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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUISTA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
CONTROLE DE EROSÃO EM ESTRADAS RURAIS NÃO
PAVIMENTADAS, UTILIZANDO SISTEMA DE TERRACEAMENTO
COM GRADIENTE ASSOCIADO A BACIAS DE CAPTAÇÃO.
RUI DONIZETE CASARIN
Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP – Campus de Botucatu –
para obtenção do título de Mestre em Agronomia:
Área de Concentração em Irrigação e Drenagem
BOTUCATU – SP
Agosto – 2008
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUISTA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
CONTROLE DE EROSÃO EM ESTRADAS RURAIS NÃO
PAVIMENTADAS, UTILIZANDO SISTEMA DE TERRACEAMENTO
COM GRADIENTE ASSOCIADO A BACIAS DE CAPTAÇÃO.
RUI DONIZETE CASARIN
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Luiz de Oliveira
Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP – Campus de Botucatu –
para obtenção do título de Mestre em Agronomia:
Área de Concentração em Irrigação e Drenagem
BOTUCATU - SP
Agosto – 2008
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III
IV
DEDICATÓRIAS
A Deus, o Criador incomparável e
inconfundível na sua infinita bondade, que
compreendeu os meus anseios e me deu
coragem para atingir o meu objetivo.
À minha esposa Maristela pelo apoio,
paciência, compreensão e amor, dedicados a
mim, em todos os momentos difíceis para a
realização deste trabalho.
Aos meus filhos Rui Júnior e Rodrigo, herança de
Deus à humanidade e que sempre esperaram, de
mim, um futuro promissor.
V
AGRADECIMENTOS
À Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista FCA –
UNESP, pela oportunidade concedida; aos seus professores pelo ensinamento e dedicação; aos
seus funcionários pela receptividade.
Ao Profº. Dr. Eduardo Luiz de Oliveira, meu orientador, por seus ensinamentos, apoio,
estímulo, paciência e amizade, que muito me ajudaram na realização e concretização deste
trabalho.
À Prefeitura Municipal de Paulistânia na pessoa de seu Prefeito, Sr. Hélio José Ferreira
do Nascimento, por ter cedido o trecho da estrada PLA-06, trabalhadores, equipamentos e
recursos monetários, que me permitiram executar este trabalho, e por valorizar minha atuação
profissional junto à municipalidade.
À instituição CATI, regional de Bauru, e à Casa da Agricultura de Paulistânia pelo
apoio recebido.
A todos meu muito obrigado e que o Senhor Nosso Deus nos abençoe e
nos guarde.
VI
SUMÁRIO Página
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... IX
LISTA DE TABELAS ............................................................................................... XII
1. RESUMO ................................................................................................................
01
2. ABSTRACT ........................................................................................................... 03
3. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 05
4. REVISÃO BIBLIOGRAFICA ............................................................................. 07
4.1 O processo de ocorrência de erosão hídrica ………........................................ 07
4.2
Fatores que intervêm no processo erosivo em decorrência do escoamento
superficial.........................................................................................................
11
4.3 Erodibilidade do solo …………….......……................................................. 13
4.3.1 Modelos para predição das perdas de solo: USLE e EUPS ................... 14
4.4 A malha viária no Brasil e no Estado de São Paulo ........................................ 15
5. MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................. 17
5.1 Localização, identificação e características da área escolhida para
intervenção corretiva.....................................................................................
17
5.1.1 Documentação cartográfica ................................................................... 19
5.1.2 Clima ..................................................................................................... 20
5.1.3 Precipitação pluviométrica .................................................................... 21
5.1.4 Caracterização do solo pela metodologia de amostragem ...................... 23
5.1.5 Relevo ..................................................................................................... 28
5.1.6 Classes de drenagem no local ................................................................. 29
5.1.7 Cobertura vegetal ....................................................................................
30
5.1.8 Velocidade de infiltração básica no solo, na área selecionada ............... 30
5.1.9 Fatores responsáveis pelas perdas de solo .............................................. 32
5.1.10 Perdas do solo ……………………….................................................. 36
5.2 O trabalho de campo: metodologia de intervenção corretiva ......................... 38
5.2.1 Estudo do trecho da estrada e das técnicas a serem empregadas ...........
38
5.2.1.1 Estratégia de intervenção técnica …………………................ 38
5.2.1.2 Época ideal para início dos serviços de adequação..................... 41
VII
5.2.2 Situação atual dos segmentos 1, 2 e 3 do trecho da estrada e soluções
propostas para intervenção corretiva ......................................................
42
5.2.2.1 Tipo e volume de tráfego ......................................................... 48
5.2.2.2 Perfil longitudinal (greide) ........................................................ 48
5.2.2.3 Abaulamento de secção transversal da pista de rolamento .........
48
5.2.2.4 Secção transversal da plataforma e elementos contribuintes ......
49
5.2.2.5 Melhorias na plataforma da secção transversal ......................... 50
5.2.2.6 Construção dos terraços ............................................................. 52
5.2.2.7 Construção de dispositivos de drenagem através de terraços
embutidos em desnível, com gradiente
.............................................
52
5.2.2.8 Forma utilizada para a construção dos terraços .......................... 53
5.2.2.9 Espaçamento entre os terraços embutidos .................................. 54
5.2.2.10 Dimensionamento utilizado para os terraços ............................
54
5.3 Construção das bacias de captação ................................................................. 57
5.3.1 Sistema de bacias de captação e retenção no segmento de terraços
embutidos com gradiente na extremidade ..........................................
