Centro Universitário do Triângulo Perda de Solo Equação Universal A erosão do solo tem duas causas principais: a água e o vento Em regiões úmidas, a água é o fator mais importante na erosão Disciplina: Manejo de Solos - 6340 Curso: Engenharia Agronômica 6º período Professor: João Eduardo Ribeiro da Silva Erosão: a energia da gota de água desloca a partícula de solo, havendo transporte e deposição. Nos Estados Unidos a média de erosão é de 14 ton/ha/ano, sendo: 8 ton/ha/ano devido a água 6 ton ton/ha/ano devido ao vento Fonte: Dane County, USA, 2003 Chapter 2 Erosion Control 1
Admite-se como tolerável o limite de 12,5 ton/ha/ano Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa (2015) No Brasil, a média é de 25 ton/ha/ano Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa (2015) 33% dos solos do mundo estão degradados Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa (2015) Erosão elimina 40 bilhões de toneladas de solo por ano no Mundo. Perda de área até 2050 seria do tamanho da área agrícola da Índia. 2
Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa (2015) Erosão elimina 40 bilhões de toneladas de solo por ano no Mundo. Perda de área até 2050 seria do tamanho da área agrícola da Índia. Relatório da FAO, em parceria com a Embrapa (2015). Perda de produtividade: 7,6 milhões de toneladas de cereais por ano Até 2050, perdas de 253 milhões de toneladas de cereais Consequências da perda de solo: Perda de nutrientes Maior gasto com fertilizantes Menor infiltração de água Menor retenção de água Perda total da área produtiva Fonte: IPT São Paulo 3
Fonte: IPT São Paulo Fonte: IPT São Paulo Cerca de 50% dos solos latino-americanos estão sofrendo algum tipo de degradação. No Brasil, os principais problemas encontrados são erosão, perda de carbono orgânico, e desequilíbrio de nutrientes Até 2030 será necessário aumentar a produtividade mundial de alimentos em 60% para suprir a população que somará 8,5 bilhões de pessoas. (FAO, 2015). 4
Fonte: Dane County, USA, 2003 Chapter2 Erosioncontrole Hydroseeding Fonte: Google Imagens Hydroseeding Hydroseeding Fonte: Google Imagens Fonte: Google Imagens 5
No processo de erosão é importante a equação universal de perda de solo chamada de RUSLE (Universal Soil Loss Equation) Hydroseeding O maior propósito da Equação RUSLE é servir como guia sistemático no planejamento da conservação do solo Fonte: Google Imagens Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), ou Universal Soil Loss Equation(RUSLE) O modelo mais conhecido para estimar a perda do solo pela erosão hídrica é o RUSLE, que foi desenvolvido por Wischmeier e Smith em 1965 Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), ou Universal Soil Loss Equation(RUSLE) O modelo prevê a quantidade de solo perdida (ton/ha/ano), com base em cinco parâmetros: A= R. K. L S. C. P Sendo: A= perda anual de solo do solo (ton/ha/ano) devido ao escoamento superficial; R= fator de erosividade da chuva (mm/h) K= fator de erodibilidade do solo, que varia de 0,03 a 0,79 ton/mj/ha/(mm/h) LS= fator de declividade e comprimento de encosta (adimensional) C= fator de prática de cultura, variando de 0,001 a 1,0 (adimensional) P= fator de prática de cultura contra erosão, que varia de 0,3 a 1,0 (adimensional) 6
O fator de erosividade da chuva R é um índice número que representa o potencial de chuva e enxurrada para provocar erosão em uma área sem proteção. A perda de solo provocada por chuvas numa área cultivada é diretamente proporcional ao produto da energia cinética da chuva pela sua intensidade máxima em 30 minutos. Esse produto é denominado de índice de erosão (EI30) (EI)= 6,886 x (Pm 2 /P) 0,85 A média dos valores anuais de EI 30 de um longo período de tempo (mais de vinte anos) é o valor do fator de erosividade da chuva R. Sendo: P = precipitação média anual (mm) Pm = precipitação média mensal (mm) (EI) = média mensal do índice de erosão em MJ.mm/h.ha R=Σ(EI) FatordeErosividade 7
Média mensal de energia de erosão (EI) da cidade de São Paulo A erosividade das chuvas também exerce diferentes influências na tendência dos solos de sofrerem erosão As chuvas também são mais erosivas nos meses de Outubro a Janeiro Mello et al. (2007) 8
