RESULTADOS E DISCUSSÕES
6. 1 - CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS E FÍSICAS DO SOLO
A coleta de solos envolveu uma série de cuidados preliminares, como a elaboração de um croqui, assim com base na pesquisa de campo identificou-se nas cinco frentes de erosão que compõe a voçoroca Vila Alegre, que algumas não poderiam ser amostradas. Uma por se encontrar tomada pelo entulho urbano (resto de construção e lixo), e o outra por apresentar resíduos da marmoraria (Figuras 20 e 21).
Os perfis restantes apresentavam grandes dificuldades de acesso, tanto pela altura, como pelo encharcamento do solo no fundo da voçoroca. Como o assoalho permaneceu úmido mesmo durante os meses de estiagem, com uma lama mole que não permitia passagem, optou-se por contratar uma equipe de rapel para que a coleta fosse realizada pelo topo do talude. Cuidados especiais foram tomados para não haver desprendimento de material quando da descida em rapel, pois poderia haver contaminação das paredes do talude por solos de diferentes locais.
FIGURA 20 - Talude comprometido
pela mistura de entulho com solo – cabeceira da incisão
FIGURA 21 - Talude comprometido por
resíduo da marmoraria – lateral esquerda da incisão
As coordenadas dos pontos coletados (Tabela 6) com sua localização no croqui da incisão. As amostras do perfil 1 foram coletadas na cabeceira do quinto dígito e o perfil 2 mais para lateral direita à jusante desse mesmo dígito. No perfil 3 as amostras foram coletadas no terceiro dígito.
Tabela 6 - Localização dos pontos de coleta
Perfil Coordenadas UTM
Perfil 1 23 k 0638751 7747811 Perfil 2 23 k 0638833 7747922 Perfil 3 23 k 0638683 7748048
6.1.1 - Perfis pedológicos e geotécnicos
Apresentam-se três perfis pedológicos e geotécnicos da voçoroca de Vila Alegre (Figura 22), onde SM representa um solo residual maduro (perfil 1), que se estende até 10 m de espessura, com aproximadamente 60% de argila. Esse horizonte corresponde ao A e Bw na pedologia. A partir desta profundidade se encontra um solo residual jovem (SRJ), com textura franco-siltosa, que na pedologia refere-se ao horizonte C.
O perfil 2 exibe um solo residual maduro (SM) com mais de 50% de argila, de pouca profundidade, atinge em torno de 4 m, com tonalidades variadas, que se inicia com uma cor mais amarelada, passando logo em seguida para uma argila de coloração negra e, logo abaixo um nível bastante esbranquiçado. O solo residual maduro aqui descrito corresponde ao horizonte Bw na pedologia, pois esse perfil está desprovido do horizonte A. Logo em seguida, observa-se a transição para um solo residual jovem (SRJ), o qual tem uma textura franco-siltosa, em contrate com o superior argiloso. O SRJ é um horizonte C ou saprólito na pedologia.
O perfil 3 analisado possui um solo residual maduro (SM) bastante espesso que exibe uma profundidade de 10m, com textura variando de argilosa a muito argilosa, com porcentagem de argila em torno de 60%. Na pedologia refere-se aos horizontes A e Bw. O solo residual jovem (SRJ) é notado logo abaixo, seu correspondente pedológico é o saprólito ou horizonte C.
A tabela 7 representa a correspondência dos perfis pedológicos e geotécnicos que permite uma visualização resumida do que foi exposto acima.
Tabela 7 - Perfis pedológicos/geotécnicos
PERFIL 1
HORIZONTE/PEDOLÓGICO HORIZONTE/GEOTÉCNICO
A - Superior
Bw - Bem desenvolvido/intemperizado Solo residual maduro
C - Saprólito Solo residual jovem
PERFIL 2
HORIZONTE/PEDOLÓGICO HORIZONTE/GEOTÉCNICO
Bw1 – Cor amarelada
Bw2 – Cor mais escura (preto) Bw3 – Cor esbranquiçada
Solo residual maduro
C - Saprólito Solo residual jovem
PERFIL 3
HORIZONTE/PEDOLÓGICO HORIZONTE/GEOTÉCNICO
A - Superior
Bw - Bem desenvolvido/intemperizado Solo residual maduro
C - Saprólito Solo residual jovem
6.1.2 - Análises físicas
As análises físicas do solo em laboratório demonstraram que todos os Latossolos estudados apresentaram textura muito argilosa a argilosa em seus horizontes superiores, variando entre 53% 57%no horizonte A e 58% e 61%no horizonte Bw (diagnóstico dos perfis).