57
5.3.2 Dimensionamento das bacias ......................................................... 58
5.3.3 Cálculo do volume das bacias ........................................................... 59
5.3.4 Declividade da estrada ........................................................................ 59
5.3.5 Fórmula para o cálculo do espaçamento das bacias ............................ 61
6.RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................... 62
6.1 Seleção da estratégia de intervenção técnica e equipamentos ........................ 62
6.1.1 Abaulamento da secção transversal da pista de rolamento no trecho
da estrada, constante do projeto ..........................................................
65
6.1.2 Serviços de drenagem e técnicas utilizadas ........................................ 67
6.1.3 Segmentos de terraços embutidos com gradiente ............................... 69
6.1.3.1 Para o espaçamento vertical .................................................... 73
6.1.3.2 Para o espaçamento horizontal ................................................... 73
6.1.4 Dimensões dos terraços construídos na área ................................. 74
6.1.4.1Uso do método racional para cálculo da enxurrada............... 75
VIII
6.1.5 Construção das bacias de captação e retenção .....................................
76
6.1.5.1Dimensionamento das bacias ...................................................... 78
6.1.5.2 Custos das operações de práticas mecânicas ............................. 81
7 CONCLUSÕES .......................................................................................................
84
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 86
IX
LISTA DE TABELAS
Página
Tabela 1 – Estatística descritiva de distribuição de freqüência das frações granulométricas do
solo e DMP (diâmetro médio ponderado de agregados) ...........................................................25
Tabela 2 – Determinação da infiltração acumulada e velocidade de infiltração pelo método do
“infiltrômetro de anel”, na área do experimento .......................................................................31
Tabela 3 – Distribuição das unidades de mapeamento de solo, erodibilidade e tolerância de
perdas de solo – microbacia do Córrego São Gerônimo ...........................................................33
Tabela 4 – Distribuição das classes de erodibilidade no trecho do experimento – microbacia
do Córrego São Gerônimo......................................................................................................... 34
Tabela 5 – Distribuição das classes do fator topográfico (fator LS) no trecho do experimento -
microbacia do Córrego São Gerônimo ...................................................................................... 34
Tabela 6 – Distribuição das classes de declive das terras – microbacia do Córrego São
Gerônimo...................................................................................................................................35
Tabela 7 – Distribuição do uso atual e do fator C – microbacia do Córrego São Gerônimo ... 36
Tabela 8 – Distribuição das classes de perdas de solo estimadas pela EUPS – microbacia do
Córrego São Gerônimo.............................................................................................................. 36
Tabela 9 – Vazões dos canais dos terraços para velocidade da enxurrada de 0,60 ms
-1
..........56
Tabela 10 – Dimensionamento do canal do terraço em nível...................................................56
Tabela 11 – Dimensão do canal com gradiente........................................................................56
Tabela 12 – Dimensões dos canais de terraços com gradiente................................................. 57
Tabela 13 – Agrupamento de solos segundo suas qualidades, características e resistência à
erosão......................................................................................................................................... 60
Tabela 14 – Produção e construção de terraços embutidos com gradiente em 2,6 km, secções e
custos nas áreas marginais – PLA – 06 .....................................................................................82
Tabela 15 – Produção e construção de bacias de captação: operações e custos.......................82
Tabela 16 – Reconstrução de 500 m do leito da estrada – PLA – 06: operações e custos .......83
X
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1 – O município de Paulistânia – Programa Estadual de Microbacias hidrográficas ... 18
Figura 2 – Relêvo da microbacia do Córrego de São Gerônimo – Satélite Land-Sat..............20
Figura 3 – Temperaturas: com recordes máxima e mínima – região de Bauru/SP .................. 21
Figura 4 – Precipitação pluviométrica acumulada, em mm: 1991 – 2007 ............................... 22
Figura 5 – Precipitações mensais em 2007 e médias mensais, em mm: 1991 – 2007 ............. 22
Figura 6 – Perfil do solo, com destaque para os horizontes A e B textural – Trecho de talude
da PLA – 06...............................................................................................................................24
Figura 7 – Distribuição dos teores das frações granulométricas do solo, ao longo da transeção
– profundidade de 0,00 – 0,20 m...............................................................................................27
Figura 8 – Distribuição dos teores das frações granulométricas do solo, ao longo da transeção
– profundidade de 0,20 – 0,60 m...............................................................................................27
Figura 9 – Situação do relevo na área em estudo – Satélite Land-Sat .....................................28
Figura 10 – Mostra de solo com camadas que diferem em textura e estrutura no perfil.......... 29
Figura 11 – Infiltrômetro de anéis............................................................................................32
Figura 12 – Leito atual da estrada – PLA – 06......................................................................... 39
Figura 13 – Traçado geométrico da estrada – PLA – 06: trecho de 500 metros ......................40
Figura 14 – Secção típica de estrada rural encaixada no terreno .............................................41
Figura 15 – Secção transversal de estrada encaixada...............................................................42
Figura 16 – Situação atual e solução proposta: trecho 01 ........................................................43
