técnicas de bioengenharia para revegetação de taludes no brasil

1Técnicas de bioengenharia para revegetação ...

Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010

CENTRO BRASILEIRO PARA CONSERVAÇÃO DA

NATUREZA E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

BOLETIM TÉCNICO CBCN

No 001

TÉCNICAS DE BIOENGENHARIA PARA

REVEGETAÇÃO DE TALUDES NO BRASIL

Laércio CoutoWantuelfer GonçalvesArnaldo Teixeira CoelhoCláudio Coelho de PaulaRasmo GarciaRoberto Francisco AzevedoMarcus Vinicius Locatelli

Tatiana Gontijo de Loreto Advíncula

Juliana Margarido Fonseca Couto BrunettaCristiane Alves Barbosa CostaLuis Carlos GomidePedro Henrique Motta

Viçosa – Minas Gerais

2010

ISSN: 2177-305X


COUTO, L. et al.2

INFORMAÇÕES GERAISO Boletim Técnico CBCN é o veículo de divulgação técnico-científica do CentroBrasileiro para Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável que publicatrabalhos no campo da conservação da natureza e do desenvolvimento sustentável.Editor Chefe: Gumercindo Souza LimaEditor Assistente: Guido Assunção RibeiroComissão EditorialPresidente: Antonio Lélis Pinheiro; Vice Presidente: Rasmo Garcia; Membros: Antôniode Arruda Tsukamoto Filho (UFMT), Carlos Antônio Alvares Soares Ribeiro(UFV), Cláudio Coelho de Paula (UFV), Eduardo Antônio Gomes Marques (UFV),Elias Silva (UFV), Ésio de Pádua Fonseca (UEL), João Luis Lani (UFV), JorgeAlberto Gazel Yared (CBCN), José Geraldo Mageste (UFVJM), João Carlos deCarvalho Almeida (UFRRJ), Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta (CBCN),Júlio Cesar Lima Neves (UFV), Laci Mota Alves (FATEC Presidente Prudente),Luiz Carlos Couto (UFVJM), Omar Daniel (UFGD), Roberto Azevedo (UFV),Rodrigo Silva do Vale, (UFRA); Wantuelfer Gonçalves (UFV)

Coordenação de Edição: ICONE – Instituto para o Conhecimento Empresarial Ltda.Diagramação: Franz Lopes da SilvaRevisão Linguística: Eliane Ventura da SilvaCapa: Ricardo ResendeImpressão: Qualigraf Serviços Gráficos Ltda.

Circulação: Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e DesenvolvimentoSustentável - CBCN

Endereço: Rua Professor Alberto Pacheco, 125 – salas 506 e 507 – Ramos36570-000 Viçosa, Minas Gerais - BrasilTelefone/Fax: +55 (31) [email protected] / www.cbcn.org.br

Ficha Catalográfica preparada pela Seção de Catalogação eClassificação da Biblioteca Central da UFV

SOLICITA-SE PERMUTA EXCHANGE DESIRED

Técnicas de bioengenharia para revegetação de taludes

T252 no Brasil / Laércio Couto ... [et al.] – Viçosa, MG :

2010 CBCN, 2010.

118p. : il. (algumas col.) ; 21 cm.

(Boletim técnico CBCN, 2177-305X ; 1).

Inclui bibliografia.

1. Meio ambiente. 2. Desenvolvimento sustentável.

3. Proteção ambiental. I. Couto, Laércio, 1945- .

II. Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e

Desenvolvimento Sustentável. III. Série.

CDD 22.ed. 363.7

Apoio: CEMIG – Companhia Energéticade Minas Gerais S/A

ISSN: 2177-305X

Esta publicação foicarboneutralizada



Projeto: PESQUISA & DESENVOLVIMENTO – GT 196

CEMIGDiretoria de Geração e Transmissão

Luiz Henrique de Castro CarvalhoSuperintendência de Gestão Ambiental da Geração e Transmissão

Enio Marcus Brandão FonsecaGerência de Estudos e Manejo da Ictiofauna e Programas Especiais

Newton José Schimidt Prado

CBCNPresidente

Laércio CoutoCoordenador Geral Projeto GT 196

Laércio CoutoCoordenador pela Cemig

Rodrigo Avendanha Liboni

Equipe TécnicaArnaldo Teixeira CoelhoClaudio Coelho de Paula

Cristiane Alves Barbosa CostaJuliana Margarido Fonseca Couto Brunetta

Laércio CoutoLuis Carlos Gomide

Marcus Vinicius LocatelliPedro Henrique Motta

Rasmo GarciaRoberto Francisco Azevedo

Tatiana Gontijo de Loreto AdvínculaWantuelfer Gonçalves

Equipe AdministrativaFranz Lopes da Silva

Leonardo Paiva PereiraTatiana de Almeida Crespo


COUTO, L. et al.4



SUMÁRIO

Página

1 INTRODUÇÃO...................................................................................... 7

2 EVOLUÇÃO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NO BRASIL ............... 13

3 CONSIDERAÇÕES SOBRE SOLOS ..................................................... 16

3.1 Constituição ................................................................................. 193.2 Cor ................................................................................................ 223.3 Textura .......................................................................................... 243.4 Estrutura ....................................................................................... 253.5 Cerosidade ................................................................................... 263.6 Porosidade ................................................................................... 263.7 Consistência ................................................................................. 273.8 Cimentação ................................................................................... 283.9 Considerações sobre erosão ........................................................ 293.10 Equação Universal de Perdas de Solo ........................................ 32

3.10.1 Fator climático ....................................................................... 353.10.2 Fator de erodibilidade ............................................................ 373.10.3 Fator topográfico ................................................................... 393.10.4 Fator de cobertura vegetal e recobrimento do solo ............... 433.10.5 Fator de manejo de culturas e conservação do solo ............. 43

4 FATORES A SEREM CONSIDERADOS EM PROJETOS DEPROTEÇÃO DE TALUDES ................................................................. 44

4.1 Edáficos ....................................................................................... 444.2 Temperatura ................................................................................. 464.3 Precipitação .................................................................................. 474.4 pH/salinidade ............................................................................... 484.5 Resistência ao fogo ...................................................................... 49

5 EFEITO DA VEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DE TALUDES EENCOSTAS ........................................................................................ 50

5.1 Seleção de plantas para controle de erosão e áreas degradadas .. 63


COUTO, L. et al.6

Página

6 BIOENGENHARIA DE SOLOS NA PROTEÇÃO DE TALUDES ERECUPERAÇÃO AMBIENTAL ......................................................... 69

6.1 Geossintéticos ............................................................................ 726.2 Retentores sedimentos ................................................................ 79

6.2.1 Bermalongas .......................................................................... 826.2.2 Paliçadas de madeira .............................................................. 826.2.3 Preenchimentos de concavidades erosivas ........................... 86

6.3 Solo envelopado verde ............................................................... 866.4 Solo grampeado verde ................................................................ 896.5 Madeira e estacas vivas .............................................................. 926.6 Concreto ..................................................................................... 936.7 Ligas metálicas ............................................................................ 946.8 Hidrossemeadura ........................................................................ 94

7 DRENAGEM DOS TALUDES ............................................................. 97

7.1 Drenagem de superficial .............................................................. 987.1.1 Canaletas ................................................................................ 987.1.2 Escada hidráulica ................................................................... 99

7.2 Drenagem subterrânea ................................................................ 997.2.1 Geossintéticos ...................................................................... 1037.2.2 Geotêxteis .............................................................................. 1037.2.3 Geogrelhas ............................................................................ 103

8 PROTEÇÃO DE CURSOS D’ÁGUA ................................................... 105

9 CONTROLE DE PRAGAS .................................................................. 109

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................... 110



1 INTRODUÇÃO

As atividades antrópicas, ao longo dos anos, podem resultar em

modificações na paisagem e eventualmente ter como consequência

a degradação do solo. Com a finalidade de minimizar este fato,

estabilizar os processos erosivos e amenizar o aspecto visual negativo

causado por tais atividades, são realizadas obras de drenagem,

geotécnicas, de terraplenagem e de implantação de revestimento

vegetal.

A minimização dos impactos ambientais decorrentes das

atividades humanas é uma preocupação cada vez maior da população.

Aliada à pressão da sociedade e às exigências legais, e também

por iniciativa própria, as empresas públicas e privadas e as instituições

de pesquisa interessaram-se na execução de projetos e no

desenvolvimento de tecnologias e produtos para atender a esta

crescente demanda na área ambiental.

Também neste contexto, as universidades criaram cursos de

graduação e pós-graduação em gestão ambiental e em áreas

correlatas, ampliando a oferta de profissionais no mercado e

aumentando os estudos e pesquisas nessa área.

Muitas vezes a construção de estradas, de usinas hidrelétricas

e de subestações e outras obras exigem movimentação de terras, o

que pode resultar em taludes que estão sujeitos às intempéries e às

oscilações de temperatura e umidade, proporcionando dificuldades

para o estabelecimento de cobertura vegetal, comprometendo assim

a completa recuperação ambiental do local afetado. Para muitos

desses taludes é necessário elaborar e implantar projetos de

recuperação de áreas degradadas, incluindo medidas mitigadoras e


COUTO, L. et al.8

reconstrução topográfica, de acordo com o grau e o tipo de impacto

ambiental causado pelo empreendimento.

No Brasil o deslizamento de encostas tem provocado acidentes,

principalmente em áreas urbanas, devido à ocupação acelerada e

desorganizada que avança progressivamente sobre terrenos

considerados instáveis, o que, cada vez mais, expõe a grandes riscos

a população que neles se aloja. Segundo Inbar et al. (1998), citados

por Fernandes et al. (2004), as principais atividades responsáveis

pela degradação de aspectos geomorfológicos são as mineradoras e

a abertura de estradas, estas gerando quase sempre modificações

significativas na paisagem.

Em relevos íngremes e desnudos de vegetação, as enxurradas

são frequentes e os processos erosivos decorrentes mobilizam muita

massa de solo, o que é intensificado nas cidades por serem essas

superfícies bastante impermeabilizadas. As enxurradas depositam

os materiais transportados nas vertentes ou nos fundos dos vales,

causando assoreamento dos corpos d’água, o que por sua vez

promove alagamentos, bem como diminuição da capacidade de

armazenamento de água nos reservatórios, trazendo assim sérios

prejuízos para o abastecimento e a produção de energia hidrelétrica

(CARVALHO et al., 2006).

Parizzi et al. (2004), a partir de dados fornecidos pela Secretaria

da Habitação e da Coordenadoria de Defesa Civil da cidade de

Belo Horizonte-MG, constataram uma média anual de 400 desmo-

ronamentos entre 1994 e 2000 nas periferias da capital mineira.

Muitas vezes a situação de instabilidade de taludes e encostas

é agravada em períodos de chuva, causando erosões, carreamento



dos solos e sedimentos para os corpos d’água, destruição de

residências e até mortes (Figuras 1 e 2).

As características intrínsecas das áreas sob as supracitadas

intervenções predispõem e condicionam diversos fenômenos, sendo

um dos mais comuns a suscetibilidade à erosão, neste caso o

movimento de massa de solo em encostas e taludes, genericamente

denominado de escorregamento (Figura 3).

Segundo Toy et al. (2002), a perda de solo por erosão acarreta

redução do potencial natural de revegetação.

Dentre os prejuízos decorrentes dos movimentos de massa de

solos incluem-se a desvalorização de terras, a perda de produtividade

Figura 1 - Deslocamento de terra em área urbana devido às intensaschuvas de verão, cidade de Canaã-MG, janeiro de 2009.A seta amarela indica a região que a massa de soloerodido alcançou.


COUTO, L. et al.10

Figura 2 - Estado de calamidade pública na cidade de Canaã-MG,em decorrência dos desmoronamentos de diversostaludes com as intensas chuvas de verão, janeiro de 2009.

Figura 3 - Transtorno em trecho urbano da BR-120 na cidade deViçosa-MG, decorrente do escorregamento de massa desolo.



e a degradação da qualidade da água, além de danos aos sistemas

de transportes, energia elétrica, abastecimento público, dentre outros

(Figura 4).

De acordo com pesquisa realizada pelo Departamento de Águas

e Energia Elétrica e pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas, no

Estado de São Paulo, 70% das ocorrências de erosões são causadas

pela má conservação de estradas vicinais. O governo do Estado,

buscando uma solução para esses problemas, criou o Programa

Melhor Caminho, com a coordenação da Secretaria de Agricultura

e Abastecimento e a Companhia de Desenvolvimento Agrícola de

São Paulo (CODASP) como executora dessas obras (CODASP,

2008).

Figura 4 - Detalhe de processos erosivos impactando linhas detransmissão.


COUTO, L. et al.12

A CODASP, a Fundação Rural Mineira (RURALMINAS) e

as empresas de assistência técnica e extensão rural, dentre elas a

Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI) no Estado

de São Paulo e a Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural

(EMATER) por todo o Brasil, são também exemplos de empresas

que vêm se dedicando à conservação da água e do solo no meio

rural, atuando na construção, recuperação e conservação de estradas

vicinais pelo manejo integrado de sub-bacias hidrográficas.

Os taludes de corte resultantes das obras civis como construção

de estradas, áreas de empréstimo e barragens devem ser revegetados

para que não desencadeiem problemas mais graves no futuro (DIAS,

1998).

Pesquisas têm mostrado a eficiência das diferentes técnicas

de revegetação de taludes (EINLOFT, 2004; FERNANDES,

2004).

O Manual de Conservação Rodoviária do Departamento

Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT) considera a

revegetação de taludes como condicionantes ambientais específicas

vinculados às construções de instalações de obras de jazidas e caixas

de empréstimos e de obras de aterros, cortes e bota-foras (DNIT,

2006), e o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER)

(1997) recomenda não utilizar a impermeabilização betuminosa dos

taludes para seu controle erosivo, por questões estéticas, quando

outras técnicas podem ser utilizadas.

Este relatório faz parte do Projeto “Desenvolvimento de

metodologias para revegetação e recobrimento vegetativo no controle

de taludes”, executado pelo CBCN (Centro Brasileiro para a

Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável), em



parceria com a CEMIG, Companhia Energética de Minas Gerais,

dentro do Programa pesquisa & desenvolvimento CEMIG - ANEEL

no GT 196.

2 EVOLUÇÃO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NOBRASIL

A consciência ambiental no País veio a se intensificar a partir

da promulgação da Lei Federal 6.938/1981, de 31 de agosto de 1981,

que dispõe sobre a política nacional do meio ambiente, consolidando

com a Constituição Federal de 1988.

Desde então, a questão ambiental no Brasil evoluiu muito, e

hoje esta deve ser tratada de forma integrada, seguindo os preceitos

da gestão integrada do meio ambiente propriamente dita.

Essa gestão integrada preconiza a sustentabilidade do inter-

relacionamento das questões socioambientais dos municípios com

os espaços regionais (SCHUSSEL, 2004; SHIKI; SHIKI, 2004).

A legislação básica que dá suporte a essa integração pode ser

sumarizada pela Lei Federal 6938/1981, pela Constituição Federal

de 1988 e pelas derivadas leis estaduais. A Lei Federal 6.938/1981,

de 31 de agosto de 1981, dispõe sobre a política nacional do meio

ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá

outras providências (BRASIL, 1981):

I - ação governamental na manutenção do equilíbrio ecológico,

considerando o meio ambiente como um patrimônio público a ser

necessariamente assegurado e protegido, tendo em vista o uso coletivo;

II - racionalização do uso do solo, do subsolo, da água e do ar;

III - planejamento e fiscalização do uso dos recursos ambientais;


COUTO, L. et al.14

IV - proteção dos ecossistemas, com a preservação de áreas

representativas;

V - controle e zoneamento das atividades potencial ou

efetivamente poluidoras;

VI - incentivos ao estudo e à pesquisa de tecnologias orientadas

para o uso racional e a proteção dos recursos ambientais;

VII - acompanhamento do estado da qualidade ambiental;

VIII - recuperação de áreas degradadas;

IX - proteção de áreas ameaçadas de degradação; e

X - educação ambiental a todos os níveis de ensino, inclusive a

educação da comunidade, objetivando capacitá-la para participação

ativa na defesa do meio ambiente.

A Lei Federal no 6.938/1981 instituiu a política nacional de meio

ambiente e criou a estrutura legal para sua implementação, definindo

as responsabilidades das diversas entidades encarregadas de sua

aplicação e instituindo a obrigatoriedade do licenciamento ambiental

de todas as atividades potencialmente causadoras de impacto,

condicionada à apresentação de Estudo de Impacto Ambiental (EIA)

e de sua versão sintética, destinada ao público, denominada Relatório

de Impacto Ambiental (RIMA).

A partir dessa lei, a legislação ambiental vem sendo

consideravelmente ampliada (sempre com mudanças significativas

no quadro de demandas ambientais), e hoje já se constitui em uma

vasta e diversificada gama de instrumentos de cunho legal,

regulamentador e normativo (compreendendo leis, decretos, normas,

portarias e resoluções) que, em seu conjunto, buscam fornecer e

alcançar de forma consolidada o embasamento técnico e jurídico de

todos os fundamentos que atendem à proteção do meio ambiente.



Alguns desses instrumentos normativos relacionados a

determinados temas dizem respeito a diretrizes e modelos instituídos

como produtos finais de trabalhos desenvolvidos por grupos de

técnicos representantes de várias nacionalidades, constituídos através

de protocolos e convenções com a finalidade de deliberar sobre temas

ambientais específicos. Assim, essas diretrizes e modelos refletem

posições e tendências universais, que o Brasil, na qualidade de

signatário de tais protocolos e convenções, deve considerar e assumir.

