princípios desenvolvidos por essa especialidade e o real comportamento dos solos nas obras. Essas discrepâncias foram atribuídas, em grande parte, às peculiaridades dos solos tropicais, do ponto de vista de suas propriedades mecânicas e hídricas, e as que influem nos estudos geotécnicos de campo. A seguir, apresenta-se a Terminologia Básica para a identificação dos solos tropicais e as considerações sobre sua formação e as ocorrências no Brasil. Para o entendimento, aprofundamento nesse assunto e a verificação de mais detalhes sobre as peculiaridades dos solos tropicais, recomenda-se a leitura de Nogami e Villibor (1995). 2.2. TERMINOLOGIA BÁSICA Uma das dificuldades em abordar as peculiaridades dos solos tropicais reside na ausência de uma terminologia consagrada. Disso resulta que termos iguais são, frequentemente, usados para designar materiais bastante diferentes. Em contrapartida, materiais iguais acabam recebendo várias designações. De outro lado, o fato de que as terminologias tradicionais foram desenvolvidas para solos de regiões de clima frio e temperado, portanto não tropicais, tem contribuído para aumentar ainda mais a problemática da terminologia. 2.2.1. SOLOS Solo é o material natural não consolidado, isto é, constituído de grãos separáveis por processos mecânicos e hidráulicos relativamente suaves, como a dispersão em água com uso de aparelho dispersor de laboratório, e que pode ser escavado com equipamentos comuns de terraplenagem. Constitui a parte mais superficial da crosta terrestre. De uma maneira geral, os materiais constituintes da crosta terrestre que não satisfazem a condição de solo serão considerados como rocha, mesmo que isso contrarie as conceituações geralmente adotadas em geologia e em pedologia. O conceito de solo aqui adotado pode apresentar-se como estrutura natural ou artificial. O solo terá estrutura artificial quando transportado ou compactado, como em aterros, barragens de terra, reforços do subleito de pavimentos, entre outras, e estrutura natural quando não alterado por trabalho do homem. 2.2.2. SOLOS TROPICAIS Solos tropicais são os que apresentam peculiaridades de propriedades e de comportamento geotécnico resultantes do processo geológico e/ou pedológico em sua formação, típicos das regiões tropicais úmidas, que os diferenciam dos solos formados em outras regiões (Comitee on Tropical Solis of ISSMFE, 1985), sendo essa definição essencialmente tecnológica.

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS 2 Para tanto, tendo em vista as dificuldades de classificar e de identificar os solos tropicais, por meio de conhecimentos geológicos e pedológicos, optou-se pelo uso de uma classificação tecnológica, designada MCT, desenvolvida por Nogami e Villibor para esse fim. Essa classificação engloba os solos em duas classes, uma de solos de comportamento laterítico e outra de não laterítico, apresentadas no Capítulo 4. Geneticamente destacam-se, dentre eles, os solos lateríticos, os saprolíticos e os transportados. Os últimos são os menos utilizados na construção de estradas. Na Figura 2.1 está apresentada, de forma esquemática, a localização esperada, em condições naturais, desses solos. A camada de solo laterítico ocupa a parte superior do perfil. A camada de solo saprolítico encontra-se subjacente a uma camada de solo laterítico (ou transportado) e sobre o substrato rochoso. Figura 2.1 Designação genética geral das camadas de solos, nas regiões tropicais. FONTE: Nogami e Villibor (1995). Tendo em vista a importância dos solos tropicais, em especial os lateríticos, na construção de estradas no Brasil e em países tropicais, apresentam-se noções do processo pedogenético de sua formação, nas condições de clima tropical úmido com temperaturas elevadas (T), ação mais intensa de chuva (C) e evaporação (E). Na Figura 2.2, está ilustrada a evolução dos fenômenos de intemperismo físico e químico, responsáveis pela formação dos solos tropicais, ressalta-se que estes processos ocorrem simultâneamente. Inicialmente, ocorre o intemperismo físico, com fratura da superfície da rocha. Com o passar do tempo geológico, ocorre o surgimento da vegetação na camada superficial (A), com a formação de Figura 2.2 Esquema simplificado da formação pedogenética de solos tropicais húmus; Nas condições ambientais tropicais (alta temperatura, muita chuva), inicia-se o intemperismo químico, com a formação do ácido húmico (B);

