Aula 09A_Solos - Sena Geologia e Engenharia

Solos
“.... O solo demora para nascer, não
se reproduz e morre facilmente...”
Prof. Marcel Sena Campos
Disciplina: Geologia
[email protected]
Solo: é um corpo de material inconsolidado,
que recobre a superfície terrestre emersa,
entre a litosfera e a atmosfera. Os solos são
constituídos de três fases: sólida (minerais e
matéria orgânica), líquida (solução do solo) e
gasosa (ar).
.........................Pedosfera............................
“....Coleção de corpos naturais dinâmicos que
contém matéria viva, resulta da ação do clima
e de organismos sobre o material de origem,
através do tempo e com influência do
relevo....”
Intemperismo: é o conjunto de modificações
de ordem física (desagregação) e química
(decomposição) que as rochas sofrem ao
aflorar na superfície da Terra.
Os produtos
alterada e solo.
do
intemperismo:
rocha
Pedogênese : processo de formação dos solos.
PRODUTOS RESIDUAIS DO INTEMPERISMO:
A ação dos processos de intemperismo físico e químico
produz alterações de caráter granulométrico (diminuição do
tamanho das partículas) e de caráter composicional (destruição
de espécies minerais e aparecimento de outras).
Quando a rocha foi totalmente modificada e o produto residual
que se observa já pode receber a denominação “solo”.
Porém, quando estes produtos residuais do intemperismo
permanecem no local onde os processos se deram eles são
denominados solos, quando os materiais são resíduos e
transportados para outro local eles são designados sedimentos.
PRODUTOS RESIDUAIS DO INTEMPERISMO:
A ação dos processos de intemperismo físico e químico
produz alterações de caráter granulométrico (diminuição do
tamanho das partículas) e de caráter composicional (destruição
de espécies minerais e aparecimento de outras).
Quando a rocha foi totalmente modificada e o produto residual
que se observa já pode receber a denominação “solo”.
Porém, quando estes produtos residuais do intemperismo
permanecem no local onde os processos se deram eles são
denominados solos, quando os materiais são resíduos e
transportados para outro local eles são designados sedimentos.
SOLO
Como se originam os solos:
Intemperismo Físico e
Químico
Ação climática e
biológica
+
Processos
Pedogenéticos
Incorporação da matéria
orgânica; movimentos da
matéria mineral e orgânica
Diferenciação dos
Horizontes
ORIGEM DO SOLO
SÃO 5 OS FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO:
Materiais de origem
Relevo
Clima
Organismos
vivos
Tempo
INFLUÊNCIA DO CLIMA: AÇÃO DA ÁGUA
DE CHUVA E DA TEMPERATURA
Clima
• ALTERAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DOS MINERAIS DO SUBSTRATO;
• INFLUÊNCIA INDIRETA PELA VEGETAÇÃO;
•AUMENTO DA VELOCIDADE DAS REAÇÕES COM O AUMENTO DA TEMPERATURA;
• INTERFERÊNCIA DA PRODUÇÃO E ACUMULAÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA;
• IMPORTÂNCIA DA ÁGUA: REAÇÃO QUÍMICA – TRANSPORTE DE SOLUÇÃO NO
INTERIOR DO SOLO – REMOÇÃO DE ELEMENTOS SOLÚVEIS – ACUMULAÇÃO DE
ELEMENTOS SOLUVEIS.
INFLUÊNCIA DOS MATERIAIS DE ORIGEM:
CIRCULAÇÃO INTERNA DA ÁGUA, COMPOSIÇÃO E
CONTEÚDO MINERAL
Materiais de origem
• ROCHAS RICAS EM SÍLICA: ARENOSOS;
• ROCHAS RICAS EM FERRO-MAGNESIANOS E FELDSPATOS: ARGILOSOS;
• SILÍCIO E ALUMÍNIO: FORMAÇÃO DE ARGILO MINERAIS;
• MICAS POTÁSSICAS: ARGILAS TIPO ILITAS;
• MINERAIS RICOS EM CÁLCIO E MAGNÉSIO: ARGILAS TIPO ESMECTITA;
• FERRO E MANGANÊS: PROCESSO DE ÓXI-REDUÇÃO INFLUENCIANDO NA
COLORAÇÃO DO SOLO;
• ROCHAS POBRES EM BASES: SOLOS COM Ph ÁCIDO (LATERÍTICOS).