Estes teores decrescem fortemente em profundidade, do horizonte Bw para o horizonte C (saprólito), como no caso do perfil 1, de 63% para 3% (Tabela 8 / Figura 23). Por outro lado, o teor de silte aumenta substancialmente com a profundidade, como demonstrado pelo aumento da razão silte/argila. A mesma tendência foi observada para os perfis 2 e 3, como mostram respectivamente as figuras e tabelas (Tabela 9 / Figura 24) e (Tabela 10 / Figura 25). Supõe-se que esta tendência de diminuição de argila e incremento do silte esteja associada ao maior grau de intemperismo sofrido pelos horizontes superiores.
Tabela 8 - Parâmetros texturais do Perfil 1
Perfil 1 - Latossolo Vermelho-Amarelo
Horizonte Profundidade Grossa Areia Areia Fina Silte Argila Silte/ argila (m) ________________ % ___________________ A 0-0,30 23 26 08 53 15 Bw 0,30-10 21 15 03 61 05 C(1) 10-14 37 10 50 03 16 C(2) 14-20+ 30 14 54 02 27 (1), (2) Nível saprolitizado.
Tabela 9 - Parâmetros texturais do Perfil 2
Perfil 2 - Latossolo Vermelho-Amarelo
Horizonte Profundidade Grossa Areia Areia Fina Silte Argila Silte/ argila (m) ________________ % ___________________ A(3) - - - - Bw (4) 0-2 30 12 04 54 74 Bw(5) 2.-3 30 12 nd(7) 58 - Bw/C(6) 3-4 24 17 50 09 5,56 C 4-22+ 26 24 45 05 9,00
(3) Horizonte decapitado; (4) nível amarelado; (5) nível escurecido; (6) nível esbranquiçado
Tabela 10 - Parâmetros texturais do Perfil 3
Perfil 3 - Latossolo Vermelho-Amarelo
Horizonte Profundidade Grossa Areia Areia Fina Silte Argila Silte/ argila
(m) ________________ % ___________________
A 0-0,50 21 16 06 57 10
Bw 0,50- 17 23 16 01 60 01
C 17-20+ 32 11 51 04 94
A relação silte/argila serve como base para avaliar o estágio de intemperismo presente em solos de regiões tropicais (Embrapa, 1997). Analisando-se esta relação nos latossolos (tabela 8/9/10), os valores obtidos nos horizontes superiores, A e Bw, que são predominantemente argilosos, podem ser enquadrados como horizontes com alto grau de intemperismo. Quando observado o horizonte inferior, correspondente ao C, os valores evidenciam um baixo grau de intemperismo, o que permite supor elevada filiação genética, típica de horizontes C de alteração in situ da rocha mãe, o gnaisse Funil.
Bacellar (2000), em estudos realizados nas proximidades deste trabalho, relata que os ensaios de análise granulométrica (com defloculante) realizados apontam tendências gerais, mas sutis dentro de uma mesma classe de solo. No entanto, o autor destaca que os saprolitos derivados do gnaisse Funil são geralmente muito erodíveis e como prova disso, se estabelece alta incidência de voçorocas na região. Estes relatos corroboram para a compreensão do comportamento destes perfis localizados nas frentes de erosão da voçoroca Vila Alegre, pois existe uma tendência dos horizontes superiores serem mais argilosos em comparação com o horizonte C saprolitizado. Esta diferença de textura abrupta pode contribuir para a instalação de feições erosivas nas paredes dos taludes.
