APLICAÇÃO DE INFILTRÔMETRO, PENETRÔMETRO E GRANULOMETRIA PARA ANÁLISE DE SOLO NO DISTRITO DE LARANJEIRAS-SP Infiltrometer, penetrometer andgranulometryfor soil analysis in Laranjeiras (SP) district application. Nathalia Barbosa Vianna 1 Renan Freire Vianna 2 Resumo O presente trabalho refere-se a aplicação de testes físicos no solo de uma área degradada na forma de ravina no distrito de Laranjeiras, situado no território de Colômbia-SP ás margens do rio Grande e rio Pardo. Com o objetivo de uma análise física do solo os testes escolhidos foram de infiltração, resistência do solo à penetração e granulometria, na qual foram utilizados instrumentos específicos como: os anéis concêntricos (infiltrômetro), penetrômetro reduzido utilizado por Stolf, o trado holandes para coleta das amostras, além da estufa para secagem e agitador automático para granulometria. Ao longo do trabalho os procedimentos realizados são abordados e acompanhados de suas normas e metodologias da Embrapa assim como a tabulação dos dados e fórmulas utilizadas. Após inserir todos os dados brutos encontrados em tabelas realizamos as classificações e discussões sobre os resultados encontrados. Palavras-chave:testes físicos; análise física; instrumentos. Introdução: A utilização de testes físicos no solo está cada vez mais frequente devido a tentativa de se analisar ou até recuperar a área degradada, que hoje é muito comum por diversos fatores como a má utilização do solo e a falta de cuidados com o mesmo. A área escolhida está localizada no distrito de Laranjeiras-SPpertencente ao município de Colômbia-SP, nas coordenadas 20º17 28 Sul e 48º43 11 Oeste. Limita-se ao leste por Guaíra, ao sul por Barretos, a oeste por Guaraci e a norte com Rio Grande que separa os estados de São Paulo com Minas Gerais. Atualmente a área encontra-se em processo erosivo de remoção, na qual caracterizamos como uma ravina segundo Guerra e Botelho (1996), pelo fato da erosão ainda não ter escavado até o nível do freático diferenciando assim da voçoroca. 1 Acadêmica do curso de Geografia da UFTM 2 Acadêmico do curso de Eng. Ambiental da UNIFEB
O trabalho que tem como objetivo principal revelar como se deram os procedimentos utilizados para realização de testes físicos no solo, a partir de: teste de infiltração, teste de resistência do solo à penetração e a granulometria. O primeiro contou com a utilização do equipamento denomidado infiltrômetro de anéis concêntricos, o segundo com um pentrômetro de haste, utilizado por Stolf e para granulometria, a coleta de amostras superciais e de 50 cm de profundidade foram a base para classificarmos a textura do solo. Materiais e métodos: 1- Teste de infiltração: Para realização do teste de infiltração foi utilizado o material dos anéis concêntricos (infiltrômetro) que tem o seguinte procedimento proposto por Camargo (2009): escolher a área onde vai ser feita a determinação, limpando-a e nivelando-a com a enxada. Assentar o anel externo de ferro, que deve ter 47 cm de diâmetro e 15 cm de altura, por percussão de um martelo ou marreta em cima de um caibro de madeira colocado sobre o anel. Introduzi-lo 5 cm no solo. Com o centro coincidindo com o do anel externo, assentar o anel interno, que tem 24,5 cm de diâmetro por 27 cm de altura, introduzindo-o também 5 cm no solo. Fixar uma bóia no anel interno e ligá-la ao depósito de água, que garantirá uma carga hidráulica constante e de aproximadamente 11 cm de altura. Conectar a mangueira que liga o depósito à bóia com a torneira fechada, abastecendo-o de água até o nível superior da escala medidora. Encher o espaço entre os anéis com água até 5 cm da borda do anel externo e manter este nível até o final da determinação. Encher o cilindro central com uma lâmina de água de 11 cm de altura e abrir rapidamente a torneira do depósito, anotando o tempo do início da infiltração e a leitura inicial da escala medidora. Anotar sucessivamente os tempos e as alturas de água infiltrada fornecida no aparelho. (p. 70) Devido à realidade na área de estudo não diponibilizamos de uma mangueira conectada aos anéis, por isso foi utilizado baldes que recarregaram os anéis sempre que necessário para a medição. Por excessão, os testes de infiltração não foram realizados nos 5 pontos ao entorno determinado devido á construção civil, já que o muro das casas impediram a realização do último ponto.