Figura 17 – Estrada PLA – 06 antes da realização do trabalho: Secção 01 – trecho 01 ..........44
Figura 18 – Estrada PLA – 06 antes do processo de intervenção: Secção 01 – trecho 02.......45
Figura 19 – Estrada PLA – 06 antes do processo de intervenção com acúmulo de solo
sedimentado formando “areião”: trecho 03...............................................................................46
Figura 20 – Assoreamento de manancial ocasionado pelo carreamento de solo sobre
manancial – área do experimento .............................................................................................. 47
Figura 21 – Forma correta da configuração da plataforma ......................................................49
Figura 22 – Secção transversal da plataforma já pronta........................................................... 50
Figura 23 – Operação de corte de taludes e recuo do horizonte A – PLA – 06 ......................51
XI
Figura 24 – Estrada PLA – 06 após o processo de intervenção planejado e recuo do horizonte
A em forma de murundu............................................................................................................ 51
Figura 25 – Pista abaulada da estrada, já com plenas condições de drenagem........................52
Figura 26 – Terraços embutidos construídos no local da área adjacente ao experimento –
Estrada PLA – 06 ...................................................................................................................... 53
Figura 27 – Secção transversal típica do terraço embutido construído na área de estudo .......55
Figura 28 – Situação final pretendida - PLA – 06, usando-se tecnologia convencional.......... 64
Figura 29 – Leito da PLA – 06, com equipamentos em operação para recuo e corte de taludes
com elevação de greide..............................................................................................................65
Figura 30 – Situação final de adequação do leito da PLA – 06, com elevação do greide da
pista e dispositivos de drenagem ............................................................................................... 66
Figura 31 – Abaulamento do trecho transversal da estrada, objeto de processo de intervenção
corretiva..................................................................................................................................... 67
Figura 32 – Terraço vegetado embutido com gradiente, construído no local do experimento –
PLA – 06.................................................................................................................................... 70
Figura 33 – Outro aspecto de terraço vegetado embutido com gradiente – PLA – 06.............70
Figura 34 – Mais um aspecto de terraço vegetado embutido com gradiente ao lado da PLA –
06 ...............................................................................................................................................71
Figura 35 – Trecho da estrada PLA – 06, com terraço embutido pronto ................................. 72
Figura 36 – Áreas adjacentes da PLA – 06, com novos terraços embutidos com gradiente.... 74
Figura 37 – Bacia de captação associada à ponta de terraço da PLA – 06 ..............................77
Figura 38 – Terraço embutido vegetado com gradiente e bacia de captação associada na
extremidade ............................................................................................................................... 79
Figura 39 – Terraços com gradiente e manejo de solo com vegetação em áreas adjacentes
entre terraços – margens da PLA – 06.......................................................................................80
Figura 40 – Ponta de terraço vegetado com gramíneas e com ligação para a caixa de
contenção vegetada.................................................................................................................... 80
Figura 41 – Terraço com gradiente em detalhe, a ponta escoando água para a bacia de
captação na área do experimento – estrada PLA – 06...............................................................81
1
CONTROLE DE EROSÃO EM ESTRADAS RURAIS NÃO PAVIMENTADAS,
UTILIZANDO SISTEMA DE TERRACEAMENTO COM GRADIENTE ASSOCIADO
A BACIAS DE CAPTAÇÃO.
Botucatu, 2008.
Dissertação (Mestrado em Agronomia/ Área de Concentração – Irrigação e Drenagem)
Faculdade de Ciências Agronômicas – Universidade Estadual Paulista
AUTOR: RUI DONIZETE CASARIN
ORIENTADOR: EDUARDO LUIZ DE OLIVEIRA
1. RESUMO
A erosão provocada pela água no leito e nas margens das estradas rurais de terra está
intimamente relacionada à má drenagem, sendo um dos principais fatores para sua degradação.
Para que o sistema de drenagem seja feito de forma adequada é necessário o conhecimento da
erodibilidade, capacidade de infiltração de água no solo e adoção de práticas mecânicas de
elevação do greide e interceptação de águas através de dispositivos de captação.
O objetivo dessa pesquisa foi desenvolver um sistema de contenção de águas pluviais em
trecho de estrada rural encaixada no terreno, em solo do tipo Argissolo Distrófico Abrúptico
de textura arenosa, com base em técnicas de abatimento de taludes, elevação do greide da
estrada com abaulamento transversal e desviador do fluxo das águas, seguido de segmentos de
terraços embutidos associados a bacias de captação.
A área de estudo é em contorno a um trecho da estrada Rural PLA 06 localizada na região
Centro-Oeste do Estado de São Paulo com coordenadas geográficas no espigão: Latitude 22º
34’54”S e Longitude 49º 25’02”O e altitude 594 metros e, na parte baixa do trecho: Latitude
22º34‘53”S e longitude 49º24‘34”O e altitude 544 metros. As frações granulométricas (areia,
2
silte e argila) e a estabilidade dos agregados do solo apresentaram coeficiente de variação de
baixo a médio.
Os resultados indicaram que as frações granulométricas e estabilidade dos agregados do solo,
após sofrerem sucessivas alterações provocadas pelas atividades agrícolas apresentaram,
conseqüentemente, processos erosivos bastante diferenciados ao longo da estrada. O método
desenvolvido neste trabalho para o controle da erosão em estradas rurais apresentou-se
adequado na contenção das águas pluviais e na diminuição do assoreamento a jusante em áreas
de recursos hídricos.
_____________________________________
Palavras-chave: Erosão em estradas rurais; infiltração de água no solo; práticas mecânicas de
conservação de solo; contenção de águas pluviais.
3
CONTROL OF EROSION IN RURAL ROADAS WITHOUT ROAD SURFACE OF
PAVE UTILIZING SISTEMA OF TERRACE WITH GREAT ASSOCIATION TO
WASHBAIN
Botucatu, 2008.