Parzanese (1991) relatou que é notável a grande diferença de erodibilidade entre os perfis e seus respectivos horizontes de origem laterítica e saprolítica. A partir de suas observações de campo, a autora relata que os taludes íngremes das voçorocas apresentavam os horizontes superiores bem preservados, apesar do escoamento superficial, enquanto o saprólito evidenciava marcas de feições erosivas, simbolizadas pelos sulcos e ravinas, dentre outros. Esse fenômeno foi visível em campo nas várias frentes de taludes em toda a extensão da feição de erosão da voçoroca Vila Alegre.
Os perfis 1 e 3 (Tabela 10) apresentaram aspectos semelhantes em relação ao desenvolvimento dos seus horizontes, mostrando uma coloração mais uniforme quanto às cores da carta de Munsell (1975) obtidas a úmido, sendo que apenas o perfil 1 mostrou um mosqueamento no horizonte C. Ainda em relação ao horizonte C, a textura se mostrou franco siltosa nos perfis 1 e 2 e franco arenoso no perfil 3.
O perfil 2 (Tabela 11), diferentemente dos demais, apresentou uma variação no horizonte Bw, correspondente a dois níveis de coloração do solo transicionando para uma terceira no
topo do horizonte C. O primeiro apresenta um nível de cor amarela e, segundo Bigarella et
al. (2007), ocorre porque o ferro derivado da biotita ou da horblenda foi oxidado e confere à
argila cor amarela (goethita). O segundo apresenta uma coloração mais escura, o que sugere características de um ambiente hidromórfico em que houve acumulação de material de origem orgânica, o terceiro e último nível apresenta coloração esbranquiçada, o que também sugere a existência de um ambiente hidromórfico, porém com saída de ferro reduzido (Fe) do sistema.
Tabela 11 - Parâmetros dos perfis de solo da voçoroca Vila Alegre
Horizonte Espessura (cm) Profundidade / Cor úmida (Munsell) Textura ADA% Outros atributos
Perfil 1 A Bw C1 C2 0 – 0,30 0,30 – 10 10 – 14 14 – 20+ 7.5 YR 4/4 7.6 YR 5/6 5 YR 6/4 7.5 YR 6/6 Argiloso M. argiloso F. siltoso F. siltoso 8 5 2 1 Presença de raízes ⎯ ⎯ Mosqueamento ⎯ ⎯ Perfil 2 ⎯ ⎯ Bw4 Bw5 Bw/C C ⎯ ⎯ 0 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 22+ ⎯ ⎯ 7.5 YR 6/6 7.5 YR 3/2 7.5 YR 7.4 7.5 YR 7/6 ⎯ ⎯ Argiloso Argiloso F. siltoso F. siltoso 2 10 2 2 Horizonte decapitado Amarelado Nível escuro Nível esbranquiçado ⎯ ⎯ Perfil 3 A Bw C 0 – 0,50 0,50 – 17 17 – 20+ 7.5 YR 3/4 2.5 YR 7/8 7.5 YR 7/8 Argiloso M. argiloso F. arenoso 10 9 3 Presença de raízes Profundo ⎯ ⎯
Os perfis apresentam maturidade pedológica devido à espessura apresentada, típica dos Latossolos, quase sempre exibindo cores amareladas e avermelhadas, com matiz predominante 7,5 YR, (Tabela 11). A cor avermelhada de acordo com Lepsch (2002) é relacionada a solos naturalmente bem drenados e com altos teores de óxidos de ferro. Os horizontes superiores dos perfis apresentaram textura argilosa, transicionando para horizontes franco siltosos ou franco arenosos (Tabela 11). Carmo et al., (1984) relataram que a fração argila é predominante em Latossolos de modo geral, o que ocasiona valores de ADA baixos, como os desta pesquisa.