A questão ambiental está contemplada também na Constituição

Federal promulgada em 1988, na qual teve destaque em nove artigos.

Destes o artigo 225 estabelece que: “todos têm direito ao meio

ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e

essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à

coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e

futuras gerações”.

Com o advento dessas leis ambientais e da Constituição de 1988,

houve um avanço na legislação, trazendo uma grande ruptura com o

modelo do estado vigente na época, o que permitiu a criação dos

conselhos ambientais, num modelo em que a sociedade participa

para decidir, e não somente para denunciar. Neste contexto, em Minas

Gerais criou-se o Conselho Estadual de Política Ambiental

(COPAM), com uma gestão colegiada e participativa.

Foram criados também o Conselho Nacional de Meio Ambiente

(CONAMA) e os conselhos estaduais de meio ambiente. Dessa

forma, hoje há maior interação e participação de todos os segmentos

da sociedade nas discussões e nas aprovações de licenciamentos

ambientais nos diversos setores produtivos e de infraestrutura do

País.


COUTO, L. et al.16

No setor rodoviário no Brasil, representado pelo DNER e por

seus correspondentes órgãos estaduais, os dispositivos legais

supracitados conduziram à obrigatoriedade da incorporação, ao projeto

de engenharia rodoviária, das relevâncias ambientais, traduzidas,

sumarizadamente, pela definição de um “tratamento ambiental” a

ser implantado, com a finalidade de promover, principalmente, a

eliminação, mitigação e compensação de impactos ambientais

negativos, suscetíveis de ocorrer, em toda a sua abrangência, por

decorrência de processo construtivo ou de operação da rodovia.

Nota-se igualmente que para a definição exata do tratamento

ambiental há de se lidar com um universo extremamente vasto e

diversificado de demandas e condicionamentos, relacionados com a

previsibilidade dos impactos ambientais – situação cuja etapa da iden-

tificação/avaliação envolve ainda, com frequência, alta subjetividade.

Além dos aspectos legais, também os de natureza econômica

têm levado os empreendedores de obras em geral a incorporarem

em seus custos as atividades de proteção de taludes.

3 CONSIDERAÇÕES SOBRE SOLOS

As propriedades dos solos interferem no grau de estabilidade

dos taludes, uma vez que é diretamente dessas que dependem as

suas condições de drenagem e de estabilidade geotécnica. Assim, é

imprescindível maior conhecimento sobre as características dos

diferentes tipos de solos onde se pretende efetuar um projeto.

Segundo Santos et al. (2005), não existe uma definição de soloque seja universalmente aceita, devido, especialmente, à amplautilização deste recurso por profissionais das mais variadas áreas.



A Embrapa (2006, p. 31) define solos como

“... coleção de corpos naturais, constituídos porpartes sólidas, líquidas e gasosas, tridimensionais,dinâmicos, formados por materiais orgânicos eminerais que ocupam maior parte do manto superficialdas extensões continentais do nosso planeta, contémmatéria viva e podem ser vegetados na natureza ondeocorrem e, eventualmente, terem sido modificados porinterferências antrópicas”.

Os solos podem ser classificados em minerais ou orgânicos.

No que se refere à contenção de taludes é relevante apenas os

estudos dos solos minerais, pois em geral os solos orgânicos estão

associados às baixadas das paisagens, em locais onde o gás oxigênio

é limitante para a completa decomposição de resíduos orgânicos no

sistema, ou seja, lugares predominantemente saturados de água.

Jenny (1980) diz que os solos minerais são recursos naturais

não renováveis em uma escala de tempo humana, pois são resultantes

da alteração das rochas, no caso os materiais de origem, ao longo do

tempo, pela ação do clima e de organismos, sob o controle do relevo.

Porém, para Resende et al. (2007) o solo é um corpo tridimensional

cuja topografia é sua própria forma externa, preferindo não incluir o

relevo dentre os seus fatores de formação, e apresentando a equação

simplificada:

Solo = f(material de origem, clima, organismos e tempo).

Na variação vertical dos solos temos o denominado perfil do

solo, onde muitas vezes é possível notar um conjunto de faixas mais

ou menos paralelas à superfície, que por sua vez são denominadas


COUTO, L. et al.18

de horizontes ou camadas, dependendo do caso (RESENDE et al.,

2007), respectivamente, com altas e baixas influências visíveis dos

processos pedogenéticos (pedo = terra, no grego; pedogênese =

maneira pela qual o solo se origina) (Figura 5).

Figura 5 - Perfil de um Latossolo Vermelho-Amarelo da APA,Cachoeira das Andorinhas, Ouro Preto-MG.



O horizonte A geralmente apresenta coloração mais escurecida,

devido ao maior teor de matéria orgânica que é depositada pela maior

atividade biológica mais próxima à superfície. Na sequência,

geralmente também, vem o horizonte B, cujas propriedades são

extremamente importantes para os trabalhos pedológicos. Em seguida

temos o que se denomina de horizonte C, que é o mais jovem, ou

menos intemperizado dentre os horizontes, por não ter sofrido tanta

influência biológica e oscilações climáticas quanto os horizontes

superiores.

A partir da caracterização correta dos horizontes e da

classificação dos solos, é possível inferir sobre a sua gênese e sua

suscetibilidade à erosão, o que afeta, por exemplo, a escolha das

práticas de controle da erosão (SANTOS et al., 2005).

As propriedades dos solos consideradas relevantes durante os

projetos de sua caracterização para fins agronômicos e ambientais

são: constituição, cor, textura, estrutura, cerosidade, porosidade,

consistência e cimentação.

3.1 Constituição

Os constituintes minerais dos solos podem ser partículas de

tamanhos variados (BRADY, 1974; RESENDE et al., 2007), com

dimensões desde matacões com mais de 200 mm de diâmetro, até

argilas com menos de 0,002 mm de diâmetro, passando por calhaus

(200 – 20 mm de diâmetro), cascalhos (20 – 2 mm de diâmetro),

areia grossa (2 – 0,2 mm de diâmetro), areia fina (0,2 – 0,05 mm de

diâmetro) e silte (0,05 – 0,002 mm de diâmetro) (RESENDE et al.,

2007).


COUTO, L. et al.20

Representando a fração grosseira do solo temos as partículas

no tamanho de silte e areia, que podem consistir-se em fragmentos

dos próprios minerais da rocha que originou o solo. São os minerais

primários facilmente intemperizáveis que, gradualmente, liberam

nutrientes que poderão ser absorvidos pelas plantas. No entanto, em

se tratando de solos de regiões tropicais como os que predominam

no Brasil, que no geral são bastante intemperizados, o mineral mais

presente na superfície dos solos é o quartzo, caracterizado pela sua

elevada resistência ao intemperismo e pela sua pobre constituição

química, que é basicamente oxigênio e silício (SiO2), portanto este

não tem nenhuma importância na liberação de nutrientes nos solos

(RESENDE et al., 2007).

Brady (1974) diz que as partículas presentes na fração grosseira

do solo tendem a ser angulosas e com formas bastante irregulares, o

que torna bem restrito o encaixe entre elas.

A fração argila dos solos tropicais é constituída principalmente

por minerais de argila do tipo aluminossilicatadas e pelos minerais

de argilas do tipo oxidícas, óxidos de ferro e óxidos de alumínio

(RESENDE et al., 2008). As argilas, juntamente com a matéria

orgânica dos solos, são as grandes responsáveis pelas cargas elétricas

existentes nos solos tropicais.

De modo geral, quanto mais intemperizado for o solo maior é a

participação de argilas de óxidos de ferro e óxidos de alumínio na

sua constituição mineral, o que muito interfere nas suas demais

propriedades, como será visto a seguir.

Basicamente, a estrutura e a composição das argilas alumi-

nossilicatadas consistem em lâminas de octaedros de alumínio, ligadas



a lâminas de tetraedros de silício. Quando existem duas lâminas de

tetraedros de silício para uma lâmina de octaedro de alumínio por

unidade de mineral de argila, a argila passa a pertencer ao grupo das

argilas 2:1. Com o intemperismo ocorre a remoção de silíca do sistema,

e o equilíbrio químico passa a ser favorável à maior estabilidade de

minerais de argila, contendo uma lâmina de tetraedro de silício para

uma lâmina de octaedro de alumínio por unidade de mineral de argila

- são as argilas do grupo 1:1.

Em solos de climas tropicais a argila aluminossilicatada predo-

minante é a caulinita [Al2Si

2O

5(OH)

4], uma argila do grupo 1:1.

As cargas elétricas dos solos oriundas das argilas e da matéria

orgânica são importantes na manutenção da fertilidade dos solos,

pois muito interferem na reserva de nutrientes do sistema e na sua

disponibilidade às plantas.

A Capacidade de Troca Catiônica (CTC) do solo mede a

capacidade de reter os nutrientes presentes na forma catiônica (Ca2+,

Mg2+, K+ e NH4

+, por exemplo), que estavam outrora presentes na

solução do solo. Desta maneira, os nutrientes aderidos às superfícies

dos minerais de argila por forças eletrostáticas, fenômeno denominado

de adsorção, são menos passíveis de ser perdidos por lavagem, devido

às chuvas ou à irrigação, passando então a ser disponibilizados

gradualmente às plantas.

Características como área superficial, poder de adsorção,

capacidade de expansão e contração, plasticidade e coesão e

capacidade de retenção de água têm suas magnitudes aumentadas

à medida que os diâmetros das partículas dos solos diminuem

(BRADY, 1974).


COUTO, L. et al.22

A matéria orgânica do solo geralmente resulta da ação dos

microrganismos, que decompõem resíduos animais e vegetais,

podendo ter, dentre outras, a função de agregar as partículas dos

solos (BRADY, 1974). A matéria orgânica está presente nas mais

variadas formas, por exemplo, resíduos em diferentes estágios de

decomposição e tamanhos, fragmentos de carvão e substâncias

complexas de alto peso molecular, como ácido húmico, ácido fúlvico

e humina.

Os poros dos solos são os constituintes responsáveis pelo

armazenamento de ar (atmosfera do solo) e de água (solução do

solo) nos solos, sendo a porosidade total do solo o volume não ocupado

por sólidos (CURI et al., 1993).

A atmosfera do solo, qualitativamente, difere-se muito pouco

da atmosfera acima de sua superfície, cabendo às maiores diferenças

serem de ordem quantitativa, ou seja, os gases basicamente são os

mesmos, porém as concentrações mudam, sendo a atmosfera do

solo geralmente mais concentrada em CO2, por exemplo.

A solução do solo é a interface da transferência de nutrientes

dos solos para os componentes bióticos como plantas e microrga-

nismos, ou seja, de onde os nutrientes em suas formas iônicas são

absorvidos; nela também ocorrem as reações de equilíbrio químico

entre os diversos componentes dos solos.

3.2 Cor

É a propriedade dos solos de mais fácil percepção, a partir da

qual é possível inferir, por exemplo, sobre o teor de matéria orgânica

e a sua situação de drenagem.



Cores mais enegrecidas apontam para teores mais elevados de

matéria orgânica no solo, e cores mais avermelhadas apontam para

teores de ferro mais elevados e para condições de drenagem melhores

do que em solos de cores mais amareladas e acinzentadas.

Em condições de pouca drenagem a anaerobiose predomina, e

os microrganismos passam a utilizar o ferro férrico (Fe3+) disponível

no sistema como aceptor final de elétrons no seu metabolismo,

transformando, assim, o ferro do sistema em ferro ferroso (Fe2+),

cujos minerais correspondentes refletem a coloração azulada,

podendo ainda ter aspecto verde-azulado, sendo então os greenrusts.

Comumente o cinza dá espaço aos mosqueados amarelos e aver-

melhados, além de riscados amarelados e avermelhados, geralmente

associados às regiões de contato com as raízes das plantas adaptadas

aos solos saturados de água, devido à liberação de O2 no solo pelas

suas raízes.

A medida que a drenagem aumenta, o O2 da atmosfera oxida o

Fe2+, que passa a Fe3+. A coloração amarela dos solos se deve

principalmente ao mineral de argila goethita (á-FeOOH), que é mais

estável em condições de maior acidez e de menores teores de Fe3+

no solo. A coloração vermelha, por sua vez, é devido principalmente

à presença do mineral de argila hematita (á-Fe2O

3), com alto poder

pigmentante e de maior estabilidade em condições de altos teores de

Fe3+ no solo e de melhores drenagens.

A caracterização das cores dos solos e de seus horizontes segue

um padrão mundial, que é o Sistema Munsell de Cores (SANTOS

et al., 2005).


COUTO, L. et al.24

3.3 Textura

Textura do solo refere-se à proporção relativa das partículas na

granulometria de argila, silte e areia (grossa + fina) que constituem o

solo.

No que se refere à presença de calhaus e matacões, o termo é

pedregosidade (RESENDE et al., 2007).

No atual Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS),

os grupa-mentos texturais mais utilizados, segundo EMBRAPA

(2006), são:

• Textura arenosa (com composição granulométrica de menos

de 15% de argila e de mais de 70% de areia).

• Textura média (com composição granulométrica de menos


• Textura argilosa (com composição granulométrica de menos


• Textura muito argilosa (com composição granulométrica de

mais de 60% de argila).

• Textura siltosa (com composição granulométrica de menos

de 35% de argila e de menos de 15% de areia).

A fração silte pode vir a ser indicadora não só do grau de

intemperismo a partir da relação silte/argila (teor de silte/teor de

argila), mas também da fertilidade do solo, pois nesta fração pode

estar a maior parte dos minerais primários facilmente intemperizáveis

(RESENDE et al., 2007).



3.4 Estrutura

Estrutura do solo faz conotação ao agrupamento das partículas

primárias dos solos (areia, silte e argila) que formam partículas

maiores, os agregados propriamente ditos (SANTOS et al., 2005;

RESENDE et al., 2007).

Os agregados podem comportar-se mecanicamente como

unidades estruturais primárias (CURI t al., 1993), como silte ou areia,

o que muito afeta a aeração e a drenagem do solo.

A agregação se dá a partir de agentes cimentantes, que unem

as partículas primárias dos solos (CURI et al., 1993; SANTOS et al.,

2005).

As formas dos agregados geralmente mudam ao longo do perfil

do solo, formas estas que muito influenciam o desenvolvimento

radicular das plantas, a retenção e o suprimento de água, ar e nutrien-

tes, a atividade microbiana, a densidade do solo e a sua resistência à

erosão (SANTOS et al., 2005).

Os solos onde predominam argilas do tipo óxidos de ferro e

alumínio tendem a ter estrutura na forma granular, o mesmo ocorrendo

com o aumento do teor de matéria orgânica. Os solos passam a ter

estrutura com formas em blocos, prismas e colunas à medida que a

participação de argilas aluminossilicatadas é aumentada (RESENDE

et al., 2007).

Os solos cujos agregados apresentam facilidade de se separarem

são considerados de estruturação fraca, do contrário, de estruturação

forte. O reconhecimento da estrutura do solo é de elevada importância

na tomada de decisão para seu uso agrícola, sendo a condição mais

próxima do seco do que do úmido que permite melhor caracterização

quando no campo (SANTOS et al., 2005).


COUTO, L. et al.26

3.5 Cerosidade

É o aspecto brilhoso devido ao recobrimento dos agregados por

filmes de argilas, que preenchem os poros e dão uma aparência

semelhante à de parafina derretida na superfície dos agregados ou

torrões (EMBRAPA, 2006).

A cerosidade origina-se do acúmulo de argilas exportadas

pelas camadas de solos em posições superiores, podendo tam-

bém ser originada do rearranjo das partículas finas dos solos

durante ciclos de contração e dilação do solo (RESENDE et al.,

2007).

As atividades dos componentes biológicos dos solos, como

desenvolvimento de raízes, crescimento de microrganismos e trânsito

de animais, tendem a destruir a cerosidade.

3.6 Porosidade

Os poros dividem-se em macroporos e microporos, respectiva-

mente maiores e menores que 0,05 mm de diâmetro.

A macroporosidade é mais importante para a aeração e

drenagem no interior do solo, e está relacionada com os poros entre

os agregados. A microporosidade, por sua vez, é mais importante

para fixação de água no solo, retendo então água por capilaridade, o

que permite que a água fique retida com uma força maior, a tal

ponto de não ser removida pela ação da força da gravidade, e está

relacionada com os poros intra-agregados.

Os solos de textura arenosa apresentam macroporosidade maior

que os solos mais argilosos, porém a agregação dos componentes da



fração argila pode fazer com que os solos argilosos tenham

comportamentos semelhantes aos de solos arenosos, no que se refere

às suas capacidades de drenagem.

3.7 Consistência

É a manifestação das forças de coesão e adesão nos diferentes

níveis de umidade: seco, úmido e molhado (BRADY, 1974; CURI

et al., 1993; SANTOS et al., 2005; RESENDE et al., 2007).

Coesão é a força que mantém as partículas semelhantes

unidas umas às outras, pelo contato entre suas superfícies

(RESENDE et al., 2007), ou seja, contato face a face de duas

partículas sólidas de composição semelhante. Sua magnitude é

aumentada à medida que se segue para condições mais secas nos

solos, bastante acentuadas em solos cujas argilas aluminossilicatadas

se encontram mais bem organizadas, ou seja, com menor

interferência de argilas oxídicas e matéria orgânica aderidas a

estas.

Adesão é a força de atração entre corpos de naturezas diferentes,

no caso a água e os constituintes sólidos dos solos (CURI et al.,

1993; RESENDE et al. 2007), e começa a pronunciar-se à medida

que as forças de coesão diminuem, com o aumento dos níveis de

umidade no solo.