INFLUÊNCIA DO RELEVO: DINÂMICA DA ÁGUA –
MICROCLIMA – EROSÃO E SEDIMENTAÇÃO
Relevo
RELEVO SUAVE E TERRENO PERMEÁVEL:
• Predomínio da infiltração em relação ao escoamento
• Processos intensos de alteração e lixiviação
• Pequena perda por erosão
• Solos profundos e lixiviados (latossolos)
RELEVO SUAVE E TERRENO POUCO PERMEÁVEL
• Baixa infiltração
• Saturação do solo no período e chuva
• Solos hidromórficos ou solos salinos.
INFLUÊNCIA DO RELEVO: DINÂMICA DA ÁGUA –
MICROCLIMA – EROSÃO E SEDIMENTAÇÃO
Relevo
RELEVO MUITO MOVIMENTADO COM TOPOGRAFIA DECLIVOSA
• Baixa infiltração e alto escoamento
• Intensos processos erosivos
• Solos pouco profundos (Litólicos);
INFLUÊNCIA DOS ORGANISMOS VIVOS VEGETAIS
E ANIMAIS:
Organismos vivos
VEGETAIS DE RAÍZES PROFUNDAS E SERES VIVOS NO
INTERIOR DO SOLO:
• Desenvolvimento da porosidade;
• Estruturação do solo pela matéria orgânica;
• Estabilidade do solo;
• Aumento da permeabilidade.
INFLUÊNCIA DO FATOR TEMPO:
Tempo
• DEPENDÊNCIA DOS DEMAIS FATORES;
• PROCESSOS DE ALTERAÇÃO E DE LIXIVIAÇÃO OCORREM COM MAIOR RAPIDEZ EM
ROCHAS PERMEÁVEIS RICAS EM MINERAIS FACILMENTE INTEMPERIZÁVEIS PELA
ÁGUA;
• SUPERFÍCIE TOPOGRÁFICAS MAIS ANTIGAS DE UMA MESMA REGIÃO NÃO
APRESENTAM, NECESSARIAMENTE, SOLOS MAIS EVOLUÍDOS OU MAIS ESPESSOS;
• NECESSÁRIO RELACIONAR A IDADE DO SOLO COM A VELOCIDADE DE
PEDOGÊNESE.
COMPOSIÇÃO E FORMAÇÃO DO SOLO
• SOLO: ELEMENTOS QUIMICOS E HÚMUS (MO DEGRADADA);
• 16 ELEMENTOS QUIMICOS
• 06 MACROMUTRIENTES: N, P, K, Ca, Mg, S;
• 10 MICRONUTRIENTES: B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mb, Ni, Cb, Zn, Na;
• ELEMENTOS BENÉFICOS: Si e Se
Silicio: Benéfico em quantidades moderadas...gramíneas...
Sódio: Dissolução rápida, entra em solução com a água a vai para o mar (NaCl)
• Quantidades favoráveis de temperatura, umidade e aeração;
• Quebra inicial das estruturas cristalinas endurecidas (minerais primários)
e liberação dos elementos para as plantas (intemperismo)
FORMAÇÃO DO SOLO
• MATÉRIA ORIGINAL: ROCHA E MATÉRIA ORGÂNICA
• Rocha: Formação a T e P elevadas em geral....instáveis as condições
atmosféricas ..
ROCHA------INTEMPERISMO------REGOLITO--------SAPROLITO
SOLO
BIOTA------MAT. ORGÂNICA------DECOMPOSIÇÃO------HÚMUS
• 16 ELEMENTOS QUIMICOS
• 06 MACROMUTRIENTES: N, P, K, Ca, Mg, S;
• 10 MICRONUTRIENTES: B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mb, Ni, Cb, Zn, Na;
• ELEMENTOS BENÉFICOS: Si e Se
Silicio: Benéfico em quantidades moderadas...gramíneas...
Sódio: Dissolução rápida, entra em solução com a água a vai para o mar (NaCl)
REAÇOES QUIMICAS RELACIONADAS A FORMAÇÃO DO SOLO
• DISSOLUÇÃO: solubilização de minerais em contato com a água: Ex: (dissolução da
calcita);
• HIDRÓLISE: moléculas de H2O se dividem em ions de H+ e (OH-), reagindo com
minerais fazendo-os liberar mais cations (Ca++, Mg++, K+, Si(OH)2...intensificado pelo
acido carbônico.
