Textura e Estrutura dos Solos

Os solos originam-se da ação do intemperismo e variações hidrotermais, se depositando como sedimentos eólicos, marinhos, lacustres e fluviais, a partir da degradação das rochas. Tal degradação é decorrente de ataques químicos (pela ação da água ou ácido carbônico) ou físicos (devido a erosão ou vulcanismo), que produzem partículas de tamanhos e formas variados, de acordo com a intensidade dos agentes intempéricos e pedogenéticos. As argilas, por exemplo, são produtos da degradação de rochas que contém feldspato. A ação desses agentes, além de modelar essas partículas menores quanto ao tamanho e forma, acabará também realizando uma seleção de minerais, que terá relação direta com tamanho e forma das partículas e será responsável pelas propriedades comuns associadas a elas. Segundo Crispim (2010), quando houver predomínio de partículas minerais de maior diâmetro, o solo é classificado como arenoso ou siltoso; quando houver predomínio de minerais coloidais, o solo é classificado como argiloso.

De forma a compreender melhor o comportamento do solo, além de facilitar seu uso seja em projetos agrícolas ou de engenharia, são realizadas diversas classificações, que buscam facilitar a identificação do solo, o agrupando de acordo com suas propriedades físicas comuns como cor, tamanho, forma, entre outras.

A textura dos solos refere-se ao tamanho das partículas (distribuição granulométrica), dividindo em categorias (grupos), ou seja, classificando-os de acordo com o tamanho das partículas. Deve-se ressaltar que a textura dos solos é uma propriedade inerente as partículas minerais, sendo considerado por isso uma propriedade básica do solo.

Existem diferentes classificações texturais, estabelecidas por órgãos e entidades diversas, que variam de acordo com suas aplicações e características, de forma que os limites entre as classes podem variar de acordo com a classificação usada (FIGURA 5).

Figura 5 - Classificações granulométrica de diferentes órgãos.

Fonte: Das (2006).

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas; MIT- Massachusetts Institute of Technology; USDA - Department of Agriculture; AASHTO - American Association of State Highway and Transportation Officials; USCS - Unified Soil Classification System (USACE - U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Bureau of Reclamation e ASTM - American Society for Testing and Materials)

Deve-se ressaltar que as partículas de solo possuem uma ampla faixa de variação de tamanhos, abrangendo desde partículas como diâmetro de 1,00 m (matacões), até partículas com dimensões inferiores a 0,002 mm (argilas). Entretanto, apesar das partículas de frações mais grosseiras (diâmetros maiores que 2,00 mm) influenciarem o comportamento dos solos, partículas de areia, silte e argila, mesmo que em menores porcentagens, podem exercer maior influência, sendo, portanto, a expressão textura do solo mais aplicada fração fina desse. A proporção de cada um desses materiais na amostra de solo determinará o tipo de solo, com características geotécnicas distintas. Todavia, vale ressaltar, que basta uma porcentagem relativamente pequena de argila, para que as propriedades referentes a esta fração sejam responsáveis pelas principais propriedades e comportamentos do solo. Ou seja, ainda que desconsiderando a influência do tipo de argilomineral, a maior porcentagem da fração argila confere ao solo plasticidade, capacidade de expansão e contração, coesão, além de diminuir a condutividade hidráulica e o ângulo de atrito interno (em relação ao um material puramente granular).

A configuração espacial das partículas de solo compreende dois elementos básicos: o arranjo das partículas (fábrica de solos) e a estrutura. No solo as partículas menores encontram-se agrupadas formando unidades maiores, associadas de forma a conferir ao solo uma configuração que o torne capaz de desempenhar suas funções.

O solo é um sistema trifásico constituídos por partículas sólidas e poros que podem estar total ou parcialmente preenchidos por água ou ar. A fábrica de solos, refere-se aos arranjos das partículas sólidas do solo e os poros, que segundo Mitchell e Soga (2005), depende do tipo de arranjo de partículas elementares, da aglomeração de partículas e dos tamanhos e distribuição dos poros. O arranjo de partículas refere-se ao agrupamento dessas e depende de aspectos como forma e tamanho dos grãos e de como as partículas de areia, silte e argila interagem entre si. O aglomerado de partículas diz respeito a uma unidade de contorno bem definido, com funções mecânicas específicas, composto por unidades menores de um ou mais arranjo de partículas. Já os poros são os vazios preenchidos com fluídos e ou gases.

Mitchell e Soga (2005) afirmaram que a estrutura dos solos é uma expressão utilizada para designar os efeitos combinados da configuração das partículas (fábrica) do solo, da composição e das forças interpartículas. Ou seja, o arranjo das partículas sólidas e poros associadas com os a elementos que lhe confere estabilidade.

O tamanho e a forma das partículas são fatores que afetam diretamente o arranjo dessas. A forma das partículas tem influência, inclusive, sobre algumas propriedades mecânicas como a compressibilidade. De acordo com a forma, pode-se ter partículas esféricas (arredondas, sub-arredondas, angulares e sub-angulares), características de pedregulhos, areias e siltes, e partículas lamelares ou fibrilares (placas horizontais relativamente finas), associadas as argilas (FIGURA 6).

Figura 6 - Forma das partículas de Solo: (a) característico de materiais granulares; (b) característico de argilas

(a) (b)

Essas as partículas podem se associar de diversas formas, e constituir diferentes configurações estruturais (FIGURA 7), que irão conferir ao solo propriedades distintas e condicionar seu comportamento.

Figura 7 - Arranjo de partículas: (a) interação entre placas de argila; (b) interação entre partículas de silte ou areia; (c) interação entre grupos de placas de argila; (d) interação entre partículas de silte ou areia envoltos em argila; e (e) interação entre partículas pouco distinguível.

Fonte: Collins & Mcgown (1974 apud MITCHELL & SOGA, 2005).

Os grãos minerais individuais (elementares) de diversos tamanhos (argilas, siltes e areias) que compõe o solo são denominadas partículas primárias. Quando essas partículas encontram-se ligadas pela ação de forças de superfície, formando agregados ou aglomerados, esses são denominados partículas secundárias. Dependendo do tamanho e forma das partículas, da maneira como interagem umas com as outras, da composição do solo e da presença ou não de água, esses aglomerados podem apresentar-se como estruturas distintas (FIGURA 8), que exercerão influência direta no comportamento do solo.

Figura 8 - Representação de aglomerados de partículas: (a), (b) e (c) conectores; d) agregações irregulares conectadas por aglomerados; e) agregações irregulares em formato de colmeia (honeycomb), f) agregações irregulares interagindo com matriz de partículas; g) filamentos de partículas de argila entrelaçados; h) filamentos de partículas de argila entrelaçados com intrusões de silte; i) matriz argilosa; j) matriz granular.

Fonte: Collins & Mcgown (1974 apud MITCHELL & SOGA, 2005).