As forças de coesão e de adesão são mais pronunciadas à

medida que se aumentam os teores de argilas dos solos, especialmente

se as argilas forem de alta atividade e se encontrarem em um nível

de organização maior (Figura 6).


COUTO, L. et al.28

3.8 Cimentação

É a ação de componentes químicos que unem as partículas dos

solos, independentemente dos níveis de umidade nos quais os solos

se encontram, o contrário do que ocorre com a consistência.

As substâncias cimentantes podem ser orgânicas, por exemplo,

os exsudados radiculares e microbianos, e inorgânicos, como

carbonato de cálcio, óxidos de ferro, óxidos de alumínio e silício

(BRADY et al., 1974; CURI et al., 1993; RESENDE et al., 2007).

A cimentação pode ser contínua ou descontínua ao longo dos

horizontes do solo, e ser fraca (quebrável com as mãos), forte (não

Figura 6 - Variação nas magnitudes das forças de coesão e adesãoem função dos diferentes níveis de umidade e de texturados solos.

coesão em solos mais argilosos

coesão em solos mais arenososadesão em solos mais argilosos

adesão em solos mais arenosos

seco úmido molhado muitomolhado

saturado

Inte

nsi

dad

ed

asfo

rças

Níveis de umidade no solo



quebrável com as mãos, mas facilmente quebrável com o uso do

martelo pedológico) e extremamente forte (não quebrável mesmo

com o uso do martelo pedológico, por exemplo, concreções

ferruginosas) (SANTOS et al., 2005).

3.9 Considerações sobre erosão

Erosão é a remoção de constituintes de solos desprendidos por

estarem expostos às intempéries climáticas na superfície (BERTONI;

LOMBARDI NETO, 1990). A origem do termo erosão é do latim

erodere, que significa corroer.

A erosão é um dos primordiais processos de formação dos solos

(RESENDE et al., 2007), e pode constituir-se em um processo natural

de dissecação e modelamento da paisagem na superfície terrestre

(BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). As atividades humanas

podem desencadear processos denominados de erosão acelerada

ou antrópica.

Erodibilidade do solo é a vulnerabilidade que este possui aos

processos erosivos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990;

JACINTO et al., 2006), e estudos de caracterização química, física

e mineralógica dos solos são importantes ferramentas para identificar,

entender e propor soluções no caso de surgimento dos processos

erosivos (JACINTO et al., 2006).

Erosividade é a capacidade que os agentes ativos de erosão,

como chuvas, ventos e gravidade, possuem de provocar erosão

(CURI et al., 1993), por exemplo, a energia cinética de cada gota de

chuva determina a capacidade erosiva de uma ocorrência de chuva

(BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990), assim a intensidade da


COUTO, L. et al.30

chuva é um componente importante para predizer fenômenos

erosivos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990).

A erosão é um processo dinâmico causado por forças ativas,

sendo de ordem climática como chuvas e ventos, e por características

energéticas do terreno, como declividade, aliada ao seu comprimento,

em sinergismo com forças passivas como a erodibilidade do solo

(BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990).

Inicialmente temos o impacto das gotas de chuva, desagregando

e desestruturando o solo. Em seguida as partículas soltas são trans-

portadas e removidas do sistema pela ação da água. Segundo Bertoni

e Lombardi Neto (1990), diferentes formas de erosão hídrica podem

ocorrer simultaneamente no mesmo terreno, cabendo dentre outras

a classificação como laminar, em sulco e voçoroca.

A erosão laminar é a mais sutil de todas elas, consistindo na

remoção gradual das camadas superficiais dos solos, em decorrência

da maior erodibilidade desta em relação à camada mais profunda, e

é importante causa de decréscimo da fertilidade do solo, pois

geralmente são essas camadas mais superficiais as mais ricas em

nutrientes (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). Esse tipo de

erosão está geralmente associado aos solos que apresentam

horizontes B mais argilosos, estruturados e coesos do que seus

respectivos horizontes A, tal como pode ocorrer em Cambissolos e

Argissolos.

A erosão em sulco é devido à concentração do fluxo de drenagem

na superfície do solo, em decorrência das irregularidades ao longo

de sua superfície (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990), sendo

tão intensa quanto forem a erosividade decorrente das chuvas, da

declividade dos terrenos e da erodibilidade do solo.



A voçoroca (“terra rasgada” no tupi-guarani) é o estágio mais

avançado da erosão em sulco, resultando assim em grandes cavidades

em extensão e em profundidade, dada a remoção de grande

quantidade de massa de solo do terreno (BERTONI; LOMBARDI

NETO, 1990). Uma vez desencadeada, as voçorocas geram danos

ambientais cujas medidas de controle fazem-se extremamente

onerosas. A erosão eólica pode também constituir-se em sério

problema por remover partículas de solos descobertos (BERTONI;

LOMBARDI NETO, 1990); ocorre em condições de alta erosividade

dos ventos atuantes, concomitante com a erodibilidade do solo, ou

seja, solos que se apresentam desagregados e desestruturados em

sua superfície.

De acordo com Coelho e Brito Galvão (1998), a estabilidade de

um talude depende dos seguintes fatores: (i) propriedades físicas e

mecânicas do material que constitui o talude; (ii) propriedades físicas

e mecânicas do material da fundação – no caso de materiais de

fundação pouco resistentes recomenda-se a remoção desses mate-

riais, se for economicamente viável, ou a utilização de processos de

estabilização de solos, caso não seja viável a remoção de parte do

material de fundação. Nesse caso, ao se fazer a análise da estabilidade

de taludes, devem ser consideradas as superfícies prováveis de

ruptura que passam pela fundação; (iii) geometria do talude, na qual

se inserem altura, declividade, bermas, etc.; (iv) existência de

nascente no local; (v) presença de nível de água no interior do talude:

recomenda-se manter esse nível o mais baixo possível, através do

sistema de drenagem; e (vi) tendências à erosão, neste caso a

execução de um sistema de drenagem superficial é muito importante.


COUTO, L. et al.32

As principais fontes de erros que podem ser introduzidos naestimativa de estabilidade de taludes provêm não somente do uso demétodos aproximados de análise de estabilidade, mas também douso de métodos não adequados, de coleta de amostras e de ensaios,os quais não produzem com suficiente precisão as condições dosmateriais e dos estados de tensões do solo natural ou do aterrocompactado, na situação.

3.10 Equação Universal de Perdas de Solo

Na tentativa de descrever os processos de perdas de solo por

erosão e de estimar sua intensidade, é muito utilizado o método

paramétrico denominado genericamente de Equação Universal de

Perdas de Solo, ou equação de Wischmeier (RESENDE et al., 2007),

ou ainda equação RUSLE (Revised Loss Soil Equation):

A = R x K x LS x C x P

em que:

· A = perda anual de solo: dado em t ha-1 ano-1;

· R = fator de preciptação e run-off: é afetado pela energiapotencial, pela intesidade quantidade de chuva e pelo run-off;

· K = fator de erodibilidade do solo: é afetado pela textura do solo,pela matéria orgânica, pela estrutura e pela permeabilidade;

· LS = fator topográfico: é afetado pela inclinação, pelocomprimento e pela forma do talude (côncavo ou convexo);

· C = fator de manejo de culturas: é afetado pela superfície derecobrimento, pelo dossel, pela biomassa, pelo uso do solo e pelotipo de cobertura vegetal; e



· P = fator de práticas de proteção e manejo do solo: é afetadopela rotação de culturas, pelo tipo de proteção do solo, pelasbarreiras, pelo mulch para recobrir o solo, pelos terraços e pelastécnicas de proteção do solo.

Os conhecimentos técnicos são importantes para determinar

os fatores e para adotar e interpretar os dados existentes, para que

os resultados obtidos sejam os mais seguros possíveis.

Os fatores podem ser obtidos através de fórmulas empíricas,

de dados experimentais já existentes, de gráficos-padrão ou dos dados

no próprio local.

Dados internacionais estimam uma perda de solo no mundo da

ordem de 80 bilhões de toneladas/ano (SMITH, 1958).

De acordo com Walker (2004), a perda de solo nos Estados

Unidos é de cerca de 2 bilhões de toneladas/ano, sendo o custo para

recuperação do top-soil da ordem de US$80,000 ha-1, e sua

recuperação definitiva leva de 30 a 100 anos.

O Quadro 1 ilustra os limites potenciais de perda de solo em

função do nível da erosão, baseado em análise técnica, para

considerar qual o nível de erosão encontrado; se analisados pelo

aspecto da engenharia, em que é necessário padronização e cálculos,

o nível será o mesmo independentemente do ponto de vista técnico.

A cobertura vegetal contribui para atenuar a taxa de erosão do

solo, mas o fator mais importante é a cobertura do solo, que o protege

totalmente, mantém a umidade, favorece a infiltração desejável e

reduz o run-off. Desta forma, não adianta ter 100% de cobertura

vegetal e 0% de cobertura do solo, pois ocorrerá perda de solo da

ordem de 0,2. No caso inverso, se tivermos 100% de cobertura do

solo e 0% de cobertura vegetal, a perda será de aproximadamente


COUTO, L. et al.34

0,05, mostrando a importância da cobertura do solo. Esta cobertura

pode existir de forma natural, pela serapilheira (litter), ou por proteção

artificial, como geotêxteis, geomantas e biomantas antierosivas, que

tem o mesmo papel da serapilheira, funcionando como elemento

fundamental no controle de sedimentos e erosão do solo, sendo este

comentário evidenciado na Figura 7.

A seguir serão discutidos os fatores que constituem a Equação

da Perda do Solo e como determiná-los, apresentando fórmulas

empíricas e gráficos, de maneira a facilitar o entendimento, o cálculo

e a interpretação.

A Equação da Perda do Solo apresenta sua fórmula multi-

plicativa, ou seja, fatores que se apresentam elevados contribuem

para aumentar significativamente a perda do solo, ocorrendo o mesmo

Quadro 1 - Limites potenciais de perda do solo em função do nívelda erosão

Fonte: Wall (1997).

Classe Nível de ErosãoPotencial de Perda do Solo

(tonelada ha-1 ano-1)

1 Muito baixo < 6

2 Baixo 6 – 11

3 Moderado 11 – 22

4 Alto 22 – 33

5 Severo > 33



com fatores pequenos, que resultam em perda reduzida de solo.

Portanto, a perda de solo é diretamente proporcional à grandeza de

cada fator.

3.10.1 Fator climático

É o fator climático que avalia a precipitação e o run-off, e é

afetado pela energia potencial, pela intensidade, pela quantidade de

chuva e pelo run-off. A energia potencial da chuva pode ser calculada

a partir da seguinte fórmula:

E = 210,2 + 89.log(I)

em que· E = energia potencial da chuva (joules m² cm-1); e

Fonte: Pereira (2008).

Figura 7 - Tipo de recobrimento do solo X perda de solo.


COUTO, L. et al.36

I = Intensidade da chuva em um período (cm por hora).

O índice de erosão pluvial é calculado como:

R =i = 1

n

(210,2 + 89 logI )(I .T).Ij 30

100

j j

em que· R = índice de erosão pluvial;

· Ji = período de tempo em horas;

· I30 = máxima intensidade de chuva (mm);

· T = intervalos homogêneos de chuva forte; e

· n = número de intervalos.

O fator R correspondente a um ano, e é o somatório dos valores

de R de cada uma das chuvas registradas no período de tempo

estudado. Para se obter o valor representativo e confiável de R é

necessário calcular um ciclo de pelo menos dez anos.

Existe uma equação para calcular o fator R que é mais simples,

e o resultado final é semelhante ao da fórmula anterior, enfatizando,

neste caso, apenas a maior pluviosidade:

R = 0,417 x p2,17

em que

· R = índice de erosão pluvial; e

· p = maior precipitação num período de dois anos, durante 6 horas(em mm).



Neste caso, podem ser utilizados mapas de precipitação, que

contenham intensidades e quantidades de chuva. Na ilustração em

questão utilizamos o mapa de precipitação do Estado de Minas Gerais,

Brasil (Figura 8), mas para trabalhos específicos o técnico deverá

utilizar dados de estações meteorológicas, com um tempo de

recorrência de pelo menos 20 anos.


Figura 8 - Estado de Zoneamento agroclimático do Estado deMinas Gerais.

ESTADO DE MINAS GERAISZONEAMENTO AGROCLIMÁTICO

1996

PRECIPITAÇÃO TOTAL ANUAL(mm)

<10001000 a 12001200 a 1500>1500

3.10.2 Fator de erodibilidade

Existem dois métodos que podem ser utilizados para determinar

o fator K (erodibilidade do solo). O primeiro é a equação de


COUTO, L. et al.38

Wischmeier e Smith (1978), que é baseada nas informações de:

• porcentagem de areia, silte e areia muito fina;

• porcentagem de matéria orgânica;

• estrutura do solo; e

• permeabilidade.

O segundo método é o nomograma:

• para obter o fator k com base em todos os parâmetros; e

• para aproximar o fator k com base no tamanho das partículas

e matéria orgânica.

Para cada tipo de solo é avaliada a relação entre a perda e o

número de unidades do índice de erosão pluvial correspondente, em

condições de cultivo permanente. Com o conjunto de valores obtidos,

calcula-se o fator k para cada solo, e então se estabelece uma

equação de regressão em função das variáveis representativas das

propriedades físicas do solo.

A regressão é expressa pela seguinte equação:

Fator K: pode ser determinado através de gráficos e calculado atravésde fórmulas de regressão:

100K = 10-4 x 2,71M1,14(12-a)% + 4,20(b-2)% + 3,23(c-3)%

em que· K = fator de erodibilidade; e

· M = textura do solo.



sendo

M= [100 - % argila] . [ % (silte + areia) ]

a = porcentual de matéria orgânica no solo.b = estrutura do solo, adotar: 1 = grãos muito finos (Ø < 1 mm). 2 = grãos finos (1 mm<Ø < 2 mm). 3 = grãos médios (2 mm<Ø < 10 mm). 4 = grãos grosseiros (Ø >10 mm).c = permeabilidade do solo, adotar: 1 = muito rápida. 2 = moderadamente rápida. 3 = moderada. 4 = moderadamente lenta. 5 = lenta.

6 = muito lenta.

O outro método para determinar o fator k é através do

nomograma (Figura 9).

Os valores de textura do solo e matéria orgânica se referem à

camada superficial do solo (top-soil), de 15 a 20 cm de profundidade,

e dos solos permeáveis em todo o perfil.

Os valores mais elevados obtidos de fatores k superiores a 0,9

correspondem a solos onde a fração silte e areia muito fina representa

a amostra total, sendo nulo o porcentual de matéria orgânica.

3.10.3 Fator topográfico

A topografia da área afeta diretamente o desprendimento de

partículas e carreamento de sedimentos, e estes estão diretamente


COUTO, L. et al.40

correlacionados com o comprimento e a inclinação da encosta ou

área. A forma da paisagem, constituindo concavidades e

convexidades, também afeta a perda de solo.

O fator L avalia o comprimento do talude, sendo definido pela

equação:m

22,1

λL �

��

��

em que

· ë = comprimento do talude/encosta (m); e

· m = declividade (m m-1).


Figura 9 - Nomograma da erodibilidade do solo.



É interessante salientar que o comprimento é definido como a

distância que vai desde a origem do escorrimento superficial até o

início da deposição de sedimentos.

O fator S avalia a inclinação do talude ou encosta, e é dado em

porcentagem, ou seja, metros de desnível por metros de comprimento.

Este fator é definido pela equação:

s = (0,43 + 0,35s + 0,043S²)

6,613

em que

· s = declividade do talude ou encosta (%).

Os fatores L e S geralmente devem ser agrupados, e a

denominação apropriada é fator topográfico LS, que é considerado

o fator que representa o relevo, o comprimento e a inclinação.

Wischmeier (1982) trabalhou com dados experimentais para

representar o fator topográfico LS, através das equações:

Para inclinação menor que 9%, a equação é:

L =0,3

22,1( ) X

6,613( )0,043s + 0,30s + 0,432

Para inclinação maior que 9%, a equação é:

L =

0,3

22,1( ) X

1,3

9( )s


COUTO, L. et al.42

em que

• ë = comprimento do talude (m); e

• s = inclinação do talude em porcentagem.

É importante salientar que essas equações são estritamente

aplicáveis no caso de taludes e encostas com declividade uniforme e

com o mesmo tipo de solo e vegetação em todo o seu comprimento.

No caso de haver variações de solo, na declividade, na forma

(côncava ou convexa) e no revestimento vegetal, deve-se proceder

a cálculos diferenciados para cada situação, ou usar fatores de

correção.

Na determinação dos valores de ë e s, que representam os

parâmetros de comprimento e declividade, respectivamente, no caso

de avaliar médias ou pequenas bacias hidrográficas, em que outros

fatores possam ter homogeneidade, estas variáveis podem apresentar

grandes variações, causando erros.

No caso de áreas e bacias pequenas, Horton (1976) considera

que o valor de ë pode ser estimado como a metade do inverso da

densidade de drenagem, cuja expressão é:

=L( )0,5 . A

em que· A = área da bacia hidrográfica em km²; e

· L = comprimento da bacia hidrográfica em km.



3.10.4 Fator de cobertura vegetal e recobrimento do solo

A cobertura vegetal da superfície do terreno varia de acordo

com a espécie, densidade de plantio ou da vegetação, altura da

vegetação, área foliar e tipologia florestal, e estas podem afetar

diretamente a erodibilidade de um solo.

As culturas agrícolas, desde que cultivadas em curvas de nível,

terraços ou outras técnicas que venham a conservar o solo, são

sempre positivas, ainda mais que a grande maioria das culturas é

plantada em épocas de maior precipitação, contribuindo, assim, para

a proteção do solo e para reduzir o índice de erodibilidade.