Dissertation (Master in Agronomy/ Concentration Area – Irrigation and Drainage)
Agronomical Science College – University from São Paulo
AUTHOR: RUI DONIZETE CASARIN
ADVISOR: EDUARDO LUIZ DE OLIVEIRA
2. SUMMARY
The erosion caused by water in the roadbeds and at the margins of terrene roads in rural areas
is closely related to poor drainage, one of the main factors to their degradation.
For the drainage system is done in an appropriate manner, knowledge of the erosionability and
of the ability of water infiltration into the soil is necessary as well as the adoption of practices
of mechanical roadbed lifting and interception of water through reception devices.
The goal of this research was to develop a system to contain rain water in a rural stretch of
road seated on the ground in the soil type Abruptic Distrophic Argisol of sandy texture, based
on techniques for abatement of embankments, raising the roadbeds across the road with
bulging deflector and the flow of water, followed by segments of terraces built in association
with the catchment basins.
The study outline comprehends a stretch of the rural road PLA 06 located in the Central West
of Sao Paulo State in the jetty with geographic coordinates: latitude 22 ° 34 '54” S and
longitude 49 ° 25' 02”; the altitude is of 594 meters and, at the bottom of the extension:
latitude 22 ° 34'53” S and longitude 49 ° 24'34”. The altitude in this stretch is 544 meters. The
particle
4
sizing (sand, silt and clay) and stability of soil aggregates showed a coefficient of variation of
low to medium.
The results indicated that the particle sizing and stability of soil aggregates, after suffering
successive changes caused by agricultural activities, had, therefore, quite different erosive
processes along the road. The conclusions show that the method developed to control erosion
in rural roads had to be appropriate in the containment of rain water and to reduce the silting in
the downstream areas of water resources.
______________________________________
Keywords: Erosion on rural roads; infiltration of water in the soil; mechanical practices for
the conservation of soil; containment of rainwater.
5
3. INTRODUÇÃO
O objetivo deste trabalho foi a execução de melhorias em uma estrada
rural de terra em solo do tipo Argissolo Vermelho Distrófico Abrúptico, com textura arenosa
média, utilizando tecnologias de adequação do seu leito por um sistema de drenagem das
águas pluviais, através da construção de terraços embutidos com gradiente, associados a bacias
de captação.
Isto se justifica em virtude da necessidade de se buscar métodos e
técnicas mais seguras para a recuperação deste tipo de solo, com horizonte B-Textural, para
intervir e adequar trechos de estradas encaixadas com problemas de drenagem, inclinação de 3
a 8% e comprimento de rampa de 500 m, permitindo, assim, melhoria de tráfego e preservação
da estrada e das áreas adjacentes.
Conforme dados do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado
de São Paulo, de outubro de 2007, Regional Bauru, SP, a malha rodoviária do Estado de São
Paulo é composta de cerca de 200.255 Km de estradas, sendo que menos de 8% é
pavimentada, resuItando em cerca de 175.807 Km, de estradas estaduais e municipais de terra,
sendo o regime pluviométrico do Estado de 1.300 mm em concentração no período de outubro
a março, período que coincide com a maior intensidade de tráfego em virtude do transporte de
insumos e produtos agríolas. (BERTOLINI, 1993, p. 11)
6
Conforme dados da Secretaria de Agricultura de São Paulo (CATI) as
estimativas apontam para a perda de mais de 193 milhões de toneladas de solo por erosão,
associados às estradas vicinais paulistas.
O uso inadequado de terra juntamente com a adoção de práticas
inadequadas de manejo e conservação de solo numa condição de ocorrência natural de chuvas
intensas, concentradas em alguns meses do ano, é responsável por eIevadas perdas e qualidade
de solo e água em áreas agricultáveis do Estado da São Paulo.
Pode-se afirmar que Estradas Rurais são definidas como faixas de
terreno com características adequadas para permitir o deslocamento de pessoas e veículos;
para que possam cumprir sua função plenamente, mantendo-se em condições favoráveis do
tráfego sob as mais variadas condições cIimáticas.
Um dos princpais problemas que afetam a tregabilídade das estradas
não pavimentadas é a sua degradação devido a processos erosivos, afetando também áreas
marginais impactando o meio ambiente, causando prejuízos aos mais variados setores da
economia e da sociedade. No estado de São Paulo conforme Anjos Filho (apud GRIEBDER,
2005) essas estradas são responsáveis por aproximadamente metade das perdas de solo em
virtude da erosão.
Com este propósito iniciou-se a pesquisa revendo a literatura referente
ao processo de ocorrência da erosão hídrica, aplicando-se a conceituação a um trecho de uma
estrada determinada. Procurou-se fazer um diagnóstico dos problemas ali existentes com vistas
à elaboração de um projeto para execução das correções necessárias.
Finalmente apresentaram-se algumas considerações finais, as quais se
chegou após a trajetória do estudo e da execução da intervenção corretiva num trecho da
estrada de terra identificada como PLA-06, localizada no Município de Paulistânia, SP.
7
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 O Processo de Ocorrência da Erosão Hídrica
Diferentes autores têm estudado o processo de ocorrência da erosão
dos solos ocasionado pelas chuvas.
PRUSKI (2003) descreve esse processo dizendo que, com o início do
período das chuvas, parte do volume precipitado é interceptado pela vegetação e parte atinge a
superfície do solo, provocando o umedecimento de seus agregados e reduzindo suas forças
coesivas. Com a continuidade da ação das chuvas pode ocorrer a desintegração dos
aglomerados, com conseqüente desprendimento de partículas menores. A quantidade de solo
desestruturado aumenta com a intensidade da precipitação e com a velocidade e o tamanho das
gotas.