Observando-se os resultados de argila dispersa em água (ADA) (Tabela 11), constata-se que os valores decrescem em profundidade na maioria dos perfis, apresentando valores mais elevados nos horizontes A (perfis 1e 3), Bw2 (perfil 2). Parzanese (1999), estudando as propriedades mineralógicas de Latossolos localizados na bacia do córrego Maracujá, detectou a presença na fração argila dentre outros minerais, de caulinita, goethita, hematita e gibbsita. De acordo com Ferreira et al.(1999) a gibsita contribui para a estabilidade dos agregados, fato este intrinsecamente relacionado ao comportamento da ADA.
6.2 - MECANISMOS E FEIÇÕES
A voçoroca pode ser definida conforme as feições que apresenta, como: canal inciso, fluxos efêmeros ou contínuos (quando atinge o lençol freático), com fundo chato, paredes laterais abruptas, cabeceiras extremamente íngremes e escarpadas, de formato circular ou ovular estrangulada a jusante, aberta no flanco de uma colina, resultante de desequilíbrios naturais ou induzidos pelo homem.
Pode-se perceber que mesmo aglutinando-se os vários conceitos, ainda não é possível elaborar com clareza uma definição precisa do processo de erosão, pois nem sempre se consegue condensar informações complexas de mecanismos que interagem e se completam.
A caracterização dos mecanismos envolvidos no voçorocamento torna-se importante não só pela singularidade com que estes podem ser visualizados, mas principalmente pelos testemunhos de suas atuações que se encontram presentes em maior ou menor quantidade em toda incisão de erosão. Isso possibilita inferir o grau de atuação desses mecanismos e quais agem em maior escala. Segundo o DAEE/IPT (1985), um dos principais problemas relativos à prevenção e controle de voçorocas refere-se ao conhecimento do conjunto de mecanismos envolvidos no processo erosivo.
Nos trabalhos de campo foram catalogadas as feições erosivas da voçoroca em estudo (Tabela 12). As que se apresentaram com maior frequência foram registradas como constantes, e aquelas pouco observáveis como pouco constantes.
Tabela 12 - Feições erosivas na voçoroca Vila Alegre
Feições Constantes Pouco constantes
Crostas X
Demoisell/Pináculos X
Ravinas X
Sulcos X
Lavagem dos solos X
Alcovas regressão/progressão X Marmitas X Fluxos de areia X Fendas tração X “Pipping” X Poças de surgência X Costelas X Torres / testemunhos X
As crostas foram identificadas em maior extensão tomando a lateral esquerda na meia encosta (vista de montante) (Figura 26), dígito 5 e também em vários outros locais, nos dígitos 3/4 onde se alternam com outros diferentes tipos de feições. As crostas ocorrem através da remobilização de silte e argila nos espaços intergranulares, propiciando um maior escoamento superficial devido ao selamento do solo. Isso se deve ao deslocamento das partículas por impacto das gotas de chuva, que podem também se manifestar de outra forma quando essas partículas são projetadas para fora da zona de impacto, formando pináculos por exemplo. Os pináculos, também chamadas de “demoiselles”, são feições semelhantes a figura humana feminina (Figura 27), e possuem em seu mecanismo de ação o deslocamento das partículas de solo pela erosão diferencial, que promove o destacamento dos grãos, esculpindo figuras que podem testemunhar a quantidade de solo que foi erodido no local pela medição da altura dessas formas. Na voçoroca Vila Alegre, em alguns lugares como no quinto dígito, foram registradas feições com mais de 15cm, evidenciando a forte atuação desse processo. Estas, também foram amplamente visualizadas no interior da incisão, principalmente em material mais antigo que permanece como cones no sopé dos taludes de montante.
As ravinas formadas pelos fluxos de água superficiais quase sempre se tornam os principais deflagradores do processo de erosão. Observando-se o interior do quinto dígito registrou-se algumas ravinas, com aproximadamente 1m de profundidade formadas pelo escoamento superficial concentrado, onde a força e a turbulência das águas ganham velocidade e aumentam a capacidade de erosão. Os sulcos também estão presentes no quinto dígito, como pode ser demonstrado (Figura 28), destacando a resistência do horizonte B e a vulnerabilidade do horizonte C (saprólito) à erosão nos taludes da voçoroca Vila Alegre.