Após a execução de trabalhos de terraplenagem, decapeamento

do solo, limpeza de áreas ou desmatamento, o solo apresenta-se

desnudo, sendo necessária a proteção imediata para evitar a erosão

laminar e o carreamento de sedimentos para os cursos d’água.

Apesar de a cobertura vegetal ser um grande fator de proteção

do solo, isto não significa que grande porcentual de cobertura vegetal

tenha total eficiência na proteção do solo, pois pode ocorrer que,

embora o recobrimento vegetal seja de 100%, o solo esteja

desprotegido, sem serapilheira, e neste caso haverá desprendimento

e carreamento de sedimentos, com perda de solo, mostrando que o

bom desempenho de todos os fatores é essencial na proteção do

solo.

3.10.5 Fator de manejo de culturas e conservação do solo

Este fator é também denominado de práticas de manejo e

conservação do solo. Os pesquisadores consideram que em muitas


COUTO, L. et al.44

variáveis, independentemente de práticas de cultivo e proteção

do solo, já estão incluídas no fator P as práticas normais e

essenciais nos cultivos agrícolas, por exemplo: rotação de culturas,

preparo do solo e fertilizações, sendo considerados trabalhos

obrigatórios.

O fator P, que é o de práticas de manejo e conservação do solo,

varia segundo a inclinação, os níveis de proteção e as práticas de

manejo.

Para calcular a perda de solo em terrenos com cultivo em

terraços, deve-se utilizar o valor de P correspondente ao cultivo em

curvas de nível, com o valor de L correspondente ao intervalo entre

terraços ou curvas de nível.

Para áreas impactadas, devido a distúrbios causados na

implantação de estradas, aeroportos, indústrias, terraplenagem, áreas

de empréstimo, bota-fora, deve-se utilizar o fator P com base em

técnicas de proteção ambiental, utilizadas na proteção do solo

(Quadro 2).

4 FATORES A SEREM CONSIDERADOS EM PROJETOSDE PROTEÇÃO DE TALUDES

4.1 Edáficos

Fatores edáficos dizem respeito às peculiaridades do solo frente

ao organismo vegetal. O conhecimento das principais características

físicas do solo, como cor, textura, estrutura e porosidade, é de grande

importância na orientação dos trabalhos de seu manejo e controle

de erosão (BERTONI; NETO,1999).



A distribuição quantitativa das classes de tamanho de partículas

que compõem o solo, ou seja, a sua textura, é o principal critério

para classificá-lo de acordo com sua granulométria, sendo

consideradas três frações: areia, silte e argila. A análise mecânica

vai determinar a proporção existente de cada fração em porcentagem.

Pelos dados granulométricos de uma região, é possível analisar

a disponibilidade de água para a planta, por exemplo, solos arenosos

em geral são soltos e não oferecem resistência à penetração das

raízes, porém são frequentemente pobres em fertilidade e têm baixa

capacidade de retenção de umidade.

A forma como as partículas elementares do solo se arranjam

vai definir a sua estrutura, determinando sua permeabilidade à

água, sua resistência à erosão e as condições de desenvolvimento

das raízes das plantas (BERTONI; NETO, 1999). Os solos que

Quadro 2 - Práticas de manejo e conservação de solos com osrespectivos fatores P


Tipo Eficiência (%) Fator P

Sem uso de práticas de manejo 0 1,00

Tufos de palha e capim 10 0,90

Barreiras de madeira e galhada 20 0,80

Enrocamento, rip-rap e filtros 30 0,70

Cultivo agrícola em nível 50 0,50

Terraços em nível com vegetação 65 0,35

Galhada seca e ramos vivos em nível 75 0,25


COUTO, L. et al.46

apresentam instabilidade na agregação das partículas sob o impacto

das gotas de chuvas estão sujeitos a se dissiparem.

As plantas, em geral, têm grande capacidade de se adaptarem

às texturas do solo, não sendo, portanto, a textura do solo uma variável

significativa na seleção de plantas resistentes.

4.2 Temperatura

A temperatura poder ser considerada um dos mais importantes

fatores climáticos que atuam sobre as plantas, devido à sua marcante

influência sobre as atividades fisiológicas ao controlar a velocidade

das reações químicas.

Para evitar superaquecimento, as plantas possuem a possi-

bilidade de transferir o excesso de calor mediante o processo de

transpiração. A energia acumulada é utilizada para transformar a

água que está presente na célula no estado líquido para o estado

gasoso, para logo ser liberada ao ambiente durante o processo

transpiratório. Essa transformação de estados da água produz um

consumo importante de energia, que permite diminuir a temperatura

das folhas. Quando a temperatura do ambiente é alta, a transpiração

pode ser responsável pela perda de mais de 50% do total do calor

eliminado pela planta. O calor restante é eliminado mediante os

processos de radiação, condução e convecção. De acordo com Lange

e Lange (1963), a tolerância ao frio e ao calor é medida por

determinação da temperatura em que ocorrem 50% de morte das

plantas de um determinado lote.

O estresse sofrido por plantas submetidas a altas e baixas

temperaturas, da mesma forma que muitos outros estresses, não



atua individualmente e seu efeito é muito difícil de ser isolado de

outros estresses associados. O caso específico do estresse térmico

por altas temperaturas encontra-se fortemente associado aos

estresses hídrico e lumínico. As plantas submetidas a ambientes com

alta luminosidade e falta de água sofrerão muito mais os efeitos das

altas temperaturas do ambiente.

A elevação de temperatura no solo acarreta aumento da

respiração no sistema radicular, elevando a demanda de oxigênio, e

isso pode provocar anoxia, dependendo do número de plantas por

área, e os espaçamentos mais amplos poderão diminuir as reservas

da planta, reduzindo a sobrevivência.

Cada espécie possui uma temperatura mínima, abaixo da qual

não cresce; uma temperatura máxima acima da qual suspende suas

atividades vitais; e uma temperatura ótima, em torno da qual se verifica

melhor desenvolvimento. Portanto, o modelo de seleção de plantas

poderá ser utilizado, preenchendo-se a temperatura média anual do

local ou os limites de temperaturas que ocorrem.

4.3 Precipitação

A chuva, ao atingir a crosta terrestre, infiltra no solo de acordo

com propriedades físicas. Se a taxa de precipitação excede a taxa

de infiltração, então ocorre o escoamento superficial, sendo o excesso

de água drenado para os cursos d’água, até chegar aos oceanos. Ao

saturar o reservatório do solo, o excedente será drenado para os

aquíferos. A água contida nos reservatórios é absorvida pelas raízes

das plantas e conduzida através de seus caules às folhas, onde

ocorrerá a evaporação, retornando à atmosfera. A relação entre a


COUTO, L. et al.48

entrada de água (precipitação) e a saída de água (evaporação,

transpiração e drenagem) é o balanço hídrico.

A rizosfera é confinada principalmente a um volume de solo

úmido suficiente para suprir a demanda evaporativa da parte aérea;

enquanto a água é extraída do solo, as raízes tendem a se expandir

ao longo do gradiente de água, mas sempre permanece a possibilidade

de absorção de água de qualquer parte do solo previamente esgotada,

caso esta seja remolhada (WINTER, 1988)

Apesar de seus efeitos benéficos sobre a vida vegetal, a água

pluvial, em tratos desnudos, exerce violenta erosão, removendo

toneladas de terra. Para ficar mais claro para o leitor como é grande

a pressão que a água exerce sobre o solo, vamos supor que uma

região tem um índice pluviométrico de 1.000 mm, o que equivale a

1.000 litros por metro cúbico, dependendo da concentração e da

duração da chuva ela pode acarretar a formação de sulcos erosivos

(PEREIRA, 2006).

A precipitação depende do regime hídrico da região, e no modelo

da seleção de plantas foram fixados apenas os limites, mínimo e

máximo, exigidos para cada espécie, não levando em consideração

as concentrações pluviométricas ou longos períodos de estiagem,

apenas a pluviosidade média anual em mm por ano.

4.4 pH/salinidade

O termo pH define a acidez ou alcalinidade relativa de uma

solução. A escala de pH tem uma amplitude de 0 a 14. O valor 7,0,

que está no meio, é definido como neutro, valores abaixo de 7,0 são

ácidos e os acima de 7,0 são alcalinos. A maioria das plantas tem um



bom desenvolvimento com o pH entre 5,5 e 7,0, entretanto existem

espécies que toleram elevados níveis de acidez ou salinidade, sendo

estas espécies de grande interesse para projetos de recuperação de

áreas degradadas (PEREIRA, 2006).

Nas áreas contaminadas por rejeitos industriais, que normal-

mente são dispostos em áreas predeterminadas, há necessidade de

proteção para evitar a lavagem do material exposto e o carregamento

de sedimentos e de partículas pelo vento, por isto utiliza-se, preferen-

cialmente, revegetação. Para garantir o sucesso do revestimento

vegetal, os resíduos dispostos devem ser cobertos com uma camada

de solo, com cerca de 50 cm de espessura, ou pode-se optar em

reduzir esta camada de solo para uma espessura de 10 cm, mas

neste caso devem-se utilizar espécies extremamente tolerantes às

condições de salinidade/acidez.

4.5 Resistência ao fogo

O fogo pode estressar plantas individuais por consumir reservas

que sustentam o crescimento, bem como comunidades de plantas,

por reduzir a fertilidade e a umidade do solo, através do aumento na

evapotranspiração e no escorrimento superficial (STEUTER;

McPHERSON, 1995). As adaptações morfofisiológicas das plantas

ao fogo envolvem estratégias de resistência, regeneração ou

sobrevivência (COUTINHO, 1977; STEUTER; McPHERSON,

1995).

As gramíneas são apontadas como a família vegetal mais

bem adaptada à queima, em função de sua rápida capacidade

de regeneração (DAUBENMIRE, 1968; VOGL, 1974;


COUTO, L. et al.50

COUTINHO, 1994). Isto se deve ao contínuo crescimento foliar do

meristema intercalar e de novos afilhos, oriundos de meristemas

protegidos abaixo do solo ou na base das bainhas persistentes (BOND;

WILGEN, 1996).

No caso específico de proteção de áreas impactadas, o tipo de

sistema radicular contribui significativamente para a proteção do solo

e melhoria da estabilidade de taludes e encostas, por isso a queima

somente da parte aérea não afetará a sua estabilidade e proteção,

desde que a planta possa recuperar-se e rebrotar.

5 EFEITO DA VEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DETALUDES E ENCOSTAS

A escolha adequada das espécies a serem consorciadas e as

respectivas quantidades de sementes ou mudas são fatores decisivos

no estabelecimento da vegetação, portanto é necessário

conhecimento técnico, a fim de eliminar a escolha aleatória das

espécies, gerando uma relação custo/benefício positiva para o projeto

a ser executado (PEREIRA, 2006).

Para Gray e Sotir (1996), a vegetação vem sendo utilizada há

séculos na engenharia, no controle de processos erosivos e como

proteção e reforço em obras civis. Atualmente, as técnicas que

conjugam a utilização de elementos vivos na engenharia são

denominadas de bioengenharia de solos (KRUEDENER,1951). Estas

operações, devido a seu baixo custo, requerimentos técnicos

relativamente simples para instalação e manutenções, bem como

pelas adequações paisagísticas e ambientais, têm encontrado largo

campo de aplicação em regiões tropicais e subtropicais, já que nestas



as condições favoráveis ao desenvolvimento da vegetação ocorrem

na maior parte do ano (GOLFARI; CASER,1977).

A importância da vegetação frequentemente é verificada quando

se procede a sua supressão. Após a retirada da cobertura vegetal

por colheitas ou desmates ocorre, na maioria das vezes, intenso

aumento de processos erosivos e instabilização de taludes. A

revegetação, por sua vez, promove a diminuição desses processos.

A parte aérea da vegetação e seus resíduos em decomposição

protegem o solo tanto dos processos de mobilização e carreamento

do solo, pela ação dos agentes erosivos, como do vento e da água.

O recobrimento vegetativo modifica sensivelmente o microclima

superficial, reduzindo as variações de umidade e temperatura do

solo. Esta ação isolante relaciona-se aos processos de redução da

coesão aparente do solo pela quebra de agregados e pelo enfraque-

cimento da estruturação devido a variações na temperatura,

especialmente após serem submetidos a ciclos de oscilações térmicas

por períodos de tempo mais longos.

A matéria orgânica do solo, composta pela fração não

reconhecível sob um microscópio ótico, por apresentar organização

celular de material vegetal, é denominada húmus. Esta inclui as

substâncias húmicas, que são processualmente definidas em frações,

com base em sua solubilidade em diferentes valores de pH, e o grupo

de substâncias não húmicas (carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos

orgânicos), cuja fórmula química para as subunidades pode ser

definida com exatidão.

Os grupos funcionais das substâncias húmicas têm grande

importância na Capacidade de Troca Catiônica (CTC) e em outros


COUTO, L. et al.52

importantes processos físico-químicos do solo, como a quelatização

de metais. Esses processos influenciarão consideravelmente a

fertilidade do solo, já que eles estão diretamente relacionados à

disponibilidade dos nutrientes para a vegetação adjacente.

Os carboidratos são quantitativamente os mais importantes

grupamentos funcionais de substâncias não húmicas, representando

de 10 a 25% em massa do carbono orgânico nos solos. A maioria do

carboidrato no solo está presente na forma de polissacarídeo. Os

polissacarídeos do solo têm sido estudados devido a seu valioso papel

na estabilização de agregados de partículas de argila. Muitas vezes

esta agregação ocorre por causa das mucilagens polissacarídicas

oriundas de raízes, bactérias e fungos, que formam soldagens efetivas

nas partículas dos solos.

Cheshire et al. (1979, 1983), por meio de análises em

microscópios eletrônicos de varredura e de transmissão, constataram

que em muitas situações, virtualmente, os polissacarídeos são

responsáveis por toda a estabilidade dos agregados em solos.

O recobrimento do solo com capim ou vegetação herbácea

densa proporciona a melhor proteção contra a erosão laminar e contra

a ação do vento. A efetividade do recobrimento vegetativo pode ser

verificada no Quadro 3.

Coppin e Richards (1990) afirmam que o máximo efeito do

recobrimento vegetativo é obtido a partir de um recobrimento efetivo

de 70%, e verificaram ainda que tipos variados de vegetação de

porte idêntico apresentaram diferenças significativas na intensidade

de perda de solo, tendo estas diferenças apresentado valores da

ordem de 400 a 500% para parcelas de 1 e 2 m de altura,

respectivamente.



Quadro 3 - Redução da erosão em função de diferentes condiçõesde recobrimento em condições temperadas (Adaptadodo USDA Soil Conservation Service,1978)

Fonte: Coelho e Pereira (2006).

Tipo de RecobrimentoRedução

(%)

Controle (sem recobrimento) 0,0

Semeio de espécies herbáceas:Centeio (perene)Centeio (anual)Capim-sudão

959095

Pastagem nativa de ciclo anual (máximo) 97

Semeio de espécies herbáceas permanentes 99

MulchFeno , índice de aplicação (t ha-1)2,04,06,08,0Palha de grãos pequenos (diâmetro < 10 mm), 8,0 t ha-1

Serragem, 24 t ha-1

Celulose de madeira, 6,0 t ha-1

Fibra de vidro, 6,0 t ha-1

7587939898949095

Efeito semelhante ao da biomassa pode ser conseguido com a

aplicação de recobrimento do solo por mulch (resíduos), geralmente

de origem vegetal, aplicado sobre a superfície do solo (DULEY;

RUSSEL,1939, citados por PIERCE; FRIE,1998). O mulch promove

a redução da evaporação e protege a superfície do solo pela redução


COUTO, L. et al.54

da intensidade de escoamento superficial e pelo aumento dos índices

de infiltração.

Normalmente são utilizados resíduos agrícolas, composto

orgânico de usinas de tratamento de lixo, fibra de vidro, celulose e

serragem no recobrimento do solo (USDA, 1978). As características

dos materiais que mais afetarão a efetividade do mulch em relação

à evaporação são a quantidade, orientação, uniformidade de aplicação,

capacidade de interceptação da chuva, refletividade e rugosidade

dinâmica ou hidráulica (VAN DOREN; ALLMARAS,1978).

Esses efeitos são facilmente constatados em condições de

bancada, já que a verificação dos efeitos do mulch a longo prazo, em

condições de campo, é dificultada pela interação de fatores como

infiltração de água no solo, distribuição das raízes ao longo do perfil,

profundidade de percolação e evaporação (UNGER et al.,1998).

Outro aspecto importante a se considerar é a interceptação das

gotas de chuva pela parte aérea da vegetação. Coppin e Richards

(1990) estimam uma interceptação média de 30% ao longo do ano,

para locais com revestimento arbóreo. Coelho (1999) verificou que

em pequenas áreas recobertas por árvores e gramíneas a

interceptação média corresponde a valores que variam entre 10 e

20% do volume de água precipitada, entre 30 e 40% sob áreas

cultivadas e entre 60 e 70% em assentamentos urbanos.

A vegetação reduz a velocidade das enxurradas devido à

rugosidade apresentada ao escoamento superficial pelas estruturas

de sua parte aérea. Em termos hidráulicos, a rugosidade pode ser

caracterizada por um parâmetro como o coeficiente de Manning

(n), da equação da velocidade média do escoamento.



v = (R2/3 S1/2) / n

em que

· R = raio hidráulico; e

· S = declividade da superfície de escoamento.

A rugosidade hidráulica vai ser influenciada pela morfologia e

altura das plantas, pela densidade de crescimento e pela espessura

da lâmina d’água.