Pavimentos Econômicos Com a infiltração do ácido húmico na rocha fragmentada, inicia-se o processo pedológico de laterização; Após um determinado tempo geológico, ocorre a laterização, peculiar às partes bem drenadas do subsolo, cujo resultado final é um manto superficial de solo laterítico, descrito no item 2.2.2.1; Entre o manto de solo laterítico e o substrato rochoso, tem-se um solo designado saprolítico que, tendo sofrido o processo de intemperismo físico e, em algumas partes em fase, de intemperismo químico, ainda apresenta resquícios da rocha que lhe deu origem, cujas peculiaridades serão descritas no item 2.2.2.2. Na Figura 2.3, está apresentado um perfil de solo, mostrando as camadas de solo laterítico e saprolítico. Figura 2.3 Corte rodoviário, com camada laterítica sobrejacente à camada saprolítica de origem sedimentar, com as correspondestes microestruturas. Cabe, aqui, observar que o conceito de laterização empregado não coincide, integralmente, com aqueles geralmente adotados em pedologia (uma ciência natural que estuda a parte superficial do sub-solo, influenciada pela ação simultânea das intempéries e de organismos vegetais e animais). Portanto, a conceituação de laterização, adotada neste trabalho, tem objetivo essencialmente tecnológico e definido segundo peculiaridades mineralógicas e de microestrutura, já referidas anteriormente. 2.2.2.1. Solos Lateríticos As ocorrências de solos lateríticos (later, do latim: cor de tijolo) são resultantes da atuação dos processos de laterização, de partes bem drenadas em regiões tropicais úmidas.

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS 2 Esses solos, considerados maduros, associam-se a diversas peculiaridades. Do ponto de vista tecnológico, os mais importantes são o enriquecimento da parte fina, em especial a argila, por óxidos e hidróxidos de ferro e/ou alumínio e a permanência do argilo mineral caolinita, quase exclusivo. As placas de caulinita (Ø < 2,00 mícrons) são cimentadas pelos óxidos e pelos hidróxidos, produzindo uma microestrutura com aspecto de pipoca. Sua fração areia, fina e grossa, é constituída, geralmente, de quartzo, sendo a porcentagem dessa fração responsável pela ocorrência de solos, desde arenosos até argilosos. Possuem aspecto uniforme, uma estrutura porosa e colorações típicas devido aos óxidos presentes, como vermelho, amarelo, marrom e alaranjado. Na Figura 2.4, é apresentada a microestrutura típica de um solo laterítico. Figura 2.4 Fotografia de microscopia eletrônica de varredura da microestrutura de um solo laterítico 2.2.2.2. Solos Saprolíticos Os solos saprolíticos (sapro, do grego: podre) resultam da desagregação/decomposição in situ da rocha matriz, mantendo a estrutura herdada. Constituem a parte subjacente à camada de solo superficial. Apresentam, em geral, uma mineralogia complexa, ao contrário dos solos lateríticos. Esses solos têm sido designados de solos residuais jovens. Geralmente, esses solos apresentam uma microestrutura com uma constituição mineralógica muito variada, com argilominerais individualizados, que apresentam coloração variada, de cores cinzentas ou esbranquiçadas. As frações silte e areia apresentam uma constituição mineralógica muito variada, sendo o quartzo um mineral muito comum nessas frações. Na Figura 2.5, é apresentado um exemplo de microestrutura da parte fina de um solo saprolítico. Figura 2.5 Fotografia de microscopia eletrônica de varredura da microestrutura de um solo saprolítico. 2.2.3. SOLOS TRANSPORTADOS Solos transportados resultam da deposição de material, nas regiões de baixada, previamente transportados pela água, pelo vento ou pela gravidade. Mas, dependendo do período de formação, por exemplo, se for antiga, podem ser encontrados até mesmo no alto de morros. A sua granulometria é bastante variada e muito influenciada pelo tipo do agente transportador. Quando