• OXIDAÇÃO: Reação O2 dissolvido na água. Fe+2 combina com O e forma o Fe+3
• REDUÇÃO: Redução do Fe+3 para Fe+2 dissolvido na água (Mn, etc...)
• Na, K, Ca e Mg ...retidos na forma de ions com ligação fraca na superficie
das argilas...mais facilmente liberados .....absorção pelas plantas....
• Argila+humus: colóides que são absorvidos pelas plantas....
• K, Ca e Mg mais facilemtne fixados e Na mais soluvel tende a entrar em
soluçao na água e ir embora.....mares....
PROCESSOS GEOLÓGICOS DE FORMAÇÃO DOS SOLOS
Processos
pedológicos
Solos com horizontes
homogêneos e isotrópicos
Rocha sã
Processos
intempéricos
Processos de erosão,
transporte e
sedimentação
Solos
residuais
Solos
transportados
PERFIL DO SOLO
PERFIL DO SOLO
Perfil do solo:
Sucessão de horizontes e/ou camadas diferenciados por
características morfológicas, físicas, químicas e biológicas.
TIPOS DE SOLOS
RESIDUAIS OU “IN SITU”:
– Provenientes da decomposição e degradação de rocha
subjacente. Também chamados de “in situ”.
TRANSPORTADOS:
– Formados a partir da erosão, transporte e deposição de
solos pré existentes.
SOLOS RESIDUAIS
CONCEITO: São solos produzidos pela desagregação das
rochas. Recebem o nome de residuais ou “in situ” por
terem sido formados no mesmo local onde se
encontram.
TIPOS DE SOLOS RESIDUAIS
– SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfície, apresentando-se
macroscopicamente homogêneo. Também chamado de solo
superficial e solo residual maduro.
– SOLO DE ALTERAÇÃO: Se apresenta heterogêneo devido à
presença das estruturas das rochas originais. Também
chamado de saprolito ou solo residual jovem.
TIPOS DE SOLOS TRANSPORTADOS
ALUVIÃO: é constituído por material erodido, retrabalhado e transportados
pelos cursos d' água e depositados nos seus leitos e margens, ou ainda
em fundos e margens de lagoas e lagos, sempre associados à ambientes
fluviais.
COLUVIÃO: é constituído por depósitos de material solto, encontrados no
sopé de encostas e que foram transportados pela ação da gravidade ou,
simplesmente, material decomposto, transportado por gravidade.
TÁLUS: é formado pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em
encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se pela presença ou
predominância de blocos de rocha, resultando em solos pouco espessos
na fonte, o que restringe a ocorrência de tálus ao sopé de encostas de
forte declividade ou, então, ao pé de escarpas rochosas
PERFIL DE
INTEMPERISMO
NEOSSOLOS
Grupamento de solos pouco evoluídos, com
ausência de horizonte B diagnóstico. Solos em
via
de
formação.
Predominam
as
características herdadas do material original.
CAMBISSOLOS
Solos pouco desenvolvidos com
horizonte B incipiente; pedogênese
pouco avançada; ausência ou quase
ausência da estrutura da rocha.
NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS
Solos com sequência de horizontes A-C,
apresentando textura areia nos horizontes até a
profundidade de 150cm a partir da superfície;
essencialmente quartzosos, tendo nas frações
areia grossa e areia fina 95% ou mais de
quartzo, calcedônia e opala e ausência de
minerais primários menos resistentes à erosão.
PLINTOSSOLOS
Solos
com
expressiva
plintitização
(segregação localizada de ferro), como
cimentação, neoformações endurecidas de
ferro.
Solos minerais formados sob condições de
restrição à percolação de água, sujeitos ao
efeito temporário de excesso de umidade, em
geral imperfeitamente ou mal drenados.
Predominantemente são solos fortemente
ácidos.
Ocorrem em várzeas,
áreas com relevo plano ou
suavemente ondulado,
podendo ocorrer também
em terços inferiores de
encostas ou áreas de
surgentes, sob oscilação
de lençol freático ou
alagamento ou
encharcamento periódico.
GLEISSOLOS
Solo hidromorfico (saturado em água),
rico em matéria orgânica, apresentando
redução de compostos de ferro, por
efeito de flutuação de lençol freático,
sob condições de excesso de umidade
permanente ou periódico com muita
deficiência ou mesmo ausência de
oxigênio.