Além de ocasionar a liberação de partículas que obstruem os poros do
solo, o impacto das gotas tende também a compactá-lo ocasionando o selamento de sua
superfície e, consequentemente, reduzindo a capacidade de infiltração de água. Assim, o
empoçamento das águas nas depressões da superfície do solo começa a ocorrer somente
quando a intensidade de precipitação excede a velocidade de infiltração, ou quando a
capacidade de acumulação, de água, no solo for excedida.
8
Esgotada a capacidade de retenção superficial, a água começa a escoar
e, associado ao escoamento superficial, ocorre o transporte de partículas do solo, as quais
podem ser depositadas quando a velocidade do escoamento superficial for reduzida.
Juntamente com as partículas de solo, em suspensão, o escoamento
superficial transporta nutrientes, matéria orgânica, sementes, resíduos de agrotóxicos que,
além de causarem prejuízos diretos à produção agropecuária, causam poluição e sedimentação
de solo em áreas de mananciais e em áreas de preservação permanente. Desse modo as perdas
por erosão tendem a elevar os custos de produção, em vista da necessidade de aumento do uso
de corretivos e fertilizantes e da redução no rendimento operacional de máquinas agrícolas.
No leito de estradas rurais de terra verifica-se concentração de volume
de água nas sarjetas onde provocam desagregação de solo e carreamento deste para pontos
mais baixos a jusante com aberturas de leiras, formando sangrias por onde os desagregados de
solo e água escoam e se depositam nas áreas a jusante causando impacto ambiental nos
recursos hídricos.
Segundo EMMERICH & MARCONDES (1975), o movimento da
água em uma bacia hidrográfica é influenciado por fatores imutáveis (o tipo, a intensidade e o
volume de precipitação; o tamanho, a forma e a constituição geológica do solo) e o tipo, a
densidade e a constituição da vegetação; o tipo e a quantidade de matéria orgânica na
superfície do solo; as propriedades estruturais e hidrológicas do solo e as características
hidráulicas dos canais.
FORSTER et al. (Apud PEREIRA, 1999) bem como MEYER et al.
(apud PEREIRA, 1999) chamam a atenção para o fato de que as perdas de solo associadas à
erosão hídrica são devidas à combinação de dois processos que regem o desprendimento de
partículas de solo pela ação da água: a erosão entre sulcos e a erosão no sulco.
Para KING et al., (1995) a erosão entre sulcos decorre do
desprendimento das partículas do solo em virtude da concentração do escoamento superficial e
FORSTER (1982) observa que a concentração do escoamento superficial produzido pelas
chuvas ocasiona a formação de pequenos canais que resultam na erosão em sulcos, o que
constitui uma etapa mais avançada da erosão laminar, mas que pode ser facilmente controlada
pelas práticas de cultivo. Numa encosta, a erosão em sulcos começa em posições situadas mais
9
a jusante. Todavia, pelo seu próprio processo de formação, deixa marcas visíveis no terreno
permitindo, portanto, fácil identificação.
TISCARENO-LOPEZ et al. (Apud PEREIRA, 1999) confirmam que o
desprendimento do solo nos sulcos ocorre quando a capacidade de transporte de sedimentos
pelo escoamento é maior do que a resistência ao cisalhamento do solo. Para eles, quando a
força cisalhante exceder a resistência crítica ao cisalhamento e quando a carga de sedimentos
transportada for menor que a capacidade de transporte do escoamento, ocorrerá o
desprendimento dos solos nos sulcos. O desprendimento de partículas de solo no sulco é
considerado nulo quando a força de cisalhamento for menor do que a resistência crítica do
solo.
BRADFORD et al. (Apud PEREIRA, 1999) estudaram a importância
relativa dos mecanismos decorrentes do impacto das gotas da chuva na superfície do solo e do
escoamento superficial no processo de erosão entre sulcos. Eles concluíram que enquanto o
desprendimento das partículas de solo é ocasionado, principalmente, pela energia de impacto
das gotas da chuva, a força cisalhante do escoamento superficial é o principal agente de
transporte e que esses processos são interdependentes.
Para PARANÁ (1989) os terraços são estruturas conservacionistas
com um camalhão (ou dique) e um canal, construídos no sentido perpendicular ao declive do
terreno, onde o espaçamento entre os mesmos é determinado em função do tipo de solo, da
declividade do terreno e do regime pluviométrico.
BERTOLINI et al. (1993) dizem que os sistemas de conservação de
solos com terraços em nível são recomendados para solos que possuem boa permeabilidade,
pois possibilita uma rápida infiltração da água, mas para os solos com permeabilidade
moderada ou lenta é preferível a construção de terraços com gradiente.
Segundo MACHADO e BRUM (Apud PRUSKI, 1990), o
conhecimento das características físicas do solo de uma área agrícola é necessário no
planejamento e implementação de dispositivos de controle do escoamento superficial.
Para DEMARCHI et al. (2003) as estradas, frequentemente, interferem
nos padrões naturais de drenagem e tendem a promover a concentração das águas de vários
modos. A superfície compactada da pista de rolamento restringe a infiltração de águas,
levando a um aumento de taxas de escorrimento superficial.
