A modelagem da perda de solo de uma região é um processo complicado, devido aos diversos fatores inter-relacionados que resultam no processo erosivo, gerando a perda do material sólido. Devido a isso, qualquer modelo que possa ser utilizado corresponderá a uma simplificação da realidade. Existem dois principais tipos de modelo que podem ser utilizados. São os modelos conceituais ou matemáticos e os modelos empíricos ou estatísticos (STOCKING, 1982). Os modelos conceituais são os que tentam modelar os processos de erosão, baseados em equações que reproduzem a realidade física real do processo. A principal vantagem é uma maior confiabilidade nas extrapolações, por equacionar um processo real, representativo não apenas em situações ocorridas, como também em situações futuras. A desvantagem é a complexibilidade do processo e a dificuldade da representação matemática exata dos fenômenos que geram o processo de erosão (STOCKING, 1982).
Os modelos empíricos são geralmente constituídos de equações que retratam relações causa-efeito simples cujos coeficientes são calibrados pela experiência, relacionando dados observados da perda de solo com um grande número de características locais (variáveis explicativas). A maior vantagem desses modelos é a sua simplicidade funcional. Estando as variáveis explicativas dentro dos limites das variáveis para as quais o modelo foi calibrado, será possível obter uma boa aproximação da realidade (STOCKING, 1982).
Um dos modelos empíricos mais utilizados para quantificar a erosão em todo mundo foi desenvolvido por Wischmeier e Smith (1978), baseado em resultados obtidos pelo uso de simuladores de chuva, conhecido como USLE (Universal Soil Loss Equation) ou Equação Universal da Perda de Solo (EUPS). Essa equação relaciona características físicas, meteorológicas e geomorfológicas de uma região, permitindo estimar a perda de solo média mensal ou anual.
Segundo Siviero e Coiado (1999), quanto à confiabilidade dos resultados da USLE pode-se comentar que, por se tratar de um modelo empírico, ela envolve além dos erros amostrais, erros de modelo devido à simplificação da formulação. Embora, vários
pesquisadores afirmem que, quando não há condições de medir no campo os valores reais das perdas de solo em uma determinada área, a utilização da USLE deve ser reconhecida como a melhor maneira disponível para estimar essas perdas.
No estado do Paraná, vários trabalhos têm sido apresentados com a utilização da EUPS, com relativo sucesso, para quase todo estado, exceto para o Litoral, onde quase não existem pesquisas sobre perda de solo com aplicação da EUPS. Assim sendo, o litoral do Paraná, por sua fragilidade natural tem uma forte carência de trabalhos sobre o assunto (SILVA et al., 1974).
A EUPS é um modelo de erosão desenvolvido para calcular a quantidade média de perda de solo em períodos longos, para processos de erosão laminar e sulco em condições especiais (WISCHMEIER e SMITH, 1978). Esse modelo é útil principalmente para áreas rurais, embora seja considerado aplicável também em locais de construção civil e outras áreas em determinadas condições. Esse modelo é capaz de prever a quantidade de sedimentos que se desprende do solo em uma área e não representa os processos subsequentes de deposição e transporte do sedimento em erosões de voçorocamento e do banco e leito de rios.
As equações de perda do solo foram elaboradas, primeiramente, para prever a perda de solo em regiões específicas situadas ao longo da faixa de produção de milho (Corn
Belt), no Centro-Norte dos Estados Unidos. Os procedimentos foram desenvolvidos
entre 1940 e 1956. Em 1940 foi publicada uma equação que relacionava a taxa de perda de solo ao comprimento e ao percentual de declividade (WISCHMEIER e SMITH, 1978). Logo em seguida, outros estudos foram adicionando outros fatores que envolvessem o tipo do solo e de manejo e conservação. Essas informações foram sendo colocadas em tabelas para facilitar sua utilização em diversos campos (HILU, 2003).
Pesquisadores e funcionários do Serviço de Conservação do Solo (SCS) trabalharam juntos para desenvolver uma metodologia para o uso da equação chamada declividade- manejo (slope-practice equation), para sua utilização em toda região do Corn Belt. Posteriormente, em um comitê nacional realizado em Ohio em 1946 foram feitas
aprimoramentos dos fatores da equação desenvolvida para o Corn Belt e adicionado o fator de chuva para que a equação fosse aplicada em outras regiões. A equação estabelecida agrupa parâmetros físicos e antrópicos que influenciam a taxa de erosão hídrica de acordo com seis fatores principais: chuva, solo, comprimento de rampa, grau de declividade, uso e manejo e práticas conservacionistas. Os parâmetros variam em suas intensidades espacialmente sobre os terrenos, expressos em valores numéricos (HILU, 2003).
Em 1954, na Universidade de Purdue (USA), concluiu-se por meio de pesquisas que os fatores mencionados acima apresentavam perfeita correlação com dados medidos de perda de solo e água, confirmando a possibilidade de prever as perdas de solo em regiões que tivessem informações disponíveis para representar os parâmetros envolvidos no processo de erosão hídrica. Alguns anos depois, Wischmeier (1971) publicaram a atual equação de perdas de solo (EUPS) que passou a ser usada em diversos países (HILU, 2003).
Segundo Hilu (2003), no Brasil, a equação foi primeiramente usada em trabalhos desenvolvidos por Bertoni et al. (1975) no Estado de São Paulo e vem, desde então, sendo avaliada por vários autores quanto a sua aplicabilidade em nossas características tropicais (SANTA CATARINA, 1994).
Denardin (1990) elaborou um estudo comparativo entre o fator de erodibilidade de 31 solos do Brasil e de 46 solos dos EUA estimados por meio de parâmetros físicos e químicos. Em sua pesquisa ele concluiu que o modelo matemático pode ser ajustado a partir de variáveis exclusivas dos solos do Brasil. Segundo Siviero e Coiado (1999), fatores como a erosividade da chuva, uso e manejo do solo e práticas conservacionistas são dinâmicos no tempo. Portanto, para se obter estimativas aproximadas de perda do solo em uma determinada bacia hidrográfica, pela EUPS, é necessário aplicá-la em parcelas distintas do terreno com todos os fatores avaliados localmente e para um período de tempo específico.
Os valores estimados de perda de solo, quando comparados aos valores de tolerância de perda de solo em uma área considerada, possibilita uma orientação para que sejam tomadas medidas de controle de erosão mais efetivamente sobre a área.