A gleização gera cores acinzentadas,
azuladas ou esverdeadas devido a
compostos ferrosos (redução e
solubilização de ferro).
Comumente, desenvolvem-se em sedimentos
recentes próximos a cursos dágua e em
materiais colúvio-aluviais sob condições de
hidromorfia, podendo formar-se também em
áreas de relevo plano de terraços fluviais,
lacustres ou marinhos e em materiais em
depressões.
PLANOSSOLOS
Solo com forte perda de argila na parte
superficial e concentração intensa de argila no
horizonte subsuperficial.
Ocorrem preferencialmente em áreas de
relevo plano ou suave ondulado, sob
condições ambientais e do próprio solo
que favorecem vigência periódica anual
de excesso de água, mesmo que de curta
duração, e até mesmo sob condições de
clima semi-árido. Podem ocorrer ainda
nas baixadas, várzeas e áreas de
depressões.
LATOSSOLOS
Solos com evolução muito avançada com
expressiva laterização; intemperização intensa dos
minerais primários e secundários menos
resistentes
e
concentração
relativa
de
argilominerais resistentes e/ou óxidos e
hidróxidos de ferro e alumínio, com inexpressiva
mobilização ou migração de argila.
CRITÉRIOS A SEREM OBSERVADOS NA DESCRIÇÃO DE UM SOLO
• Cor: reflexo da composição, maturidade e horizonte
•Cores escuras: matéria orgânica;
•Cores vermelhas: bem drenados, muito Fe;
• Tons cinza e manchas: áreas úmidas, presença de Fe reduzido;
• Textura: tamanho de grão das partículas presentes;
Argila, silte, cascalho e calhaus (matações/blocos)
Solo Arenoso>85% areia (rolos...material quebradiço)
Solo Argiloso>35% argila (material maleável e pegajoso)
• Consistência: Aderência...resistencia ao rompimento...
Varia em função da textura, estruturas agentes cimentantes e
umidade do solo.
• Outros: Presença de nódulos, concreções, peliculas de argila, contraste
e nitidez entre os horizontes.
IMPORTÂNCIA PARA A ENGENHARIA CIVIL:
Com relação à mineralogia das frações de
granulometria mais grosseira do solo pode-se
dizer que sua maior importância está no fato de
constituírem
importantes
matérias
de
construção.
Já as frações mais finas (a fração argila
principalmente), devido á presença de
argilominerais necessitam de uma atenção
especial. Estes compostos (argilominerais)
apresentam propridades de expansão quando
em contato com a água.
A importância da conservação dos solos
Em uma floresta, as árvores servem de anteparo para as gotas
de chuva que escorrem pelos seus troncos, infiltrando-se no
subsolo. Além de diminuir a velocidade de escoamento
superficial, as árvores evitam o impacto direto da chuva no
solo. A retirada da cobertura vegetal prejudica o solo, expondoo aos fatores de intemperismo e erosão, cujas conseqüências
são graves:
• aumento do processo erosivo e empobrecimento do solo;
• assoreamento de rios e lagos, como resultado da elevação da
sedimentação,
que
provoca
desequilíbrios
nesses
ecossistemas aquáticos, enchentes e, muitas vezes, prejudica
a navegação;
• extinção de nascentes: o rebaixamento do lençol freático,
resultante da menor infiltração da água das chuvas no subsolo,
pode provocar problemas de abastecimento de água nas
cidades e na agricultura; etc.
Voçoroca ou boçoroca: é
um fenômeno geológico
que consiste na formação
de grandes buracos de
erosão, causados pela água
da chuva em solos.
Ravina é um processo erosivo
provocado essencialmente pelo
escoamento de água (erosão
hídrica),
causando
grandes
depressões no solo.
Questionário
• 1 – O que é o solo? Quais são os 5 fatores no processo de formação dos solos?
• 2- Desenhe um perfil de solo caracterizando os horizontes O,A,E,B,C e R.
• 3- Como se formam os solos residuais ou “in situ”? O que é um solo eluvial e
um solo de alteração?
• 4- Como são formados os solos transportados? Explique as diferenças entre os
depósitos de aluvião, coluvião e talus.
• 5- Defina resumidamente as principais características dos Neossolos,
Cambissolos, Neossolos Quartzarênicos, Plintossolos, Gleissolos, Planossolos e
Latossolos.
• 6- Qual a importância dos solos para engenharia civil? E por que é importante
sua conservação?