Fica evidente, no conjunto da voçoroca Vila Alegre, a maior erodibilidade do saprólito. Em toda extensão das paredes podem ser observados sinais de sua erodibilidade marcando um estriamento generalizado. Furlani (1980) assevera que a dimensão dos sulcos é diretamente proporcional à capacidade das correntes e inversamente à resistência dos materiais, o que gera macro e micro ranhuras nas paredes da voçoroca.
A lavagem dos solos, promovida por uma das formas de escoamento superficial difuso, promove a retirada de partículas de solo, transportando sempre as mais finas (Figura 29).
FIGURA 26 - Crostas formadas pelo
FIGURA 28 - Sulcos formados pelo
escoamento superficial
FIGURA 29 - Lavagem dos solos
As alcovas (Figura 30) são esculpidas por outro mecanismo atuante que se refere à erosão por queda d’água ou efeito cachoeira (do inglês: plumg pool erosion), responsável por diferentes feições, conforme se processa seu escoamento. Quando decorre de um escoamento superficial em forma de cascata, a força dessa queda retira material e esculpe na parede do talude um entalhe em forma de concha, conhecido como alcova, sendo que o teto exibe forma arredondada e o assoalho material desagregado. Esse tipo de alcova pode atingir distintos horizontes e também se instalar em material derruído, que permanece no sopé do talude. As alcovas provenientes deste tipo de mecanismo podem ser de regressão e progressão, no primeiro caso, são formadas quando a queda d’água atinge um bloco de terra que está à montante, e no segundo, o entalhe se processa na direção contrária. A origem e formação dessas cavidades não se processam de forma simplificada como retratado acima. Os mecanismos envolvidos nesse processo se alternam se abrandam e se intensificam no tempo e no espaço, de acordo com o volume de água existente no local, e podem gerar feições que destoam da figura clássica mostrada (Figura 31).
Alcovas também podem apresentar variações no modelo clássico da feição, mas que ainda se encontram relacionadas ao efeito cachoeira, com uma pequena variação em relação aos mecanismos de ação. Assim os pequenos filetes de água podem ser visualizados em campo durante evento pluviométrico intenso e para olhos atentos, comprovadas facilmente em talude de estradas. O fato ocorre quando apenas alguns filetes de água deixam o fluxo principal e passam a escoar rente ao talude. Esses filetes de água aos poucos retiram material até que a parte debaixo do talude se encontre totalmente recuada em relação à parte superior, normalmente vegetada. Com o passar do tempo, a diferença se tornará cada vez maior e a parte superior, agora sem sustentação, cairá (Figura 32). Essa esculturação é promovida por filetes
subverticais, que lentamente retiram partículas do solo, formando uma cavidade cada vez maior até o total descalçamento da parte superior. Na voçoroca Vila Alegre, as mais visíveis se encontram no horizonte mais superficial, atingindo, dependendo de seu tamanho, horizontes mais profundos.
FIGURA 30 - Alcova
clássica (plumg pool
erosion). A seta indica o
local da queda d’água.
FIGURA 31 - Alcova com
formato diferente FIGURA 32 - Alcova formada por filetes subverticais com solapamento da base
As marmitas, que também são ligadas a esse mecanismo, se apresentam como “verdadeiras panelas”, e podem ou não se formar em conjunto no sentido do escoamento da água. Essa cascata de água vai descendo os desníveis, ou degraus, e no local da queda, pela concentração do fluxo, retiram o solo formando pequenas feições arredondadas que podem se apresentar uma após outra. No caso da voçoroca Vila Alegre (Figura 33), as marmitas se localizam em sua maioria no material depositado logo abaixo dos taludes, principalmente naqueles que têm maior volume acumulado, exibindo uma determinada compactação, que propicia diferentes tipos de feições. Ocorre no processo um retrabalhamento, pois se desenvolvem no local onde foi depositado material derruído proveniente de outro mecanismo. As marmitas não devem se confundidas com locais de surgência d’água, apesar da aparência semelhante, uma vez que são formadas pelo escoamento superficial durante evento pluviométrico.