Pavimentos Econômicos localizados abaixo do lençol freático, a influência climática tropical é insignificante. Nessas condições, não são considerados solos tropicais. Um exemplo de solos transportados, que não foram submetidos ao processo de laterização por tempo suficientemente prolongado, é o caso de areias de origem fluvial e marinha. 2.2.4. OCORRÊNCIA DE SOLOS TROPICAIS 2.2.4.1. Considerações Iniciais O conceito ocorrência de solos é frequentemente utilizado para designar um volume de solo em seu estado natural (objeto deste estudo) e depois de operações construtivas (aterros, subleito de pavimentos, etc). A área e o volume de uma ocorrência são fixados de acordo com as necessidades de projeto. Em uma estrutura de ocorrência de solos, o corte vertical é designado de perfil de subsolo e qualquer parte constituinte da ocorrência será designada camada. Um exemplo de ocorrência de solos tropicais está mostrado na Figura 2.3. Estas ocorrências caracterizam-se, sinteticamente, pelo seguinte: grande espessura do horizonte superficial que, no caso de ser laterítico, pode variar de 1,0m até ultrapassar uma dezena de metros, acompanhando a superfície do terreno; grande espessura do horizonte saprolítico que, frequentemente, atinge várias dezenas de metros e ocorre, geralmente, subjacente ao laterítico; e presença frequente de solos transportados, ocupando posições topográficas diferentes das prevalecentes na ocasião da deposição. Essas ocorrências atualmente ocupam, com frequência, posições elevadas. 2.2.4.2. Ocorrência de Solos Finos Lateríticos no Brasil Tendo em vista considerações geológicas e pedológicas, estima-se que as ocorrências desses solos cubram cerca de 65% do território nacional. No Estado de São Paulo, os solos arenosos finos lateríticos ocorrem em cerca de 55% de sua área. Pelo exame de mapas geológicos e pedológicos disponíveis, foi possível prever a potencialidade da ocorrência destes solos, em grandes áreas fora do Estado de São Paulo, tais como nos Estados do Paraná, de Mato Grosso do Sul, de Mato Grosso, de Goiás, da Bahia, dentre outros. Na Figura 2.6, estão ilustradas as áreas de solos lateríticos arenosos e argilosos no território brasileiro. Nessas áreas, ocorrem jazidas promissoras de solos para execução de bases de solo arenoso fino laterítico (SAFL), tanto in natura como artificial, proveniente de material obtido por mistura.

IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS TROPICAIS 2 Figura 2.6 Ocorrências de Solos Finos Arenosos e Argilosos, de comportamento laterítico, no Brasil. Os solos arenosos finos lateríticos são caracterizados por apresentarem mais de 50% de fração areia. Estes solos ocorrem em mantos de espessura da ordem de 5 m, que acompanham, aproximadamente, a superfície do terreno. Na Figura 2.7, é apresentada uma jazida de SAFL explorada para a execução de bases. Figura 2.7 Aspecto de uma jazida de solo arenoso fino laterítico (SAFL). Segundo dados acumulados no DER-SP, os SAFLs associam-se, obrigatoriamente, às áreas de ocorrência e de formações geológicas, constituídas, predominantemente, por rochas sedimentares. No entanto, isso não implica na obrigatoriedade do solo arenoso fino ser residual (formado in situ). Esse fato pode ser constatado, com bastante frequência, na inexistência de uma relação genética direta, da camada de solo arenoso fino laterítico, com a rocha subjacente. Muitas vezes, abaixo desta camada encontram-se folhelhos e/ou

Pavimentos Econômicos argilitos, rochas que não têm condições de fornecer solos de textura arenosa ou, ainda, linha de seixos indicando a existência de movimentação coluvial da camada a ela sobreposta. Nesse caso, a ocorrência desses solos teria origem tipicamente sedimentar ou transportada. As ocorrências naturais de SAFL apresentam uma série de peculiaridades, de interesse direto da engenharia rodoviária, das quais se destacam: Grande espessura: a camada ou o horizonte correspondente à parte laterizada apresenta, geralmente, espessuras superiores a 5,0 m. O limite inferior da camada de solo arenoso fino é, na maioria das vezes, bastante nítido, devido, principalmente, à mudança de cor (aparecimento de cores amareladas claras, esbranquiçadas, róseas claras). Às vezes, uma linha de seixos de constituição laterítica (concreções, canga ou tapiocanga) ou de quartzo delimita a parte inferior da camada de solo arenoso fino; Uniformidade: a camada de SAFL é, comumente, de aspecto bastante homogêneo e uniforme, apresentando pouca anisotropia vertical, resultante do processo pedológico de sua formação. As variações verticais são, geralmente, mais nítidas quando estão próximas da camada ou horizonte de capeamento vegetal sobrejacente. As variações em sentido horizontal são pequenas nas partes altas e planas. Em condições normais, não ocorre o lençol freático dentro da camada de solo arenoso fino. O que pode haver é lençol suspenso, logo abaixo do solo vegetal ou orgânico e anisotropia de umidade, inerente aos horizontes influenciados pelos processos pedológicos.