A vegetação pode aumentar os índices de infiltração por

diferentes razões: (i) raízes fisiologicamente ativas, (ii) canais ou

fissuramentos ocasionados por raízes decaídas, (iii) aumento da

rugosidade hidráulica, (iv) aumento da porosidade efetiva do solo; e

(v) alterações estruturais do solo (LINSLEY; FRANZINI, 1972;

MORGAN, 1994).

Como resultado de uma combinação dos aumentos dos valores

de rugosidade superficial, infiltração e interceptação, a enxurrada

de áreas recobertas por vegetação é muito menor que a de solo

descoberto.

A influência do reforçamento radicular na estabilidade dos

taludes pode variar em função de fatores como:

• valores de resistência à tensão das raízes;

• propriedades da interface entre as raízes e o solo (rizosfera);

• concentração, características de ramificação e distribuição

das raízes no solo - também denominada arquitetura

radicular;


COUTO, L. et al.56

• espaçamento, diâmetro e massa de solo explorada pelas

raízes;

• espessura e declividade do perfil do solo do talude; e

• parâmetros geotécnicos relativos à resistência ao cisalha-

mento do solo.

A relação entre resistência radicular e diâmetro pode ser

expressa pela equação logarítmica dada por:

Tr = n.Dm

em que

· Tr = resistência radicular à tensão;

· D = diâmetro de raízes; e

· n e m = constantes empíricas específicas para cada tipo de planta.

O diâmetro das raízes, em geral, é inversamente proporcional à

resistência radicular à tensão. Raízes finas têm a vantagem de não

apenas possuírem altas resistências à tensão, mas também maiores

resistências ao arranquio, devido à sua alta superfície específica, se

comparada à das raízes de maior diâmetro.

Uma elevada concentração de fibras radiculares de pequeno

diâmetro é mais efetiva do que poucas raízes de diâmetro maior

para o aumento da resistência ao cisalhamento de massas de solos

permeadas por raízes, e este aumento de resistência será diretamente

proporcional à profundidade explorada pelas raízes. A ação mais

eficiente neste aumento da resistência é verificada quando as raízes



penetram ao longo do manto de solo até fraturas ou fissuras presentes

na camada de rocha-matriz ou em zonas de transição onde a

densidade e a resistência do solo ao cisalhamento aumentem com a

profundidade. Atingindo esses pontos, as raízes se fixam, promovendo

a transferência de forças de zonas de menor resistência ao

cisalhamento para zonas de maior resistência ao cisalhamento

(GREENWAY, 1987).

Esse efeito estabilizador é minimizado quando ocorre pouca

penetração das raízes ao longo do perfil. Nesses casos, as raízes

laterais podem exercer importante papel na manutenção de um manto

contínuo de raízes ao longo das camadas superficiais, aumentando a

sua resistência aos processos erosivos. Entretanto, devido às

exigências de oxigenação pelas células das raízes e à maior fertilidade

da camada superficial do solo, elas tendem a se concentrar próximo

à superfície.

O principal efeito das fibras do sistema radicular da vegetação

no reforçamento de solos está relacionado ao incremento da coesão

aparente (SOTIR; GRAY, 1997) ou à agregação e estruturação das

partículas de solo. De acordo com os autores, a coesão aparente

efetuada pelas fibras radiculares pode fazer uma diferença significativa

na resistência a deslizamentos superficiais ou em movimentações

por cisalhamento na maioria de solos arenosos com pouca ou nenhuma

coesão aparente intrínseca.

Eles demonstraram ainda que em testes executados em

condições de campo e de laboratório foi verificado o aumento da

resistência ao cisalhamento por unidade de concentração de fibra

radicular da ordem de 112,72 a 132,52 kPa g-1 de raízes, em diferentes


COUTO, L. et al.58

espécies de plantas. Além disso, ao efetuarem a análise da

estabilidade de taludes, utilizaram a coesão aparente radicular como

função da concentração de raízes no solo com a profundidade,

verificando que uma pequena variação na coesão aparente radicular

pode influenciar substancialmente o fator (coeficiente) de segurança

dos taludes. Esta influência foi verificada nas menores profundidades

de solo.

Segundo Coelho (2008), as raízes das espécies vegetais

contribuem para o incremento significativo da coesão aparente do

solo, evidenciando ainda ser maior a contribuição da Brachiaria

humidicola, em que a presença de 1% de raízes no solo (porcentagem

massa/massa) aumentou a coesão aparente de 26,33 kPa (sem

raízes) para 38,68 kPa, ressaltando que a partir da análise de outras

espécies vegetais os valores de coesão aparente foram máximos

quando havia 1% de raízes nos solos estudados, e que apesar de

diminuir os valores de coesão aparente com valores acima de 1% de

conteúdo de raízes, ainda assim ficaram acima dos valores

encontrados para solos sem raízes.

Já as raízes pivotantes atuam de maneira semelhante a “tirantes

vivos”, promovendo o ancoramento de grandes massas de solo. Este

efeito de “tirantes vivos” é especialmente verificado em perfis do

solo com diferenças significativas entre resistência ao cisalhamento

ao longo da profundidade. Gray (1978) demonstrou esse efeito pela

ocorrência de massas de solo de saprólitos de granito estabilizadas

por árvores de Pinus sp., ao verificar que massas de solos localizadas

a montante de indivíduos desta espécie possuíam maior estabilidade

que o solo de locais sem a influência das raízes desses indivíduos.



O corte, as lesões graves ou a debilidade fisiológica das plantas

podem fazer decrescer a estabilidade dos solos, devido à redução da

resistência à tensão das raízes. As raízes de menor diâmetro são,

nestas ocasiões, as primeiras a fenecer e a desaparecer. Com o

passar do tempo ocorre o declínio na resistência à tensão das raízes,

que atinge um valor mínimo, que pode voltar a crescer com a emissão

de novas radicelas pela vegetação já mais ativa (GRAY; SOTIR,

1996).

Greenway (1987) e Coppin e Richards (1990) sintetizam os

principais efeitos da vegetação no movimento de massa em taludes

(Quadro 4).

Vários autores têm buscado quantificar os efeitos da vegetação

na estabilidade de taludes, no entanto a quantificação exata desta

influência em condições de campo é de difícil obtenção. Trabalhos

de bancada (Quadro 5) têm proporcionado dados de considerável

exatidão acerca do reforçamento radicular no corpo do solo, sendo

disponíveis na literatura diversos modelos de fácil utilização (WU

et al., 1988; SHEWBRIDGE; SITAR, 1990). Com base nos valores

obtidos por esses modelos podem-se utilizar estes resultados em

simulações numéricas para a análise de estabilidade de taludes.

A utilização da vegetação na bioengenharia, especialmente em

operações de controle de erosão, muitas vezes tem sido vista como

panaceia pela maioria dos planejadores (GRAY; SOTIR,1996).

Exemplos da utilização inadequada são frequentemente relatados

na literatura.

Stocking (1996) relaciona duas situações em que o abafamento

da vegetação herbácea, causado pela introdução de arbóreas de


COUTO, L. et al.60

Quadro 4 - Efeitos hidromecânicos da vegetação na estabilidadede solos de taludes; efeitos positivos e negativos,respectivamente (+) e (-)

bs.: 1– até 0,30 m de profundidade; 2 – 0,50 a 1,50 m de profundidade; e3 – mais de 1,50 m de profundidade.

Efeito na estabilidade detaludesNatureza

do efeito InfluênciaMecanismo

hidrogeológico Super-ficial1

Subsu-perficial2

Profunda3

Equilíbriode forçasda massado solo

Reforçamentoradicular

Raízes reforçam o solo,aumentando sua resistência aocisalhamento.

+ +

Atirantamentoradicular

Raízes de árvores podemancorar em estratos maisprofundos e mais firmes,proporcionando suporte.

+ +

Ancoramentoradicular

Estratos superiores de menorcoesão. + +

Sobrecarga

O peso de árvores sobrecarregao talude, aumentando oscomponentes da força normal edescencional.

-

TombamentoA vegetação exposta ao ventotransmite forças dinâmicas parao talude.

-

Recobrimentosuperficial

A folhagem e a biomassadecaídas protegem o solo efornecem substânciasagregantes.

+ +

RetençãoPartículas minerais do solo sãosoldadas pelas raízessuperficiais.

+ +

Alteraçõesdo regimehídrico dosolo

Interceptação

A parte aérea intercepta eevapora a precipitação,reduzindo a quantidade de águainfiltrada.

+

Infiltração

Raízes e ramos aumentam arugosidade superficial e apermeabilidade do solo,aumentando a infiltração.

+ / - + / - + / -

Evapotranspiração

A sucção radicular retiraumidade, reduzindo a poro-pressão da água no solo. Emcasos extremos, pode gerartrincamentos e altos índices deinfiltração.

+ / - + / - + / -

Microclimasolo-atmosfera

ProteçãoDiminuição da força trativa deventos.

+

Isolamento térmicodo solo

Proteção contra trincamentospor calor ou frio. + +



Quadro 5 - Metodologias utilizadas para quantificar os efeitos físicosda vegetação na estabilidade de taludes

Fonte: Coelho e Pereira (2006).

Efeito Características físicas Método

Reforçamentoradicular

Índice da área superficial,distribuição e morfologiaradicular.

Forças de tensõesradiculares.

Pesagem da massa deraízes em determinadamassa de solo, contagem dadensidade radicular emintervalos verticais emparcelas amostrais notalude.Testes de tensão no campoe em bancada.

Atirantamentoradicular

Espaçamento, diâmetro eidade de árvores, espessurae inclinação do perfil do solo.Propriedades geotécnicas dosolo.

Observações de campo.Testes de tensão no campoe em bancada.

Sobrecarga Peso médio da vegetação.

Estimativas de campo ouinformações na literatura darelação peso/biomassa deárvores (CANNEL, 1982).

Ventos

Regime de ventos paradeterminado tempo derecorrência, altura média dasárvores dominantes nacomunidade vegetal.

Norma técnica BSCP3:V:2:1972, ou prediçãopor danos ao vento(MILLER, 1985).

Umidade do solo

Teor de umidade do solo,profundidade do lençolfreático, poropressão/sucção.

Testes de campo e embancada, piezômetros etensiômetros.

InterceptaçãoPrecipitação líquida sobre otalude.

Pluviógrafos, coleta deescorrimento superficial,densidade do recobrimentofoliar.

Infiltração

Maior ou menor dificuldadecom que a percolação daágua ocorre através dosporos do solo.

Testes de tensão no campoe em bancada paradeterminação depermeabilidade do solo.


COUTO, L. et al.62

rápido crescimento para controlar processos erosivos, ocasionou o

agravamento destes. Esses exemplos ocorreram no Vale do Rio

Doce-MG, durante o uso de Eucaliptus sp. para controle de processos

erosivos em sulco.

Finney (1984) verificou que gotas de chuva com diâmetros entre

2 e 3 mm, ao atingirem o solo, possuem menor capacidade de mobilizar

partículas do solo que gotas de 5 mm formadas pelo acúmulo de

gotículas na superfície de folhas a 1 m de altura. A erosividade pode

atingir variações da ordem de 1.000% nas adjacências de árvores e

arbustos. Superfícies recobertas por gramíneas produzem um padrão

uniforme e atenuado de distribuição da chuva no solo, reduzido a

valores incipientes se comparados com os presentes nas gotas de

chuva em um momento inicial (ARMSTRONG; MITCHELL, 1987).

Com relação a sobrecargas causadas pelo aumento significativo

da biomassa vegetal, Gray e Meganah (1981) afirmam que para um

modelo de talude infinito a sobrecarga pode ser benéfica à

estabilidade, desde que a coesão do solo seja baixa, o ângulo interno

de fricção do solo seja alto e os ângulos de inclinação do talude

sejam pequenos.

As raízes superficiais podem contribuir para a desagregação

do solo, quando muito concentradas, em grande volume e muito

superficiais; por exemplo, o bambu; e a penetração radicular em

fissuras e junções de rochas favorece a infiltração e intemperismo

da rocha, podendo contribuir para a instabilidade do talude

(GREENWAY, 1987).

O uso da vegetação para controle de processos erosivos deve

ser criterioso, já que ela pode interferir intensamente na transferência



da água da atmosfera para o solo nas águas de infiltração

(FERGUSON,1994) e nos sistemas de drenagem superficial

(MORGAN,1994). Desta forma, podem ocorrer alterações no

volume e na intensidade do escoamento pluvial e nas taxas de erosão

superficial. A vegetação ainda pode interferir nos valores da umidade

no solo afetando, por conseguinte, seus parâmetros geotécnicos como

fricção e coesão (GREENWAY,1987).

5.1 Seleção de plantas para controle de erosão e áreas

degradadas

Dos métodos para ancoramento de sedimentos, o de maior

aplicabilidade técnico-econômica e o mais adequado ambientalmente

é representado pela estabilização do solo pela revegetação. As

espécies selecionadas devem apresentar o sistema radicular profundo

e desenvolvido, para maximizar o volume de solo estabilizado pelas

raízes das plantas.

Normalmente é utilizado o consorciamento de gramíneas e

leguminosas (Figura 10), devido à rapidez de crescimento e

recobrimento dessas espécies. Com uma composição heterogênea

de espécies, a ciclagem de nutrientes é mais intensa, a ocorrência

de pragas é menor e a porcentagem de recobrimento do solo é maior.

Além disso, a estabilização laminar proporcionada pelo sistema

radicular de plantas variadas é mais eficiente, já que cada espécie

explorará uma profundidade de solo diferente, ao contrário de um

sistema em que é utilizada apenas uma espécie.

O termo genérico “leguminosa” refere-se às plantas da família

Caesalpinaceae, Fabaceae e Mimosaceae. Existe uma grande


COUTO, L. et al.64

variedade de leguminosas tropicais, havendo ainda muitas espécies

desconhecidas e aproximadamente 13 mil catalogadas, as quais têm

uma gama de utilidades, como grãos, frutos, tubérculos, forragem,

carvão, celulose, madeira, adubação verde e arborização

(SIQUEIRA; FRANCO, 1998).

As leguminosas são conhecidas como eficientes restauradoras

da fertilidade do solo, promovendo uma grande produção de massa

verde e grande exploração do solo pelo sistema radicular. Uma das

características que mais chama a atenção nas leguminosas é a

capacidade de uma boa parte das espécies formar simbiose com

determinados gêneros de bactérias, comumente chamadas de rizóbio

(MOREIRA et al.,1994).

Figura 10 - Consorciamento de leguminosas e gramíneas utilizadasna revegetação de taludes.



Um outro aspecto relevante é o fato de que muitas leguminosas

nodulíferas são também micorrízicas, ou seja, além de se associarem

ao rizódio formam simbiose com fungos micorrízicos, podendo se

valer dos múltiplos benefícios dessa interação. A exploração de um

maior volume de solo pelas hifas da micorriza permite maior absorção

de água e nutrientes, além da zona de atuação das raízes. Os maiores

benefícios se dão em função do incremento na absorção de nutrientes

de baixa mobilidade nos solo, notadamente o fósforo, e do

abrandamento dos problemas relacionados com o pH, alumínio e

manganês nos solos ácidos, além de benefícios não nutricionais. Esses

efeitos sobre o desenvolvimento da planta micorrizada são mais

importantes e visíveis em ambientes estressantes, como é o caso de

sítios degradados (SIQUEIRA; FRANCO, 1998; FURTINI NETO

et al., 2000)

A família Gramineae compreende cerca de 650 gêneros e 10.000

espécies, distribuídos em todo o mundo, sendo uma planta pioneira.

As gramíneas têm importância fundamental do ponto de vista

ecológico, pois ajudam na recuperação, proteção e revitalização do

solo.

As gramíneas possuem sistema radicular fasciculado, ou seja,

com a raiz primária não desenvolvida, enquanto as raízes secundárias

são ramificadas e numerosas, geralmente ocorrendo a menos de

1 m de profundidade. Algumas espécies, como o milho, possuem

também raízes adventícias, cuja principal função é a sustentação da

planta.

Algumas gramíneas possuem rizomas e, ou, estolões, também

chamados estolhos, que constituem tipos de caule especiais. Os


COUTO, L. et al.66

rizomas ocorrem abaixo da superfície do solo e são diferentes das

raízes por possuírem nós e folhas não desenvolvidas, que se

apresentam como pequenas escamas. Os estolões são semelhantes

aos rizomas, porém crescem na superfície do solo.

Uma espécie de gramínea que merece destaque é a Vertivera

zizanoides. É uma gramínea promovida pelo Banco Mundial na

década de 1980, para auxiliar no controle de erosão e na conservação

de solos e água, em áreas com poucos recursos, especialmente para

os países em desenvolvimento (Figura 11).

Figura 11 - Figura evidenciando as linhas de vetiver em perfilha-mento na Fazenda Guarará, Santana dos Montes-MG.

Desde 1931 tem sido observado o desenvolvimento do vetiver

em Kuala Lumpur, na Malásia, com o objetivo de contenção de

encostas e taludes íngremes. Para ficar mais didático serão



enumeradas as várias vantagens do uso do vetiver no controle de

erosão e na reabilitação ambiental:

• Não é uma planta invasora: suas sementes são estéreis, e

ela não se propaga por rizomas ou estolões.

• Resistente ao fogo: apresenta sua coroa abaixo da superfície

do solo permanentemente, protegendo-se do fogo e do

pisoteio.

• Barreira vegetal viva e densa permanentemente: esta

barreira acima do nível do terreno funciona como um filtro,

retendo sedimentos e reduzindo a energia potencial do

escorrimento superficial (run off).

• Tolerância a diferentes tipos de solo: independentemente

de pH, toxidez, salinidade, resíduos industriais e rejeitos de

mineração.