Fator de Erodibilidade do Solo K Fator de Erodibilidade do Solo K CHUVA O fator de erodibilidade do solo K é a taxa de perda do solo por unidade de erosividade da chuva (MJ.mm/h.ha) para um local de referência, correspondente a um determinado solo e a uma área de encosta de comprimento igual a 22,1 m e declive uniforme de 9% Declive = 9% Sedimentos Fator de Erodibilidade do Solo K Fator de Erodibilidade do Solo K K= fator de erodibilidade do solo (ton/mj)/(mm/h). K= fator de erodibilidade do solo (ton/mj)/(mm/h). É necessário a porcentagem de areia, de silte e de matéria orgânica para se achar o valor de erodibilidade K. É necessário a porcentagem de areia, de silte e de matéria orgânica para se achar o valor de erodibilidade K. Há vários métodos para se achar o valor de K 9
Fator de erodibilidade K do solo Valores de K de acordo com o tipo de solo Fonte: Wanielista(1978) Triângulo de textura do solo Fator de Erodibilidade do Solo K O valor de K representa a susceptibilidade do solo a erosão e a quantidade de runoff. A textura do solo, a matéria orgânica, a estrutura e a permeabilidade determinam a erodibilidade de um solo em particular. Fonte: USDA 10
Fator de Erodibilidade do Solo K O valor de K representa a susceptibilidade do solo a erosão e a quantidade de runoff. A textura do solo, a matéria orgânica, a estrutura e a permeabilidade determinam a erodibilidade de um solo em particular. Fator topográfico LS O fator topográfico (LS) combina dois fatores: L função do comprimento da rampa e S função da declividade média. O produto (LS) é fornecido pela Equação de Bertoni: LS= 0,00984. S 1,18. Lx 0,63 Sendo: (LS)= fator topográfico S= declividade média da encosta (%), sendo: S 35% Lx= comprimento da rampa (m) sendo: 10m L 180m Fator topográfico LS Fator topográfico LS Obs.: Não há precisão nos cálculos quando a rampa tiver mais que 180 m ou quando a declividade da rampaformaiorque35%. 11
Fator topográfico LS Fator topográfico LS Fator topográfico LS Fator topográfico LS Como achar a declividade da encosta, em %??? Declividade (%) = Desnível Distância Desnível (m) 12
Fator de práticas de cultura C Quando foi feito o RUSLE foi somente para culturas de plantações. Depois foi expandido para outras áreas como de mineração. Fator de práticas de cultura C O solo gramado apresenta valor da C da prática de cultura de 0,001, que é um valor baixo o que mostra que os gramados funcionam muito bem contra a erosão dos solos. Fator de prática contra erosão P Fator de prática contra erosão P Fator P de práticas contra erosão As práticas de conservação do solo podem reduzir enormemente a perdas do solo: técnicas de terraceamento, faixas de contorno niveladas e cordões de vegetação permanente devem ser utilizados no manejo dos solo sujeitos a fortes erosões. Valores de P para alguns tipos de manejo de solos 13
Considerações sobre a EUPS Ela prevê uma média de perda de solo Não calcula a deposição de sedimentos, mas avalia o potencial de perda de solo de uma área ou bacia A erosão é devida a energia da chuva e não se aplica à erosão nas voçorocas São necessários no mínimo 20 anos de dados de chuvas Exercício Proposto Calcular a perda anual de solo de uma área urbana com 32 ha. A área alta tem comprimento da encosta de L = 400 m e declividade média des=3%. O fator de erosividade das chuvas da região, que fica na Região Metropolitana de São Paulo, conforme mapa de isoerosividade, é de R = 675(MJ.mm)/(ha.h). O fator de erodibilidade K do solo, tabelado, para areia fina com 4% de matéria orgânica é de K= 0,37 (ton.ha.h)/(ha.mj.mm). O fator de prática de cultura, tabelado, para áreas urbanas éc =0,01. O fator de manejo contra a erosão, tabelado, para áreas urbanas ép=1,00. Exercício Proposto Fator de Erodibilidade do solo K Exercício Proposto Fator de práticas de cultura C 14
Exercício Proposto Resolução do Exercício O produto LS da urbana em São Paulo é: Fator de práticas contra a erosão P L.S= 0,00984. S 1,18. Lx 0,63 L.S= 0,00984 x 3 1,18. 400 0,63 LS= 1,57 Substituindo os valores na Equação da RUSLE temos: Psolo= R. K. (L.S). C. P Psolo= 675 x 0,37 x (1,57) x 0,01 x 1,0 = 3,92 ton/ha/ano Psolo= 3,92 tonelada por ano/ha Perda de solo anual da área urbana será: Perda anual = 3,92 ton/ha/ano x 32 ha= 125,44 ton/ano 15