Eles advertem que os municípios
10
devem orientar o desenvolvimento de um bom sistema de drenagem de caminhos rurais – o
que é uma questão bastante elementar, mas que requer muita atenção na fase de projeto, pois é
preciso que se leve em conta os fatores climatológicos, topográficos, geológicos e o tipo de
solo, uma vez que a susceptibilidade à erosão das áreas atingidas pelo traçado da estrada
determina as diretrizes que devem ser tomadas para a adoção de dispositivos tecnicamente
eficientes a um custo relativamente baixo.
Todavia, os mesmos BERTOLINI et al. (1989) já haviam assinalado
que o custo de construção e manutenção de um sistema de terraceamento, bem como a
construção de bacias de captação é relativamente alto. Por isso recomendaram que, antes da
adoção desta tecnologia, deve-se fazer um estudo criterioso das condições locais, tais como:
clima, solo, sistema de cultivo, culturas a serem implantadas, relevo do terreno e equipamento
disponível, para que se tenha segurança e eficiência no controle da erosão.
De acordo com LUCE (Apud ANTONANGELO & FENNER, 2005) a
erosão causada pela existência de estradas será maior em função do aumento da declividade e
do comprimento de rampa, pois estes fatores aceleram a velocidade da enxurrada.
LOMBARDI NETO (1989), atenta para o fato de que muitos terraços
não apresentam a secção transversal com geometria tão definida nem com drenos ou canais,
uma vez que são construídos com máquinas agrícolas que não permitem um controle rigoroso
e porque sofrem alterações quando são realizadas operações de preparo para cultivo.
BERTOLINI et al. (1993) advertem que o componente de rampa é um
dos mais importantes fatores de erosão do solo no leito de estradas rurais e, em outra obra de
1993, o mesmo autor lembra que as bacias de captação e retenção têm como funções captar,
reter e infiltrar o excesso de água das estradas para evitar os danos ocasionados pela erosão no
leito das mesmas e nas áreas vizinhas, bem como alimentar os lençóis freáticos. Devem,
portanto, ser dimensionadas para comportar todo o volume de enxurrada esperado e, assim,
permitir seu armazenamento e infiltração, uma vez que as águas inadequadamente conduzidas
afetam a capacidade de uso da via, causando erosões e rompimento do seu leito. Para ele a
construção de bacias de captação e retenção deve obedecer a uma técnica própria em função
da área de contribuição da secção trabalhada. No decorrer da estação chuvosa, as bacias de
captação, locadas em pontos determinados, armazenam as águas das chuvas que, por
11
infiltração através dos horizontes do perfil do solo, vão abastecer o lençol freático,
aumentando o potencial dos mananciais.
ACRA (Apud BERTOLINI, 1993) tem a mesma posição, pois, para
ele, o sistema mostra-se viável, desde que respeitadas as peculiaridades locais e as
condicionantes de dimensionamento, posicionamento, locação, construção e manutenção das
bacias de captação e retenção.
4.2 Fatores que Intervêm no Processo Erosivo em Decorrência do Escoamento
Superficial
Das fases básicas do ciclo hidrológico, o escoamento superficial é
considerado uma das mais importantes, pois a maioria dos estudos hidrológicos está ligada ao
aproveitamento de águas superficiais e à proteção contra os fenômenos provocados pelo seu
deslocamento (VILLELA, apud PRUSKI, 1990).
A precipitação é o fator climático de maior importância na erosão
hídrica do solo, devido à ação erosiva exercida pelo impacto das gotas e pelo escoamento
superficial produzido. Os solos, em geral, possuem variabilidade espacial muito grande nas
suas propriedades químicas, físicas e morfológicas. Com isso, é esperado que o seu
comportamento em relação ao processo erosivo seja bastante diferenciado. Entretanto, quanto
menor a estabilidade dos agregados, e a capacidade de infiltração de água no solo, maior será a
suscetibilidade do solo à erosão. Solos ricos em silte e areia e pobres em matéria orgânica são
mais propensos ao processo erosivo, em razão da pequena resistência que oferecem ao
desprendimento de partículas durante a precipitação.
A baixa capacidade de infiltração de água em um solo torna-o mais
propenso ao escoamento superficial e, consequentemente, ao transporte de sedimentos. Além
disso, quanto mais íngreme e longa for a encosta, tanto maior será a concentração do
escoamento superficial e, por conseqüência, maiores devem ser a velocidade e a vazão
correspondentes, o que aumentará a capacidade de transporte de sedimentos. (PRUSKI, 1998)
Segundo COGO et al. (Apud PEREIRA, 1999) a erosão do solo
depende das características da chuva, do escoamento superficial e das condições da superfície
12
do terreno. As características da chuva são determinantes da erosão laminar, enquanto as
condições do escoamento o são da erosão que ocorre nos sulcos.
Segundo PRUSKI & SILVA (2003) o escoamento superficial pode ser
influenciado por parâmetros agroclimáticos e fisiográficos.
Os parâmetros agroclimáticos incluem: a) quantidade, intensidade e
duração da precipitação - o escoamento superficial tende ao aumento da magnitude, da
intensidade e duração da precipitação; b) cobertura e condição de uso do solo – além de seus
efeitos sobre as condições de infiltração de água no solo, exercem importante influência na
interceptação da água advinda da precipitação; c) evapotranspiração – representa importante
fator para a retirada de água do solo. Portanto, quanto maior a evapotranspiração, menor
deverá ser a umidade do solo quando da ocorrência da precipitação e, consequentemente,
maior deverá ser a velocidade de infiltração.
Os parâmetros fisiográficos compreendem: a) área, forma e
declividade da bacia – quanto maior a declividade da bacia, tanto maior deverá ser a vazão
máxima de escoamento superficial que deverá ocorrer na secção de deságüe da referida bacia.