• Capacidade de desenvolver novas raízes quando sua coroa

ficar encoberta de sedimentos, devendo crescer até atingir

o novo nível do terreno, e continuar a formação de terraços

naturais.

• Facilidade de ser eliminada ou removida quando não mais

se desejar manter as plantas na área, sem a preocupação

com a autopropagação ou o enraizamento.

• Baixo custo de implantação e manutenção, não necessitando

de podas periódicas, adubação ou irrigação, devido à sua

rusticidade e tolerância a seca, fogo, alagamento, etc.

• Capacidade de não competir com espécies que estão prote-

gendo, principalmente devido à profundidade de seu sistema

radicular, que apresenta grande geotropismo positivo.


COUTO, L. et al.68

• Sistema radicular penetrante, capaz de suportar entuba-

mentos (túneis) e rachaduras nas estruturas do solo. As

raízes atingem pelo menos 3 m de profundidade (Figura 12).

Figura 12 - Exemplar de vetiver com 2 anos de idade, com sistemaradicular atingindo 1 metro.



• Característica de planta xerófica e hidrófica para sobreviver

em condições intempéricas, por isso o vetiver, após seu

estabelecimento, suporta condições extremas de seca e

enchentes.

• Característica de possuir colmos eretos e resistentes, de

maneira a conter o fluxo de água de pelo menos 1.500 litros

por minuto e 30 cm de altura da lâmina d’água.

• Característica de grande adaptabilidade a extremas condi-

ções edafoclimáticas, com precipitações de 300 a 6.000 mm,

temperaturas de -9 oC até 50 oC, capaz de suportar grande

período de estiagem, superior a seis meses.

• Outras utilidades na reabilitação ambiental com vetiver:

disposição e tratamento de esgotos, redução do volume de

águas contaminadas, absorção de contaminantes e metais

pesados, fitorremediação, minas de carvão, ouro e Pb e

Zn.

6 BIOENGENHARIA DE SOLOS NA PROTEÇÃO DETALUDES E RECUPERAÇÃO AMBIENTAL

O princípio básico que norteia a bioengenharia de solos

compreende a utilização de elementos inertes como concreto,

madeira, aço e fibras sintéticas em sinergismo com elementos

biológicos, como a vegetação, no controle da erosão.

As espécies vegetais contribuem com o sistema radicular e o

caule, sendo utilizadas em diferentes arranjos geométricos como

elementos estruturais e mecânicos para contenção e proteção do


COUTO, L. et al.70

solo, melhorando as condições de drenagem e retenção das

movimentações de terra.

As técnicas de bioengenharia têm sido utilizadas desde o Império

Romano para controlar os problemas de erosão em taludes e margens

de rios, em diferentes partes do mundo.

Essas técnicas caíram em desuso após o advento da Revolução

Industrial, que popularizou o uso da tecnologia do concreto e do aço,

favorecendo a utilização de materiais de construção rígidos e inertes

nos projetos de engenharia, já que inicialmente apresentaram-se

baratos e seguros.

Posteriormente, em especial após a década de 30 do século

XX, engenheiros norte-americanos e europeus retomaram o

desenvolvimento e a utilização de diversas técnicas de bioengenharia.

A bioengenharia é utilizada pelo governo dos Estados Unidos

desde 1940, quando o National Resources Conservation Services

- USDA preconizava o uso dessas técnicas para proteção de lagos e

conservação de margens de rios.

Dentre as vantagens do uso de tecnologias baseadas na

bioengenharia dos solos, destacam-se:

• Menor requerimento de maquinário: as técnicas de

bioengenharia de solos podem ser classificadas como

trabalho-técnico intensivas, em oposição à engenharia

convencional, predominantemente energético-capital

intensivas. Por conseguinte, requerem maior utilização de

mão-de-obra e têm custo final comparativamente menor,

oferecendo ainda maior retorno social, já que além de utilizar

maior quantidade de mão-de-obra braçal ela requer menor



qualificação do que as práticas tradicionais de engenharia

civil.

• Utilização de materiais naturais e locais: madeira, pedras,

compostos orgânicos, dentre outros, reduzem os custos de

transporte, além de gerarem diversos outros benefícios

locais.

• Relação custo/benefício: as técnicas de bioengenharia de

solos apresentam, na maioria das vezes, uma relação custo/

benefício melhor do que as técnicas tradicionais de

engenharia.

• Compatibilidade ambiental: as técnicas de bioengenharia de

solos geralmente requerem a utilização mínima de equi-

pamentos e da movimentação de terra, o que ocasiona menor

perturbação durante a execução das obras de proteção

de taludes e controle de erosão. Além disso, são atributos

favoráveis em áreas sensíveis, como parques, reservas

naturais, áreas ripárias e corredores naturais, onde a estética

constitui fator de grande importância, fornecendo ainda

habitat para a fauna nativa, restauração ecológica e conforto

ambiental.

• Execução em locais de acesso precário ou inexistente: em

locais de difícil acesso, ou inacessíveis para o maquinário,

as técnicas de bioengenharia de solos podem constituir a

única alternativa viável para a execução de obras de prote-

ção de taludes e controle de erosão.

Nos projetos em que se opta trabalhar com bioengenharia

utiliza-se a conjunção dos seguintes recursos: geotêxteis e geogrelhas,


COUTO, L. et al.72

madeira, concreto, aço, polímeros sintéticos ou rochas, utilizando a

vegetação em todas as suas formas, de acordo com as necessidades

de aplicação.

6.1 Geossintéticos

Especialistas de controle de erosão têm se referido aos

geossintéticos como Produtos em Rolo para Controle de Erosão

(PRCEs), que podem ser classificados em degradáveis ou não

degradáveis (AUSTIN; DRIVER, 1994). No Brasil os PRCEs são

também chamados de biomantas antierosivas (Figura 13).

As primeiras biomantas foram desenvolvidas nos Estados

Unidos, utilizando-se fibras de juta (SIVARAMAKRISHNAN,

1993). Atualmente esses produtos são manufaturados a partir das

Figura 13 - Biomantas antierosivas, tendo como matérias-primafibra de coco e palha agrícola.



mais diversas matérias-primas, como algodão, fibra de coco

beneficiada, sisal, turfa, trigo, milho e palhada composta por restos

de culturas agrícolas. As biomantas normalmente são tecidas em

material sintético, composto por polipropileno, polietileno, náilon e

outros compostos utilizados no amarrio dos resíduos vegetais

(PEREIRA; COELHO, 1998).

No Brasil e na maioria dos países tropicais, o uso de biomantas

é ainda incipiente, mas é importante ressaltar o imenso potencial

para o desenvolvimento e a adaptação às condições tropicais desses

novos produtos, para serem usados em trabalhos de bioengenharia

de solos (KRUDENER, citado por SCHIELTZ; STERN, 1996).

As aplicações das biomantas, atualmente, não se restringem ao

recobrimento do solo, podendo ser utilizadas em operações de

drenagem superficial e sub-superficial, proteção de cursos d’água,

construção de estradas, outras práticas de controle de erosão,

filtração, separação, contenção, membrana tênsil, reforçamento

mecânico e amortecimento de solos (MANDAL, 1994).

As características básicas das biomantas biodegradáveis são:

• Permeabilidade: são permeáveis por serem constituídas de

materiais fibrosos desidratados e por permitirem absorver

teores de umidade até quatro vezes superior ao peso do

produto seco. Desta forma, os sedimentos são retidos e, ou,

ancorados, contribuindo para controlar e impedir avanços

dos processos erosivos, mantêm a umidade e servem como

substrato para o desenvolvimento de vegetais. Favorecem

a infiltração de água no solo através da melhoria de suas

condições físico-químicas, devido aos efeitos imediatos de


COUTO, L. et al.74

proteção contra a insolação e evapotranspiração, o que

permite plantar em épocas de estiagem.

• Isolamento: eliminam a emissão de particulados para a

atmosfera em casos de solos com estruturação deficiente,

compostos de material sujeito ao carreamento eólico como

dunas instáveis, áreas de disposição de rejeitos industriais,

minerações, dentre outras, preferencialmente em sinergismo

com a revegetação destes locais; reduzem também os danos

por ocorrência de geadas pelo efeito de isolamento térmico

proporcionado pelas biomantas biodegradáveis.

• Proteção superficial do solo: reduzem o escorrimento super-

ficial da água por atuarem como dissipadores de energia do

escorrimento superficial, já que ao manterem contato direto

com o solo fornecem obstáculo ao escoamento, reduzindo a

velocidade do escorrimento superficial, eliminando a ação

erosiva deste; reduzem a erosividade da chuva, uma vez

que o impacto das gotas de chuva (raindrop impact) é

responsável, em alguns casos, por até 98% dos processos

de mobilização de sedimentos (McCULLAH, 1994); evitam

o carreamento de vegetação em margens de canais durante

inundações, garantindo que a vegetação permaneça fixada

ao solo, podendo-se ajustar os diferentes modelos de

biomantas biodegradáveis de acordo com o regime hídrico

do curso d’água no qual serão instaladas.

• Aumento da capacidade de troca catiônica do solo: a

capacidade de troca catiônica do solo é sensivelmente

aumentada com a utilização das biomantas biodegradáveis,



por ocasião de sua degradação. Com a mineralização da

matéria orgânica, ocorre a formação de substâncias húmi-

cas, que colaboram para o aumento da superfície específica

do solo, elevando a capacidade de retenção e o posterior

fornecimento de nutrientes para as plantas.

• Integração ambiental: são 100% degradáveis e apresentam

perfeita harmonia com o meio ambiente; imediatamente após

sua instalação nota-se sensível melhora no aspecto visual.

Possuem degradação programável. Em situações de risco,

na qual a ausência temporária de vegetação poderá causar

danos consideráveis, por exemplo, devem-se utilizar bioman-

tas biodegradáveis de degradação lenta e gramatura elevada,

assim como em locais menos exigentes poderá ser utilizada

a tela biodegradável de decomposição rápida e gramatura

baixa; a mineralização da matéria orgânica constituinte das

biomantas favorece a coesão entre as partículas minerais

do solo, melhorando a estruturação e, por conseguinte,

reduzindo a erodibilidade do solo.

• Flexibilidade e praticidade: facilmente moldáveis, possuem

grande flexibilidade para se adaptarem às mais diversas

situações, são de fácil manuseio, leves e práticas, podendo

ser aplicadas em locais de difícil acesso e em encostas

íngremes, sem necessidade de equipamentos sofisticados.

Apresentam formas, dimensões, comprimento e diâmetro

variáveis e moldáveis à qualquer situação.

• Baixo custo: apresentam custos baixos comparados aos das

técnicas, dos produtos e dos processos convencionais da


COUTO, L. et al.76

engenharia, por serem constituídas de materiais fibrosos e

resíduos de culturas agrícolas.

• As biomantas biodegradáveis podem ser aplicadas direta-

mente sobre a superfície que se deseja proteger ou após

o semeio/plantio de vegetação, com finalidades estéticas,

ambientais e para estabilização de solos.

As biomantas vêm acondicionadas em bobinas. A aplicação deve

ser iniciada pelo topo do talude, desenrolando-se a bobina, fixando-a

e moldando-a sobre uma valeta escavada com 10 cm de largura e

10 cm de profundidade, deixando ultrapassar 20 cm além da valeta.

A ancoragem é realizada com o grampeamento da biomanta no fundo

da valeta e em seguida é aplicado solo compactado, manualmente.

Aplicam-se fertilizantes e sementes, dobram-se os 20 cm excedentes

da biomanta sobre a valeta e promove-se sua fixação com grampos,

com espaçamento mínimo a cada 40 cm, em toda a extensão da

largura da biomanta. Esta fixação no topo do talude é preponderante

para o desempenho do produto.

As bobinas devem ser estendidas (desenroladas) sempre no

sentido da declividade do talude (Figura 14). Sua fixação, bem como

a quantidade e especificação dos grampos, deve seguir a

recomendação técnica estabelecida no projeto, em função do material

e da inclinação do talude. Os transpasses laterais das biomantas

devem ser de 3 a 5 cm, e a sobreposição (transpasse) longitudinal

deverá ser de no mínimo 5 cm. O grampeamento nos transpasses

deverá ter espaçamento mínimo de 30 cm.

A boa fixação das biomantas garantirá o sucesso do trabalho.

Esta fixação poderá ser feita com grampos de aço, madeira e bambu,



de tamanhos e formas variadas, devendo ser aplicados de acordo

com as características específicas do local a ser protegido ou

recuperado (Figura 15).

Figura 14 - Aplicação das biomantas em talude de corte.

Figura 15 - Tipos e características dos grampos para fixação debiomantas.


COUTO, L. et al.78

É importante salientar que quanto melhor for a fixação da

biomanta ao solo, maior segurança será conferida ao projeto. Sua

fixação inadequada gerará dificuldade para que a vegetação a

ultrapasse, o que poderá causar focos erosivos no local de má

aderência, devido ao escoamento livre da água na superfície do talude,

sem contato com a biomanta.

O número de grampos por unidade de área depende da inclinação

do talude, da suscetibilidade à erosão, do tipo do material, da

segurança requerida para o local e da regularização da área (Figura

16).

Os taludes já totalmente regularizados exigem menor rigor na

fixação. Nos taludes parcialmente regularizados, sem regularização,

de grande inclinação ou com grande suscetibilidade à erosão deve

ser utilizado maior número de grampos por área.

Em solos não coesos e arenosos deverão ser utilizados grampos

mais compridos. Os esquemas a seguir mostram como fixar adequa-

damente as biomantas, de acordo com a inclinação dos taludes (H:V).


Figura 16 - Número de grampos utilizados para fixação dasbiomantas de acordo com a inclinação do talude.

50

Abaixo de 2:1

2 grampos / m²

De 2:1 - 1:1

3 grampos / m²

75

De 1:1 - 1:2

4 grampos / m²

75 75

50

75

50 50

50

5050

Acima de 1:2

5 grampos / m²

50 50 50

25 50

2575 75

50



Fernandes (2004), testando três diferentes marcas de geotêxteis

disponíveis no mercado, concluiu que todas elas são de fácil uso e

eficientes no auxílio do estabelecimento da cobertura vegetal,

proporcionando assim maior controle da erosão, embora a marca

que possuía uma estrutura mais compactada rapidamente saturava-

se de água e proporcionava maior escoamento superficial. Na Figura

17 pode-se conferir o aspecto visual do talude de corte onde foram

aplicadas as biomantas.

Figura 17 - Aspecto visual do talude de corte onde foram aplicadasas biomantas antierosivas.

6.2 Retentores sedimentos

Os sedimentos devem ser ancorados, principalmente após a

execução dos serviços de estabilização de taludes. As primeiras

chuvas poderão comprometer os trabalhos, caso os sedimentos não

sejam ancorados.


COUTO, L. et al.80

Estruturas de detenção e retenção de sedimentos representam

a principal ferramenta para controle de erosão em leito de canais e

voçorocas. Essas estruturas têm sido utilizadas com sucesso no

controle de processos erosivos lineares há muitas décadas, nos mais

diversos países (KOSTADINOV, 1998).

Estruturas de detenção e retenção de sedimentos podem ser

classificadas quanto aos seguintes aspectos: (i) formato – retilínea

ou arqueada; (ii) finalidade - deposição (para retenção de sedimentos)

ou consolidação (para estabilização de leitos de canais e taludes);

(iii) resistência às forças externas - estruturas de detenção e retenção

de sedimentos de gravidade ou estruturas de detenção e retenção

de sedimentos arqueadas; (iv) material de construção – concreto,

rochas, gabiões, madeira, aço e materiais mistos (ex.: aço com

madeira); e (v) construção e objetivos específicos – filtração,

deposição e retardamento de vazões.

A deposição contínua de sedimentos oriundos de áreas a

montante de estruturas de retenção e de detenção de sedimentos,

inicialmente, diminui a declividade do processo erosivo linear,

proporcionando uma geometria final do talude mais estável que a

original. Esta geometria torna-se mais suavizada, aumentando o fator

de segurança nos maciços onde esses processos erosivos tenham

se instalado.

Após as alterações produzidas pelas estruturas no escoamento

superficial, ocorre a redução do volume e da força trativa sobre o

leito e os taludes das erosões, reduzindo assim o transporte de

sedimentos.



Os efeitos benéficos das estruturas de retenção de sedimentos

podem ser enumerados:

• Protegem os perfis transversais da erosão por torrentes e

pela concentração pontual do escoamento superficial.

• Retêm sedimentos mobilizados em sua própria área de

origem; este efeito é claramente verificado e continua

mesmo após a área a montante das estruturas de retenção

de sedimentos estar completamente preenchida, contribuindo

com a conservação da estabilidade dos taludes dos processos

erosivos.

• Impedem o aprofundamento do canal, criando uma série de

pontos estáveis, formando uma nova base para o leito do

processo erosivo e desenvolvimento da vegetação.

• Devido à redução do ângulo do talude do processo erosivo,

a velocidade do escoamento superficial é reduzida. Este

fenômeno afeta a redução da força trativa do escoamento

e causa a estabilização de frações granulométricas, que de

outra forma seriam carreadas, promovendo assim a

conservação do solo e a consolidação do leito de escoamento

no processo erosivo, já consolidado.

• Funcionam como reguladores do carreamento de sedimentos.

Durante chuvas torrenciais eles retêm grandes quantidades

de sedimentos de granulometria de diâmetro superior, ao

passo que o material mais fino é carreado em chuvas de

intensidade baixa e média.


COUTO, L. et al.82

6.2.1 Bermalongas

Esses produtos são fabricados no exterior, sob a denominação

comercial de bio-logs; no Brasil tem o nome comercial de ber-

malongas e apresentam vários diâmetros e comprimentos (Figura 18).