Fig.3: Anéis concêntricos sendo utilizado 2- Teste de resistência do solo a penetração: Fig.4: Todos os elementos do infiltrômetro Para realização do teste de resistência do solo à penetração o instrumento utilizado foi o penetrômetro reduzido de impacto, que segundo Stolf (1991): tem características dinâmicas de penetração, pois a haste penetra no solo através do impacto de um peso que cai de uma altura constante, em queda livre. Conta-se o número de impactos necessários para que o aparelho penetre a espessura de determinada camada. (p. 230) Os testes foram utilizados nos mesmos pontos já determinados tanto para resistência do solo, quanto coleta de amostras e teste de infitração. Após limpar a área de cada ponto, o penetrômetro foi posicionado o mais perpendicular possível ao solo evitando qualquer alteração por uma possível inclinação. Foi adotado o valor de 10 cm como parâmetro para análise, devido a compactação de alguns pontos. Com isso, foi anotado quantos impactos foram necessários para que a haste penetrasse esses 10cm no solo. Alguns cuidados foram tomados para que os dados não fossem comprometidos, como atenção para que o teste não fosse realizado em solo pedregoso, pois um simples fragmento rochoso interfere na leitura, o que também vale para áreas com cupins e formigueiros. Sendo assim, evitamos que a textura e a porosidade interfiram nos testes de resistência do solo a penetração. Vale lembrar que em cada ponto foram realizados doistestes de resistência do solo a penetração para traçar a média contribuindo para maior precisão nos dados.
Fig. 5: Penetrômetro sendo utilizado. Fig. 6: Penetrômetro sendo utilizado. 3- Coleta de amostra de solo para análise granulométrica: Para se conhecer a textura do solo o procedimento ideal é a análise granulométrica, que se deu por coleta de amostras deformada, ou seja, solo solto coletado com o trado holandês, já que não houve a necessecidade de se preservar as camadas. Além do trado para retirada da amostra de solo; utilizamos fita métrica para medir as duas profundidades determinadas, sendo elas amostras de 10cm e amostras de 50cm de profundidade; sacos plásticos para reservar cada coleta; fitas adevisas e canetas para a identificação. Após a coleta dos cinco pontos ao entorno e dos três dentro da ravina os sacos plásticos foram lacrados e levados á geladeira para que não perdesse a umidade natural existente no próprio solo. No laboratório realizamos as pesagens de cada amostra e posteriormente deixamos na estufa por 24 horas em temperatura de secagem de 105º, na qual após esse período repetimos a pesagem e encontramos a porcentagem de umidade existente nas amostras de solo coletadas. Para escolha das peneiras e procedimentos da granulometria foi utilizado com referência a NBR-7181 da ABNT que faz classificação quanto as frações constituintes no solo, detalha a preparação das amostras e aparelhagem necessária, além dos cálculos para tabulação dos dados.
Foram selecionadas três peneiras, sendo elas a nº 18 com abertura (mm) de 1,0; a peneira de nº 40 com abertura (mm) de 0,42; e a peneira nº 270 com abertura (mm) de 0,037, que resultou numa classificação de quatro classes: areia média, areia fina, silte e argila. Vale lembrar que o excel também foi utilizado para tabular os dados, exibindo assim a porcentagem de cada classe em todas as amostras. Fig. 7: Trado holandês sendo utilizado. Fig. 8: Amostra na balança de precisão. Fig.11: Pesagem após peneiramento. Fig.12: Pesagem após peneiramento.
