Fator Erosividade da Chuva (R)

Conforme Hilu (2003), o fator de erosividade da equação EUPS é expresso em [MJ.mm/(ha.h.ano)] e representa a capacidade de um evento de chuva causar erosão em uma área sem proteção. Existe uma série de características das chuvas que podem ser consideradas para aumentar a precisão dos cálculos do fator de erosividade, como: quantidade de chuva total, energia cinética (força de impacto das gotas de chuva sobre o solo), intensidade, duração e frequência em que ela ocorre. Devido às dificuldades de análise e disponibilidade de todos esses dados de maneira conjunta, em geral, no meio técnico, são levados em conta os parâmetros que traduzem a energia cinética e a intensidade da chuva.

Os autores Wischmeier e Smith (1978) demonstraram que a energia cinética da chuva é determinada em função da quantidade de chuva que cai e sua intensidade. O tamanho médio das gotas de chuva aumenta com a intensidade, e a velocidade terminal das gotas em queda livre aumenta com o seu tamanho. Uma vez que, a energia de uma determinada massa em movimento é proporcional ao quadrado de sua velocidade, a energia cinética da chuva é diretamente relacionada a sua intensidade.

A (Perda de solo) Fatores Antrópicos R (Erosividade) K (Erodibilidade) L x S (Topográf ico) C (Uso e Manejo) P (Práticas Conservacionistas) Fatores Naturais

Conforme sugerido por Cabeda (1976), para a obtenção da erosividade da chuva deve- se primeiramente selecionar as chuvas individuais erosivas, considerando-se chuvas individuais aquelas separadas de outras por intervalo de no mínimo seis horas com precipitação inferior a 1 mm e erosivas quando a precipitação total for igual ou superior a 10 mm ou quando a precipitação for igual ou superior a 6 mm em 15 min ou menos de chuva.

A partir dos pluviogramas diários, cada chuva erosiva individual deve ser separada em segmentos uniformes, ou seja, segmentos de mesma inclinação (intensidade constante). Esses dados devem ser registrados em planilha, segundo Freitas e Madeira Neto (1980), onde devem ser anotadas as horas em que houver variações de intensidade e da chuva acumulada até aquele momento.

De posse dos dados e com a utilização de programas computacionais específicos é possível estimar as erosividades mensal, anual e média das chuvas pelo índice EI30 (WISCHMEIER e SMITH, 1958), no Sistema Internacional de Unidades (FOSTER et al., 1981). Basicamente, os cálculos para obtenção do fator erosividade segue conforme explicitado a seguir.

Define-se a energia cinética de cada segmento uniforme de uma chuva erosiva individual conforme equação 2.2:

ECs = EC.h (2.2)

em que ECs é a energia cinética no segmento de chuva, em MJ.ha-1, EC é a unidade de energia cinética e h é a quantidade de chuva no segmento uniforme, em mm.

A equação para cálculo da energia cinética é a seguinte:

EC = 0,119 + 0,0873 log I (2.3)

em que EC é a energia cinética por mm de chuva, em MJ.ha-1.mm-1, e I é a intensidade da chuva no segmento uniforme (intensidade constante), em mm.h-1. A energia cinética total da chuva erosiva individual é calculada pela expressão:

ECt= Σ ECs (2.4) em que ECt é a energia cinética total da chuva erosiva individual, em MJ.ha-1, e ΣECs é o somatório da energia cinética de cada segmento da chuva, em MJ.ha-1.

O índice de erosividade de cada chuva foi calculado por:

EI30 = ECt I30 (2.5)

em que EI30 é o índice de erosividade da chuva erosiva individual, em MJ.mm.ha-1.h-1; ECt é a energia cinética total da chuva, em MJ.ha-1; e I30 é a intensidade máxima da chuva em um período de 30 min, em mm.h-1, ou seja, a quantidade máxima de chuva em um período de 30 min multiplicada por 2, determinada a partir dos dados obtidos do pluviograma.

Desta forma, os valores mensais dos índices de erosividade EI30 são a média dos meses para a localidade. O valor médio anual do índice de erosividade EI30 é a média dos anos do período estudado.

Porém, como os registros pluviográficos são escassos ou inexistentes em alguns países, incluindo o Brasil e o trabalho de interpretação de dados de pluviômetros é extremamente moroso, diversos autores tentaram correlacionar o índice de erosão com fatores climáticos. Esses fatores são, por outro lado, de fácil medição e não requerem registros de intensidade de chuva.

Segundo Fruet (2002), alguns autores brasileiros propuseram outras equações para as condições encontradas em suas regiões de estudo. Assim fizeram Castro Filho et al. (1982), que utilizaram dados de cinco estações meteorológicas do estado do Paraná e Lombardi Neto e Moldenhauer (1980) e Wagner e Massambani (1998), que estudaram erosão em Campinas no estado de São Paulo.

A equação primeiramente proposta por Lombardi Neto e Moldenhauer (1980) relaciona o índice mensal de erosão EI com a precipitação média mensal em milímetros e a precipitação média anual em milímetros . Entretanto essa equação foi posteriormente modificada por Lombardi Neto et al. (1995) em conjunto com Albuquerque et al.

(1994), considerando o valor de EI apresentado na equação 2.6 a seguir como sendo o mais adequado para a realidade intertropical.

= , ( ) , (2.6)

Onde: EI é a média mensal do índice de erosividade, em [MJ.mm /(ha.h)]; é a média do total mensal de precipitação, em [mm]; é a média do total anual de precipitação, em [mm]. Para a determinação de , soma-se o resultado dos valores mensais do índice de erosividade em cada estação pluviométrica (HILU, 2003):

= ∑ (2.7)

Alguns autores como Hudson (1973) criticam o uso da equação 2.6 considerando que chuvas de intensidades baixas (I<25mm/h) não causam erosão. Porém, diversos autores comprovaram a aplicabilidade do método EI para as regiões de RS, SP e PE, por concluírem, também, que, embora o melhor indicador para erosividade seja o volume de enxurrada, o uso de EI é recomendado para a EUPS devido à extrema facilidade de obtenção (FRUET, 2002). Carvalho (1994) propôs uma hierarquização desses índices, conforme apresentado na Tabela 2.2.

Tabela 2.2 – Classes de erosividade - Fonte: Adaptado de Carvalho (1994).