É totalmente drenante e resistente, podendo absorver até cinco

vezes o seu peso em água. As características dos retentores e sua

implantação são descritas conforme as especificações de gramatura

(em kg m-2), resistência (em N m-2), embalagem (usualmente

cilíndricas) e peso cilindro (em kg).

A aplicação do retentor é feita juntamente com o acerto da

erosão. A fixação deve ser acompanhada por um técnico, para que

sejam determinados a posição e os locais corretos onde serão fixados

os retentores, e assim obter sucesso no controle da erosão e retenção

de sedimentos (Figura 19).

O retentor poderá ser utilizado isoladamente para detenção e

retenção de sedimentos. Deve ser usado em locais de menor

declividade e baixo fluxo de sedimentos, sempre no sentido transversal

à declividade do talude, fixado com estacas vivas, ou de madeira

ou de aço. Pode ser conciliado com o plantio de capim-vetiver

(Vetiver sp.) em linhas transversais ao sentido do escoamento de

água no talude. É uma técnica muito difundida no mundo (FAO,

2009) e vem ganhando espaço no Brasil (Figura 20).

6.2.2 Paliçadas de madeira

As paliçadas aplicadas em erosões são anteparos que deverão

ser construídos nos estreitamentos dos processos erosivos lineares



Figura 18 - Bermalonga fabricada industrialmente com fibrasvegetais, prensadas e envolvidas por uma rede resistentede polipropileno.

Figura 19 - Disposição das bermalongas perpendicularmente aosentido do escoamento superficial da enxurrada.


COUTO, L. et al.84

de pequeno e médio porte, onde não ocorra escoamento superficial

concentrado ou afloramento freático intermitente ou permanente,

com a finalidade de reter os sedimentos e promover uma geometria

mais estável para os taludes adjacentes ao processo erosivo.

A dimensão da paliçada será calculada em função da

necessidade do local, podendo ser simples ou dupla.

Uma paliçada deve se distanciar da outra o suficiente para que

a altura máxima da paliçada a jusante esteja em nível com a base da

paliçada a montante, sendo esta diferença de nível preenchida pelos

sedimentos.

Figura 20 - Exemplo de retentor orgânico de sedimentos do tipobermalonga associado ao plantio de capim Vetiver sp.fixado de maneira transversal ao sentido de escoamentode água no talude de corte.



De acordo com Pereira (2005), as paliçadas poderão ser

construídas de madeira roliça, dormentes ou bambu. As paliçadas

de madeira são as mais usuais, e devem ser utilizadas madeiras

impermeabilizadas. As dimensões das peças de madeira são variáveis

com a dimensão da erosão. As peças devem ser fixadas e dispostas

verticalmente, formando um ângulo de 15o a montante com o pé das

estacas, e devem ficar totalmente unidas umas às outras; se for

necessário elas devem ser aparadas, de maneira a evitar frestas

entre as peças.

A fixação é feita através de uma vala cuja profundidade

deve ser de no mínimo 50% do comprimento da peça de madeira.

Esta vala deve ser totalmente em linha, e deve-se evitar zig-zag na

construção da paliçada. Caso não encontre solo de boa coesão, deve-

se utilizar de artifícios para manter totalmente eretas e fixadas as

peças de madeira.

Os artifícios que poderão ser utilizados são o travamento das

peças, com peças aplicadas horizontalmente no pé das peças verticais,

ou o concreto. Podem ser fixadas com bate-estacas ou com a concha

de uma escavadeira hidráulica, ou outro equipamento similar, ou até

mesmo manualmente. Na amarração e no engastamento das paliçadas

nas ombreiras do fluxo, devem-se utilizar peças de madeira aplicadas

horizontalmente, amarrando-as nas peças verticais até engastarem

nas ombreiras.

As estacas deverão ser oriundas de áreas de reflorestamento,

cuja utilização deverá estar devidamente licenciada junto ao órgão

fiscalizador competente.

Na interface das laterais das paliçadas com o solo, deverão ser

aplicados retentores de sedimentos para evitar que os sedimentos


COUTO, L. et al.86

passem pelas interfaces, o que normalmente têm acontecido quando

esses cuidados não são observados.

A Figura 21 mostra, em planta e corte, a construção de

paliçada de madeira roliça, evidenciando os detalhes construtivos.

Atrás (a montante) da paliçada e no engastamento nas ombreiras

devem ser aplicados geotêxteis filtrantes ou retentores de sedimentos

(bermalonga), umas sobre as outras, do pé da paliçada até o topo, e

amarradas na paliçada, evitando assim a fuga de sedimentos e a

passagem de água pelas ombreiras e na interface da paliçada com o

solo.

6.2.3 Preenchimentos de concavidades erosivas

A bermalonga pode ser aplicada para preencher focos erosivos

de até 50 cm de profundidade, no sentido longitudinal ou transversal

à concavidade a ser preenchida, sendo fixada com grampos até atingir

o solo mais coeso (Figura 22). Podem ser aplicadas tantas bermalonga

quanto forem necessário, até o preenchimento do vazio, e depois

aplicar solo e sementes por cima.

6.3 Solo envelopado verde

É uma técnica usada para recompor taludes, erosões e envelopar

aterros. Este método é de construção rápida, podendo-se utilizar

material do próprio local para construir o aterro compactado, podendo

ainda ser utilizadas sementes e estacas vivas para deixar verde a

superfície e atirantar o solo com as raízes.

O local deverá ser preparado e a biomanta antierosiva estendida,

e na saída colocar bermalonga para evitar a fuga de solo, aplicando




Figura 21 - Vista em planta e corte da construção de paliçadas demadeira.


Figura 22 - Desenho esquemático do preenchimento de conca-vidades erosivas com uso de retentores de sedimentos.

VISTA SUPERIOR

GEOTÊXTIL/BERMALONGA

PEÇAS DE MADEIRAROLIÇA

ESTACA PROTETORA

ESTACAPROTETORA


CORTE TRANSVERSAL

TERRENO NATURAL

0,5-2,0 m

0,5-2,0 m

GEOTÊXTIL


ESTACA PROTETORA

BERMALONGA

CORTE LONGITUDINAL RETENÇÃO DESEDIMENTOS (Bermalonga®)

FLUXO

PONTO ‘A’ PONTO ‘B’


COUTO, L. et al.88

solo em uma camada de 50 cm e fazer a compactação. Depois de

compactado o solo, a biomanta deverá envolver todo o aterro,

formando um envelope, sendo aplicadas estacas vivas de plantas

entre uma camada e outra do envelopamento (Figuras 23 e 24).

Deve-se proceder ao semeio de espécies vegetais que desenvolverão

no paramento externo do solo envelopado.

Figura 24 - Revitalização da margem do rio utilizando solo enve-lopado e madeira com estacas vivas - Santa Luzia-MG,Rio das Velhas.

Fonte: Aloísio (1998).

Figura 23 - Método construtivo do solo envelopado.

DETALHE DA PROTEÇÃO COM TERRA REFORÇADA VEGETADA



6.4 Solo grampeado verde

Este processo é utilizado para conter instabilidades geotécnicas,

sub-superficiais e profundas, e é um sistema muito utilizado na Europa,

em substituição a placas de concreto, cortinas e outros sistemas,

devido à sua flexibilidade e rapidez na construção (Figura 25).

Figura 25 - Área recuperada com o uso de chumbadores, biomantasantierosivas e malha metálica (solo grampeado).CEMIG – Vespasiano-MG.

O processo construtivo do solo grampeado é descrito a seguir:

• Acerto, regularização e retirada do material solto: a área

deverá ser parcialmente regularizada, retirando-se o material

solto, e eliminando as negatividades. Os locais que

apresentam concavidades após a regularização deverão

ser preenchidos com solo compactado e retentores de

sedimentos, para deixar toda a superfície bem homogênea.


COUTO, L. et al.90

• Perfuração e fixação dos chumbadores: a densidade e a

profundidade dos chumbadores são determinadas por um

programa de estabilidade do talude, por isso é necessária a

sondagem do local onde serão realizados os serviços. A

perfuração será feita com uso de equipamentos de ar

comprimido, no diâmetro de 50 mm, e o chumbador será de

aço CA-50 de 15 mm de diâmetro, com pintura anticorrosiva

e ponta rosqueada. Após a aplicação do chumbador, será

aplicada uma calda de cimento, de maneira a retê-lo

totalmente no solo, satisfazendo a resistência de 50 a 80 kN

para cada chumbador .

• Preparo do solo e hidrossemeio: após a regularização da

superfície do talude e o sistema de drenagem estiver

construído, inicia-se o preparo do solo, que consiste em

efetuar o microcoveamento, ou seja, covas pequenas umas

próximas das outras e de profundidade suficiente, de

maneira a reter todos os insumos a serem aplicados, como

fertilizantes, corretivos, mulch, adesivos e sementes. Estes

insumos podem ser aplicados manualmente ou por via

aquosa (hidrossemeadura).

• Aplicação da malha metálica de alta resistência: a malha

metálica deve ser resistente à tração, banhada com uma

solução galvanizada de Zn/Al, para evitar a corrosão. A

malha metálica é de 8x10 cm, com ∅=2,7 mm, e deverá

ser ancorada nos chumbadores através de placas de

ancoragem de aço, com tamanho de 30x30 cm, sendo

parafusadas no chumbador até aderir totalmente à superfície



do terreno. Entre os chumbadores deverão ser aplicados

grampos de aço CA-50, ∅=7,5 mm, com 30 cm de

profundidade, para garantir total aderência da malha metálica

(Figura 26).

1A - Detalhe dos chumbadores, tendo na extremidade rosca para fixaçãoda placa de ancoragem, aderindo à malha metálica na superfície dotalude.

1C- Vista frontal das placas de ancoragem fixando a malha metálicade alta resistência.

1D - Detalhe dos chumbadores aplicados no sola a=b=3m e c=6m.

1B - Preenchimento dos espaços vazios e ancoragem dos sedimentoscom uso de retentores de sedimentos (Bermalonga) e aplicação e fixaçãode biomanta (Tela Fibrax® Bidimensional.


Figura 26 - Etapas do processo construtivo do solo grampeado verde.


COUTO, L. et al.92

6.5 Madeira e estacas vivas

A madeira pode ser utilizada em combinação com a vegetação

em uma vasta gama de estruturas biotécnicas (COPPIN;

RICHARDS, 1990; McCULLAH, 1994; GRAY; SOTIR, 1996;

SCHIELTZ, 1996) (Figura 27). Muitas vezes a madeira ou gravetos

utilizados com funções estruturais (inertes) podem enraizar,

exercendo, a partir daí, funções biologicamente ativas, de acordo

com a necessidade de aplicação. Este processo é denominado de

estacas vivas (PEREIRA, 1997).

Os sistemas biotécnicos compostos de madeira ou estacas vivas

apresentam diversas alternativas destas combinações para proteção

de margens de rios e córregos, para recuperação de processos

Figura 27 - Revitalização do solo utilizando madeira e estacas vivas- Santa Luzia-MG, Rio das Velhas.



erosivos de sulcamento, ravinamento e voçorocamento; para

contenção de taludes de corte e aterro; em barreiras visuais, acústicas

e eólicas; para drenagem de solos e como estruturas de contenção

como gabiões, enrocamento, sistemas modulares, sistemas de

confinamento celular, ancoramento de solo-cimento envelopado,

sistemas de solo-reforçado e em paliçadas.

As espécies sugeridas para sistemas de estacas vivas devem

apresentar alta tolerância às variações das condições ambientais;

altas taxas de crescimento vegetativo; sistemas radiculares finos e

extensos; altas taxas de transpiração; ramos flexíveis e resistentes a

abrasão e lesões; raízes resistentes à exposição ao ar que não seja

da atmosfera do solo; facilidade de manejo por poda; resistência às

pragas e doenças, e sobretudo elevada capacidade de enraizamento

a partir de estacas e material lignificado.

6.6 Concreto

Os projetos que conjuguem concretos e espécies vegetais podem

ser utilizados em estruturas de contenção modulares e monolíticas;

em jardineiras de diferentes formatos e dimensões; em sistemas de

retardamento de vazões pluviais e em sistemas de confinamento

celular. Estas estruturas são geralmente utilizadas na proteção de

cursos d’água. Entretanto, problemas associados ao alto custo e aos

requerimentos técnicos de execução, à alta alcalinidade do concreto

e à sua característica de alta transmissividade térmica (que favorece

altas taxas de evaporação do solo) impõem dificuldades de utilização

deste material na bioengenharia (GRAY; SOTIR, 1996; GRAJEDA,

1997; DEFLOR, 1999).


COUTO, L. et al.94

6.7 Ligas metálicas

As diferentes composições biotécnicas de vegetação com ligasmetálicas podem ser basicamente classificadas em quatro tipos: (i)telas metálicas, que são utilizadas para georreforçamento superficiale subterrâneo ou para estruturas de contenção, preenchidas comrochas como gabiões (Figura 28), colchão Reno ou solo adensado

(sistema Terramesh); (ii) pinos e estacas, que são utilizados como

parte de sistemas de atirantamento como cavilhas ou em diques de

contenção com malhas superficiais preenchidas por solo entremeado

por camadas de vegetação herbácea ou arbustiva; (iii) trilhos, que

são utilizados como elementos de suporte vertical ou horizontal de

estruturas de paliçadas de dormentes ou madeira roliça, muito efetivas

no controle de ravinamentos, voçorocamentos e solapamentos em

margens de corpos d’água, dentre outras aplicações; (iv) chapas de

metal, utilizadas como revestimento de muros de contenção de solo

reforçado em caráter permanente ou temporário, ou como variações

de estruturas pré-moldadas de concreto para reforçamento e

contenção de solo.

6.8 Hidrossemeadura

Entende-se por hidrossemeadura a aplicação com bomba

hidráulica, via aquosa, de sementes misturadas com adubos minerais,

massa orgânica e adesivos de fixação (Figura 29).

É necessário que a superfície do talude esteja a mais regularizada

possível; o acerto e a regularização podem ser feitos manual ou

mecanicamente, buscando eliminar os sulcos erosivos, o preenchi-

mento dos espaços vazios e a ancoragem dos sedimentos soltos.



Figura 28 - Muro de Gabião em talude de corte na região de NovaLima-MG.

Figura 29 - Demonstração da aplicação de hidrossemeadura emtaludes de corte com leiras de bermalonga.


COUTO, L. et al.96

As concavidades do terreno e as negatividades dos taludes devem

ser removidas, para evitar a formação de novos focos erosivos e

desmoronamentos.

Após a regularização da superfície do talude e o sistema de

drenagem estiver construído, inicia-se o preparo do solo, que consiste

em efetuar o microcoveamento, ou seja, covas pequenas umas

próximas das outras e com profundidade suficiente para reter todos

os insumos a serem aplicados, como fertilizantes, corretivos, mulch,

adesivos e sementes (Figura 30). As sementes a serem utilizadas

deverão conter referências à porcentagem de pureza e ao poder

germinativo. A seleção das espécies deve basear-se em critérios de

adaptabilidade edafoclimática, rusticidade, capacidade de reprodução

e perfilhamento, velocidade de crescimento e facilidade de obtenção

de sementes.

No entanto, esse método não protege o solo imediatamente, e

nos locais onde há suscetibilidade à erosão ocorrerá formação de

focos erosivos até o estabelecimento da vegetação (Figura 31).

Figura 30 - Desenho esquemático do microcoveamento.



7 DRENAGEM DOS TALUDES

O objetivo primordial de uma drenagem eficiente é efetuar um

escoamento seguro para locais com estabilidade geotécnica, evitando

assim a mobilização de partículas do solo em decorrência do

escoamento superficial. Para tanto, as estruturas de drenagem devem

apresentar as seguintes características: (i) confiabilidade dos materiais

utilizados; (ii) durabilidade dos materiais utilizados; (iii) facilidade de

manutenção; e (iv) segurança.

Uma drenagem ineficiente geralmente pode ocasionar: (i) piping

ou erosão tubular progressiva, que está ligada ao escoamento

subsuperfície, e devido às diferenças de resistência entre as camadas

de solo a água, quando encontra uma camada menos resistente, inicia

o processo de escavação, dando origem, desta forma, as cavidades

Figura 31 - Formação de sulcos erosivos em área onde não foiaplicada somente hidrossemeadura.


COUTO, L. et al.98

ou dutos no interior do solo; (ii) alagamento da área próxima aos

drenos, trazendo como consequências entupimento do dreno,

carreamento de solo superficial, redução da capacidade de suporte

do solo (resistência ao cisalhamento).

Para sistemas de drenagem superficiais são utilizados de

terraços, canaletas verdes e, ou, revestidas de concreto, dissipadores

de energia e caixas dissipadoras, bacias de sedimentação; e para

drenagens subterrâneas são utilizados cilindros drenantes.

Um projeto adequado de filtros e drenos é essencial para a

segurança e economia de todas as obras de engenharia civil ou outras

obras que envolvam a proteção e estabilização do solo.

7.1 Drenagem de superficial

A drenagem superficial se faz pelas linhas naturais do curso

d’água e pelo sistema formal construído, que deve estar harmonizado

com as feições do relevo para permitir o efetivo escoamento das

águas. Todo sistema deve ser dimensionado em função da vazão e

do potencial hidráulico, definido pela declividade.

7.1.1 Canaletas

As canaletas são canais de pequenas dimensões, destinadas à

captação das águas que, de algum modo, poderiam afetar a estrutura

do solo ou danificar os taludes.