A feição conhecida como fluxos de areia é resultante da liquefação de material do solo e é formada pelo carreamento do material liquefeito pelos filetes de escoamento superficial (Figura 34), que ocorrem no saprólito.
As fendas (Figura 35) são aberturas de diferentes tamanhos, geralmente localizadas próximas à cabeceira da voçoroca ou ao longo das bordas dos taludes, onde a atuação da erosão se faz mais presente. As fendas produzidas são provenientes de dois mecanismos com atuação constante em voçorocas: os que contribuem para aumentar as tensões cisalhantes, tais como remoção de suporte, sobrecarga, solapamento, entre outros, e os que diminuem a resistência ao cisalhamento do solo, que inclui variações na composição e textura do solo, reações químico- físicas, remoção da vegetação, entre outros. Na voçoroca Vila Alegre, o testemunho de sua ocorrência se evidencia pela quantidade de resíduos que se apresentam imediatamente abaixo de suas bordas, formando cones de material inconsolidado. As próprias fendas de tração aparecem com bastante frequência do lado direito, (vista de montante) da incisão, confirmando que a presença desse mecanismo é um dos principais responsáveis pelo avanço das frentes erosivas.
Degraus de abatimento se formam pelo processo de movimento de massa, resultante do aumenta das tensões cisalhantes pelo solapamento da base do talude. Partes consideráveis dos diversos horizontes permanecem muitas vezes intactas e com vegetação superior, mesmo depois a queda (Figura 36).
Os pipings, também chamados de erosões tubulares, progressivos e outros nomes, também foram observados por meio da formação de tuneis ou dutos na parede da incisão. Esse mecanismo atua quando as águas de subsuperfície e também de superfície encontram fendas ou cavidades biogênicas e passam a escoar por esses dutos, carreando material e assim aumentando a cavidade (Figura 37) em forma tubular. Essa feição se mostra na cabeceira da incisão (dígito 5), fornecendo indícios de avanço em sentido montante.
FIGURA 33 - Marmitas FIGURA 34 - Fluxos de
areia
FIGURA 35 - Fendas de
tração
FIGURA 36 - Degrau de abatimento FIGURA 37 - Pipings
As poças de surgência geradas pelo arraste de partículas por percolação da água de subsuperfície, se mostram em vários pontos ao longo da voçoroca, onde se verifica um material fino de cor mais clara, intercalado por pequenas depressões de formato assimétrico (Figura 38).
As costelas e depressões (Figura 39), quando presentes em voçorocas, são dispostas de forma mais ou menos simétricas, umas mais rasas outras mais profundas. Essas depressões são formadas por um material fino em local com presença de água e retratam a atuação do mecanismo que promove o arraste de partículas por percolação.
“Torres” ou testemunhos, como são habitualmente conhecidos, foram observadas no local (Figura 40), mantendo blocos de solos que se erigem intactos em meio ao material
derruído. Esse tipo de feição se eleva próxima à cabeceira do dígito de nº 5, permanecendo como um testemunho da resistência à erosão, ou seja, restos do terreno original remanescentes. Supõe-se que pequenas variações na textura do material saprolítico tenham preservado essas formas no interior da incisão.
FIGURA 38 - Poças de
surgências FIGURA 39 - Costelas arraste de partículas por percolação
FIGURA 40 - Torres ou
Testemunhos
Segue abaixo (Tabela 13) as feições e seus respectivos mecanismos encontrados em campo e discutidos segundo as proposições de Oliveira (2007) para uma melhor visualização.
Tabela 13 - Resumo das feições erosivas e de seus mecanismos geradores
FEIÇÕES/SINAIS MECANISMOS
Demoisells (pináculo) / crosta. Deslocamento de partículas por impacto de gotas de chuva.
“Lavagem dos solos”. Transporte de partículas de solo pelo escoamento superficial difuso.
Sulcos e ravinas. Transporte de partículas por fluxo
concentrado. Dutos de convergência, caneluras, alcovas de
regressão, alcovas de progressão, marmitas. Erosão por queda d’água (plung pool erosion).