Resultados Os resultados da granulometria foram tabulados em porcentagem e classificados de acordo com a pirâmide detalhada de textura da Embrapa. Já o teste de resistência do solo à penetração foi calculado utilizando a fórmula de Sanders adaptada por Stolf (1991) e classificada por Canarache (1990). Para os índices de infiltração não foram realizados o VBI (Velocidade Básica de Infiltração), já que não é o objetivo do trabalho mas sim a utilização desses equipamentos. Granulometria: Amostras Umidade Areia Areia Silte % Argila % Classificação % média % fina % P1 10cm 4,13% 13% 10% 74,5% 2,5% Franco siltoso P1 50cm 4,41% 1,5% 5,2% 91% 2,3% Silte P2 10cm 5,37% 16,2% 14% 67,6% 2,2% Franco argilosiltoso P2 50cm 4,83% 1,2% 7,6% 88,6% 2,6% Franco siltoso P3 10cm 6,03% 17,5% 13% 67,5% 2% Franco argilosiltoso P3 50cm 6,06% 27% 15% 57% 1% Argila siltosa P4 10cm 3,87% 9% 11% 76% 4% Franco siltoso P4 50cm 4,65% 10,5% 14,5% 73% 2% Franco siltoso P5 10cm 2,23% 3,6% 5% 85,7% 5,7% Franco siltoso P5 50cm 3,47% 3,5% 6,7% 85,5% 4,3% Franco siltoso Penetrômetro: Pontos Força de Sanders por MPa STOLF (1990) P1 10cm 20,04 KgF 1,96 Baixa P2 10cm 67,55 KgF 6,62 Alta P3 10cm 34,41 KgF 3,37 Média P4 10cm 6,28 KgF 0,61 Muito Baixa P5 10cm 18,42 KgF 1,80 Baixa Classes de RP por Canarache (1990) Infiltrômetro: PONTOS 1º. 5 cm 2º. 5cm 3º. 5 cm P1 2:34 mim 1:57 min 1:51 min P2 1:25 mim 2:43 min 2:35 min P3 1:25 min 1:38 min 1:53 min P4 1:02 min 2:34 min 6:17 min P5 Não foi realizado Não foi realizado Não foi realizado
Considerações finais De acordo com o que foi proposto nesse artigo, os testes físicos para conhecer e classificar o solo é de grande importância para uma análise das propriedade físicas como textura, nível de compactação e nível de infiltração. Após todos os procedimentos realizados e dados tabulados podemos fazer algumas observações como por exemplo, o ponto 5 que foi classificado com textura franco siltosa devido a alta porcentagem de partículas finas o que obviamente obteve baixa resistência do solo a penetração. Já o ponto 4 que também se classificou como franco siltoso com muito baixa resistência ao solo teve níveis de infiltração como o esperado, na qual a primeira realização do infiltrômetro obteve uma velocidade muito rápida, o segundo já demorou um pouco mais e o último levou mais de 6 min para infiltrar 5 cm. Sendo assim, a utilização desses testes físicos no solo são de grande importância para uma análise de qualidade nos parâmetros físicos do solo. Referências: ABNT. NBR 7181: Solo: análise granulométrica. Rio de Janeiro, 1984. 13 p. CAMARGO, O.A.; MONIZ, A.C.; JORGE, J.A.; VALADARES, J.M.A.S. Métodos de Analise Química, Mineralógica e Física de Solos do Instituto Agronômico de Campinas. Campinas, Instituto Agronômico, 2009. 77 p. (Boletim técnico, 106, Edição revista e atualizada). CANARACHE, A. PENETR - a generalized semi-empirical model estimating soil resistance to penetration. Soil Till. Res., Amsterdam, 16:51-70, 1990. In: Camargo, O. A. e Alleoni, L. R. F. - RECONHECIMENTO E MEDIDA DA COMPACTAÇÃO DO SOLO. GUERRA, A. J. T e BOTELHO, R. G. M. Características e propriedades dos solos relevantes para os estudos pedológicos. Anuário do Instituto de Geociências, UFRJ 1996. v. 19. p. 93 114. STOLF, R. Teoria e teste experimental de fórmulas de transformação dos dados de penetrômetro de impacto em resistência do solo. Revista Brasileira de Ciência do solo, Campinas, v. 15, p. 229-235, 1991.