Para cumprirem sua finalidade, as canaletas de drenagem

deverão ter capacidade suficiente para as taxas de escoamento

superficial de pico, que poderão ocorrer com frequência especificada

– também denominada de tempo de recorrência. Em trabalhos de



recuperação ambiental, costuma-se utilizar a precipitação máxima

ocorrida em 1 hora, em um histórico de 5 a 10 anos.

As canaletas verdes são uma alternativa à utilização de materiais

inertes como o concreto; estas são escavadas no solo local em

dimensões variáveis, são compactadas e, posteriormente, cobertas

com biomantas antierosivas (Figura 32).

Sob as biomantas deverá ser semeada uma mistura de sementes

de espécies de herbáceas de sistema radicular denso e profundo, e

de baixa rugosidade superficial. Para adubação nessas canaletas

deverão ser efetuadas as aplicações de cama de frango desidratada,

na proporção de 50 g m-2, ou torta de coco-da-baía, na proporção de

100 g m-2.

7.1.2 Escada hidráulica

Dispositivos que possibilitam o escoamento das águas que se

concentram em talvegues interceptados pela terraplanagem e que

vertem sobre os taludes de corte e aterros. Nessas condições, para

evitar os danos de erosão, torna-se necessária a sua canalização e

condução através de dispositivos, adequadamente construídos, de

forma a promover a dissipação das velocidades e, com isto,

desenvolver o escoamento em condições favoráveis até os pontos

de deságue, previamente escolhidos (Figura 33)

7.2 Drenagem subterrânea

De acordo com Coelho e Brito Galvão (1998) as rochas

intemperizadas e a maior parte dos solos apresentam problemas de

drenagem, porque as superfícies não protegidas desses materiais


COUTO, L. et al.100

Figura 32 - Canaletas verdes revestidas com tela sintemax.

Figura 33 - Escada hidráulica, com dissipador de energia comcolchão reno, e bermalonga e biomantas aplicadas nostaludes.



podem ser erodidas por força da água que escapa, permitindo assim

que o processo de erosão se inicie, podendo levar ao entupimento de

filtros e drenos e, em casos extremos, ao piping failure, conse-

quentemente as superfícies de drenagem devem ser cobertas por

camadas de protetores de filtros que permitam o escape livre de

água, mas que ao mesmo tempo retenham as partículas de solos

firmemente no lugar da origem.

Essas canaletas exercerão a função de atuarem como drenagem

secundária em áreas de menor declividade e apresentam inúmeras

vantagens, das quais podem ser destacadas: (i) menor custo de

implantação; (ii) menor impacto ambiental para implantação; e (iii)

dispensa de manutenção, após estabelecimento definitivo da

vegetação.

Dentre as desvantagens podem-se relacionar: (i) exigência

de inspeções com maior frequência que nas canaletas de concreto;

(ii) limitações de uso relacionadas a declividade, volume e velo-

cidade do escoamento superficial; e (iii) maior possibilidade de

rompimentos, em pontos com alta demanda de escoamento

efetivo, desta forma essas canaletas somente deverão ser execu-

tadas após o correto redirecionamento da drenagem superficial

local.

Ainda de acordo com Coelho e Brito Galvão (1998), entre as

propriedades dos materiais utilizados como elementos filtrantes que

são necessárias para o sucesso de operações de drenagem subter-

rânea, elas devem apresentar elevada resistência à tração e

pontuação, serem relativamente incompreensíveis, além de estarem

com boa disponibilidade na área de utilização e possuírem baixo custo.


COUTO, L. et al.102

Os drenos são dispositivos instalados em camadas subsu-

perficiais, em geral no subleito, de modo a permitir a captação, a

condução e o deságue das águas que se infiltram no solo ou estão

contidas no próprio maciço, comprometendo a estabilidade do local.

Quanto à forma construtiva, os drenos poderão ser cegos ou

com tubos e, devido à pequena profundidade, podem ser também

designados como drenos rasos; recebem, ainda, designações

particulares como dreno transversal ou dreno longitudinal de base. A

parte do dispositivo que exerce a função de captação em um sistema

de drenagem subterrânea pode ser constituída por drenos cegos ou

drenos tubulares, neste último caso utilizando tubos dreno em

polietileno de alta densidade - PEAD - corrugados perfurados ou

tubos dreno em concreto perfurado ou poroso. O conjunto de captação

em um dreno é constituído basicamente pelos seguintes componentes:

material filtrante, material drenante e condutor tubular.

Como exemplos de materiais usados para filtros têm-se os

agregados de quartzo ou geossintéticos - desde 1965. Uma vantagem

do uso de geossintéticos, como filtros‚ é o baixo custo em comparação

com os convencionais filtros granulares. Outra vantagem é a

facilidade de operação em campo. Os filtros devem ter uma

graduação correta e devem ser manipulados com cuidado, de modo

a evitar contaminação e segregação das partículas.

Para os geossintéticos, os geotêxteis, as geogrelhas e as geoma-

lhas podem ser usados os seguintes polímeros: poliéster, polipropileno,

polietileno, poliamida, náilon, etc.

Para as geomembranas: polivinil, polietileno de alta densidade,

polietileno clorossulfurado, interpolímero ligado a etileno, polietileno

cloronatado, dentre outros compostos.



7.2.1 Geossintéticos

Segundo a ASTM D-35 - 1994, geossintético é um produto

planar, derivado de material polimérico usado com um material

geotécnico (solos, rochas, etc.) como parte integrante de um sistema

de engenharia civil. Os geossintéticos possuem sete funções básicas:

filtrante, drenagem, separação, reforço, barreira fluida, proteção e

impermeabilização.

7.2.2 Geotêxteis

Os geotêxteis são materiais têxteis, tecidos ou não tecidos,

formados por filamentos contínuos ou fibras, distribuídos aleato-

riamente de modo a constituir uma manta de alta resistência, obtida

através de processos mecânicos, químicos e térmicos.

Os geotêxteis possuem as seguintes funções: (i) separação

(evitar que materiais de granulometria diferente se misturem); (ii)

filtragem (permitir uma rápida percolação de água); (iii) reforço

(aumentar a resistência mecânica do material envolvente e uma

eficiente transmissão de esforços); (iv) drenagem radial (permitir o

livre escoamento de água ou gases através de sua espessura); e (v)

proteção (proteger o material envolvente contra eventuais perfu-

rações e, ou, desgastes).

7.2.3 Geogrelhas

As geogrelhas também são materiais planares, em forma de

grelhas, com grandes aberturas ou vazios.

Tanto as propriedades físicas quanto mecânicas são influenciadas

pelo tipo de tela da geogrelha.


COUTO, L. et al.104

• Propriedades físicas: gramatura, espessura, abertura da

malha.

• Propriedades mecânicas: resistência à tração, alongamento

na ruptura e tração para alongamento.

Entre outras aplicações em geotecnia, têm-se: (i) como elemento

de reforço e separação em aterros sobre solos moles; (ii) como

elemento de reforço em recomposição de aterros; (iii) como elementos

de reforço em estabilização de taludes e estruturas de contenção;

(iv) como revestimento na proteção de taludes contra erosão. A

geogrelha dissipa a água na superfície do talude, minimizando e, até

mesmo, eliminando os ravinamentos; (v) como elemento de drenagem:

em obras de drenagem, que podem ser subterrâneas, de alívio e

superficial (Figura 34).

Figura 34 - Descida d’água com Geoweb e concreto.



8 PROTEÇÃO DE CURSOS D’ÁGUA

Os cursos d’água, rios, canais e reservatórios hidráulicos

necessitam de proteção constante em suas margens, para evitar

erosões e assoreamentos. Atualmente a grande maioria dos cursos

d’água está desprotegida, por ausência da mata ciliar ou qualquer

outro tipo de vegetação, devido à exploração agroflorestal e

urbanização desordenada, fatores que contribuem para acelerar os

processos erosivos e assoreamento.

Nos países mais desenvolvidos vários projetos são executados

no sentido de minimizar os impactos ambientais negativos, utilizando

técnicas eficientes de baixo custo para manter os cursos d’água

isentos de assoreamento e erosões em suas margens. Estas técnicas

são baseadas em elementos flexíveis, como vegetação, madeira e

fibras vegetais, associadas a elementos rígidos como pedras e

concreto.

Atualmente a revitalização de cursos d’água já é exigida pela

sociedade e por órgãos ambientais, pesando no desenvolvimento

sustentável, para tentar minimizar impactos irreversíveis que afetam

as gerações futuras, pois os recursos hídricos estão ficando cada

vez mais escassos no planeta Terra, e as necessidades de uso/consu-

mo estão crescendo cada vez mais.

As metodologias utilizadas na proteção de cursos d’águas se

baseiam no uso de madeira, retentores de sedimentos, solo com-

pactado e ramos/estacas vivas, com o objetivo de proteger e recuperar

as margens que se encontravam erodidas e, ou, irregulares

(Figura 35).


COUTO, L. et al.106

A revitalização do curso d’água se inicia com o desassoreamento,

até atingir o nível e a largura inicial. Após o desassoreamento inicia-

se o processo de proteção das margens com retentores de sedimentos

tipo bermalonga, o que permite obter grande proteção, até ocorrerem

a estabilização e a revegetação das margens, evitando novos

assoreamentos e processos erosivos.

A fixação das bermalongas é feita com estacas de madeira e,

ou, bambu, de maneira a fixá-las totalmente, além de proceder ao

amarrio com arames flexíveis e revestidos com PVC, tornando fixas

as peças, com segurança.

Uma outra metodologia é a recuperação com paliçadas de

madeira. Estas devem ser usadas para curso d’água com no máximo

Figura 35 - Proteção de curso d’água, Aeroporto de Vitória,Vitória-ES.



50% de assoreamento e largura de até 20 m e que tenha boa vazão

e velocidade de fluxo de até 3 m s-1.

O procedimento para execução desse processo inicia-se pelo

desassoreamento, normalmente feito mecanicamente com o uso de

escavadeiras hidráulicas, até atingir o nível original da profundidade.

Após retirados os sedimentos, inicia-se o processo de proteção

das margens com o uso de madeira roliça, que é cravada vertical-

mente junto às margens, cujas dimensões das peças têm diâmetro

de 20 cm e comprimento de três vezes a profundidade do rio,

cravando–as um terço no solo, um terço para ficar submerso e um

terço acima do nível da água, para comportar as enchentes futuras.

Essas peças são cravadas verticalmente com o auxílio da

escavadeira hidráulica, espaçadas de 50 cm. Para completar a paliçada

são aplicadas peças de madeira de 15 cm de diâmetro no sentido

longitudinal, ancorando-as atrás das peças verticais, promovendo

encaixes para manter as peças travadas e seguras, evitando ao máximo

frestas entre as peças de madeira.

Imediatamente atrás da paliçada deve ser aplicada a

Bermalonga® de diâmetro de 40 cm em camadas e solo compactado,

até atingir toda altura da paliçada. A bermalonga tem o objetivo de

evitar que a água retire sedimentos através das peças de madeira e

facilite o desenvolvimento da vegetação e mata ciliar, protegendo as

margens e evitando novos assoreamentos e erosões. O material a

ser usado na compactação e no preenchimento das concavidades

poderá ser o mesmo do desassoreamento.

Após todo o processo deve-se proteger o solo com biomantas e

plantio de gramíneas, leguminosas e espécies florestais típicas da

mata ciliar local.


COUTO, L. et al.108

Esta técnica deve ser usada em margens de curso d’água que

apresentam erosões, solapamentos e deslizamentos de grandes

dimensões e também em rios de grande vazão e média velocidade.

Nas áreas tropicais, especificamente no Brasil, ocorre uma

grande biodiversidade de espécies que apresentam grande capacidade

de rebrotar após cortes e desbastes, favorecendo assim o uso de

estacas vivas para aplicar juntamente com o aterro compactado,

objetivando atirantar o solo através do enraizamento da estaca e

manter e desenvolver a vegetação para estabelecimento da mata

ciliar.

Este método construtivo é realizado a partir de uma série de

etapas. Inicialmente a área deverá ser preparada, regularizada e

ainda proceder ao trabalho das fundações, aplicando uma camada

ou mais de pedra de mão e compactar até nivelar o local e obter

uma fundação adequada para sustentar o aterro.

Após o preparo da fundação deverão ser aplicadas peças de

madeira imunizadas com diâmetro de 20 cm, aplicadas no sentido

longitudinal, espaçadas de 1 m, em toda a extensão do problema.

Para travamento das peças longitudinais, aplicar peças de madeira

de mesmo diâmetro no sentido sub-horizontal, encaixando-as

nas peças longitudinais, e espaçados de 1 em 1 m obtendo total

travamento.

Após o travamento aplicar solo e compactar até cobrir as peças

de madeira, e imediatamente aplicar estacas vivas e galhos de Fícus

gameleira (gameleira), que é uma espécie com alto índice de rebrota.

Estas estacas vivas/galhos são aplicadas no sentido sub-horizontal

ao curso d’água sobre o aterro compactado, tendo a ponta da estaca



que ficar voltada para o curso d’água. O cofmprimento das estacas

deverá ser do tamanho das peças sub-horizontais de madeira, e devem

ser aplicas bem juntas para agilizar a rebrota e iniciar mais

rapidamente o processo de atirantamento do solo.

Após forrada toda área com ramos vivos, o aterro compactado

deverá ser realizado, até uma camada de 70 cm; a partir daí repete-

se o processo com aplicação das peças no sentido longitudinal e

sub-horizontal solo, estacas vivas e aterro compactado, até atingir a

altura desejada. A inclinação depende do projeto, podendo chegar

até 45o.

9 CONTROLE DE PRAGAS

Dentre as diferentes pragas que atacam áreas reabilitadas com

vegetação destacam-se as formigas-cortadeiras, representadas pelas

saúvas e quenquéns. Essas formigas precisam ser combatidas nas

etapas de desenvolvimento da vegetação. Um sauveiro adulto, com

cerca de três anos de idade, consome 1 tonelada de folhas por ano

para se manter. As formigas podem e chegam a causar perdas de

100% em plantios comerciais florestais. O combate deverá ser feito

em três etapas: o combate inicial, o repasse e a ronda.

O combate inicial deve ser realizado dois meses antes do plantio,

em toda a área a ser trabalhada, ultrapassando-a numa faixa de

100 m de largura, para dentro de áreas confrontantes. Existem dife-

rentes produtos para combate às formigas-cortadeiras, com destaque

para os pós-secos, os gases, as iscas e os líquidos termonebulizáveis.

Nesta etapa inicial o combate às formigas-cortadeiras deverá ser

feito utilizando-se líquidos termonebulizáveis à base de substâncias


COUTO, L. et al.110

piretroides, que apresentam menor impacto ambiental e alta

capacidade de degradação em curto prazo. A dosagem deverá ser

regulada em função de receituário agronômico expedido por profis-

sional competente, a partir de visita prévia desse profissional à área

a ser trabalhada.

Para o repasse a ser feito juntamente com o plantio, o combate

será feito à base de isca granulada, com 0,45% de sulfluramida, que

deverá ser aplicada à base de 15 g m-2 de terra revirada em torno

dos orifícios dos formigueiros.

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Rua Professor Alberto Pacheco, 125 – salas 506 e 507 – Ramos – 36570-000 Viçosa, Minas Gerais - BrasilTelefone/Fax: +55 (31) 3892 -4960 / [email protected] / www.cbcn.org.br

CENTRO BRASILEIRO PARA CONSERVAÇÃO DA NATUREZA

E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

Presidente: Laércio CoutoVice Presidente: Sebastião Renato ValverdeSecretaria Executiva: Tatiana de Almeida CrespoAssessora Jurídica: Iglesias Fernanda RabeloDiretor Administrativo: Leonardo Paiva PereiraDiretor Científico: Wantuelfer GonçalvesDiretor Executivo: Franz Lopes da Silva

Histórico

O CBCN é uma entidade ambientalista, de base tecnológica, fundada em 1967. Foi a primeira ONG

mineira e a quarta no Brasil.

A Missão do CBCN é servir como agente de desenvolvimento municipal e empresarial a partir de

ações nas áreas ambiental e social que vinculem, de forma interdisciplinar, diferentes setores do ensino,

pesquisa e extensão.

O CBCN atua nas seguintes áreas:

� Arborização e paisagismo em ambientes

urbano e rural

� Criação e manejo de unidades de conservação

� Formação de viveiros e hortos

� Manejo de bacias hidrográficas

� Recuperação de áreas degradas e matas

ciliares

� Educação ambiental

� Ecoturismo

� Saneamento básico

� Usinas de triagem e compostagem de

lixo/ Coleta seletiva

� Aterros sanitários

� Avaliação de impactos ambientais

� Marketing ambiental

� Ações de desenvolvimento social

O CBCN se propõe também a coordenar eventos, proporcionar treinamento, extensão, reciclagem e

pesquisa; suprindo demandas de estudantes, profissionais, prefeituras e empresas conveniadas.

Background

CBCN is a technologically-based, environmentalist entity, founded in 1967. It was the first non-

governmental organization created in Minas Gerais and the fourth in Brazil.

CBCN’s mission is to act as a municipal and entrepreneurial development agent in the social and

environmental areas, linking, in an interdisciplinary fashion, different teaching, research and extension

sectors.

CBCN is involved with the following areas:

� Urban and Rural Arborization and landscape

� Creation and management of conservation

units

� Formation of nurseries and gardens

� Water basin management

� Recovery of degraded areas and ciliary forests

� Environmental education

� Ecotourism

� Basic sanitation

� Waste plants / Selective waste disposal

� Waste disposal areas

� Environmental impact evaluation

� Environmental marketing

� Social development actions

CBCN also proposes to coordinate events, providing training, extension, recycling and research to meet

the demands of students, professionals, municipalities and companies involved.

técnicas de bioengenharia para revegetação de taludes no brasil

Education