Quanto mais a forma da bacia aproximar-se do formato circular, tanto mais rápida deverá ser a
concentração do escoamento superficial e, consequentemente, maior deverá ser a vazão
máxima deste; b) tipo de solo – interfere diretamente na velocidade de infiltração de água no
solo e na capacidade de retenção de água sobre a superfície; c) topografia – além de
influenciar na velocidade de escoamento de água sobre o solo, interfere também na capacidade
de armazenamento de água sobre este, sendo que as áreas mais em declive geralmente
apresentam menor capacidade de armazenamento superficial do que as áreas mais planas; d)
rede de drenagem – a existência de rede de drenagem com elevado de ramificação e altos
valores de densidade de drenagem permite a rápida concentração do escoamento superficial,
favorecendo consequentemente, a ocorrência de elevadas vazões sobre a superfície do solo; e)
teor de umidade do solo – a capacidade de infiltração do solo saturado é muito menor do que a
do solo com umidade inferior a saturação e, consequentemente, o escoamento é maior em
solos saturados; f) obras hidráulicas presentes na bacia – obras hidráulicas destinadas a
contenção do escoamento superficial resultam em redução da vazão máxima de uma bacia.
13
Como assinalam CORRADINI et al. (Apud BRAGA, 2000), as
interações entre condições meteorológicas, a textura do solo e as operações inadequadas com
máquinas trazem rápidas e significantes mudanças nas propriedades hidrológicas do solo.
4.3 Erodibilidade do Solo
Segundo WISCHMEIER & SMITH (Apud ALBUQUERQUE, 1991),
a suscetibilidade de um solo ao processo erosivo é expressa, quantitativamente, pela sua
erodibilidade. Para LAL (1988), a erodibilidade do solo representa o efeito integrado do
processo que regula o comportamento do solo diante dos agentes erosivos e, conforme
WISCHMEIER & SMITH (1958), nos modelos de predição de erosão, a erodibilidade do solo
é geralmente representada por um fator que expressa a perda de solo por umidade de
erosividade da chuva para um solo característico. Para BRYAN (1968), a estabilidade de
agregados do solo é provavelmente a propriedade que mais influencia a erodibilidade do solo.
Portanto, as propriedades físicas, químicas, mineralógicas e microbiológicas do solo que
influenciam a estabilidade dos agregados influenciam, também, a erodibilidade do solo.
GHEBREIVESSUS al. (Apud PEREIRA, 1999) analisando a
influência da densidade do solo na predisposição à erosão de um solo argilo-siltoso
verificaram que a resistência à desagregação do solo foi 4,7 vezes maior para um solo com
massa específica de 1,4 gcm
-3
, em comparação com um solo com massa específica de 1,2 gcm
-
3
.
GOFF et al. (Apud PEREIRA, 1999) estudando a erodibilidade de dois
tipos de solo, em condições naturais em áreas entre sulcos, obtiveram valores de erodibilidade
cerca de oito vezes e meia maiores no solo arenoso (4,88 x 10
5
kgm
-4
). Esses mesmos autores
verificaram também que os valores de erodibilidade obtidos nas condições naturais foram
cerca de uma a duas vezes quando comparados com os valores obtidos por MEYER (1981);
LINE & MEYER (Apud PEREIRA, 1999) e LAFLEN et al. (1991) em solos cultivados. Eles
atribuíram parte dessas diferenças à forma de uso do solo, que pode proporcionar condições
bastante diferenciadas de encrostamento e de agregação de partículas na superfície.
14
4.3.1 Modelos para predição das perdas de solo: USLE e EUPS
Para FERREIRA & SMITH (1988), o processo de modelagem
consiste, inicialmente, na observação de fenômenos naturais e de sua descrição matemática.
Aplicado, a situações de campo, os modelos auxiliam na determinação de práticas
conservacionistas e de manejo mais indicadas para os diferentes cenários de aplicação.
Segundo WISCHMEIER e SMITH (Apud ALBUQUERQUE, 1991)
com o uso da USLE (Universal Soil Loss Equaton) é possível fazer previsões de perdas de solo
causadas pela erosão, bem como indicar quais são os fatores que exercem maior influência
sobre essas perdas.
A USLE foi desenvolvida em 1954, no Runoff and Soil – Loss Data
Center, sediado na Universidade PURDUC, USA. Em 1978, WISCHMEIER e SMITH
fizeram a revisão e atualização da mesma, incorporando novos dados disponíveis.
No Brasil, a USLE corresponde à EUPS (Equação Universal de Perdas
de Solo), a qual foi, inicialmente, desenvolvida por BERTONI et al. (1975) utilizando os
dados existentes para as condições do Estado de São Paulo.
O produto dos fatores causadores do processo erosivo e os fatores que
contribuem para amenizar tais processos resumem as perdas anuais médias do solo por erosão
na seguinte equação desenvolvida por WISCHMEIER e SMITH (1978):
A = R K L S C P
Onde: A = perda de solo calculada por unidade de área (Mg ha
-1
. ano
-1
)
R = fator chuva (MJ mm ha
-1
.ha
-1
)
K = fator de erodibilidade do solo (Mg h MJ
-1
mm
-1
)
LS = fator topográfico (adimensional)
C = fator uso e manejo (adimensional)
P = fator prática conservacionista (adimensional)
Segundo WILLIAN et al. (1984), a EUPS foi desenvolvida para
estimar perdas médias anuais de solo e não de eventos individuais. Este modelo não inclui a
15
quantidade de material depositado nas depressões e nem a produção de sedimentos para os
setores a jusante no segmento considerado.
FORSTER (1988) informa que, atualmente, outros modelos
matemáticos vêm sendo estudados para predizer o impacto da erosão na produtividade do solo.
De acordo com NOGUEIRA (2000) é possível utilizar uma variação
da formulação da EUPS, caracterizada como risco de erosão, para estudos de planejamento
agrícola visando a viabilização técnica e econômica da exploração, bem como a preservação
ambiental.
4.4 A Malha Viária no Brasil e no Estado de São Paulo
De acordo com DEMARCHI et al. (2003) as estradas, no Brasil, foram
abertas pelos colonizadores sem qualquer planejamento, pois eles se orientaram, basicamente,
pela estrutura fundiária e pelas facilidades do terreno o que, em períodos de chuvas intensas,
favoreceu o desenvolvimento de processos erosivos extremamente prejudiciais à pista de
rolamento, às áreas marginais, à sua plataforma como um todo e às áreas de APP (Área de
Preservação Permanente) a jusante.
Hoje, sabe-se que o leito das estradas deve apresentar características
adequadas para suportar a carga a que será submetido, sem que ocorram deformações que
comprometam o projeto e o traçado originais. Deve também ser adequadamente drenado para
que a umidade não altere suas características de resistência e a erosão não comprometa sua
utilização.
Ainda, conforme o mesmo autor, a drenagem da estrada deve ser
realizada por meio do abaulamento transversal do seu leito e da condução apropriada das
águas retiradas, através de segmentos de terraços embutidos e daquelas que vêm de áreas
externas, o que normalmente é feito por meio de canais de drenagem.
O conhecimento da capacidade resistiva do solo ao escoamento
superficial e das características deste escoamento, bem como a adoção de práticas mecânicas
de contenção, são fundamentais para o correto dimensionamento do sistema de drenagem e do
estabelecimento de medidas para o controle da erosão.
16
De acordo com NOGAMI & VILLLIBOR (1995), a erodibilidade é
um dos fatores mais importantes para a escolha do projeto mais apropriado para controlar a
erosão ao longo das rodovias e BASTOS (1999) salienta que a erodibilidade é uma das
características mais complexas do solo em virtude do grande número de fatores físicos,
químicos, biológicos e mecânicos intervenientes.
DENARDIN (1990) estudando a erosão no Brasil concluiu que a
erodibilidade do solo representa o parâmetro de maior custo e morosidade para se determinar
medidas corretivas, tendo em vista a extensão do território e a diversidade de solos,
evidenciada no País.
BERTOLINI et al. (1993), por outro lado, advertem que as estradas
rurais devem ser dimensionadas e configuradas de tal forma que atendam, no longo prazo, as
demandas de tráfego e possibilitem o acesso a áreas cultivadas nas diversas estações do ano,
sob as mais adversas condições climáticas. Além disso, pensam que alguns requisitos devem
ser observados para a preservação ambiental, bem como para proteger e conduzir as águas de
tal modo que haja diminuição da degradação do meio ambiente, pelo excessivo assoreamento
de rios e cursos de águas, e pela contaminação, das mesmas, por produtos químicos arrastados
pela erosão, o que dificulta o tratamento das águas quando destinadas ao consumo humano.
A maior porção do sedimento produzido na superfície da estrada é de
tamanho inferior a 2 mm. o quê, de acordo com REID & DUNNE (Apud PRUSKI, 2005), é o
mais prejudicial aos recursos hídricos, pois se move, comumente, para eles.
Conforme relatado por LUCE (Apud ANTONANGELO & FENNER,
2005) a produção de sedimentos das estradas rurais está correlacionada com: a) tipo de solo;
b) comprimento e inclinação da rampa; c) a inclinação e altura dos taludes de corte do aterro.
17
5. MATERIAIS E MÉTODOS
5.1 Materiais
LOCALIZAÇÃO, IDENTIFICAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DA ÁREA
ESCOLHIDA PARA INTERVENÇÃO CORRETIVA.
O trabalho prático de correção de estradas rurais de terra foi realizado
no município de Paulistânia, localizado na região Centro-Oeste do Estado de São Paulo, entre
as latitudes 22º34’42”S e longitudes 49º24’10”O com altitude de 530 m.
O município possui uma área superficial de 252 km
2
e está inserido na
Bacia Hidrográfica do Rio Turvo, principal rio que margeia o município, e tem como um dos
seus afluentes o Ribeirão São Gerônimo que drena a área da Microbacia São Gerônimo com as
seguintes coordenadas geográficas no início e no final do trecho a ser adequado: no início
22º34’54” latitude Sul e longitude 49º25’02”O latitude de 594 m; no final latitude 22º34’53”S
e longitude 49º24’34” Oeste de GREENWICH com altitude de 544 m e possui uma área de
2.600 ha.
É pela rodovia SP-225 que Paulistânia se coloca em comunicação, no
sentido Leste-Oeste do Estado de São Paulo, com as cidades de Cabrália Paulista a 20 km;
Espírito Santo do Turvo a 12 km e com Santa Cruz do Rio Pardo a 45 km e, no sentido Sul,
com Ourinhos a 80 km, onde se encontra a rodovia BR-153, com destino à região Sul do País,
o que proporciona grande facilidade de escoamento de mercadorias para o Mercosul.
18
O município dista da Capital do Estado cerca de 340 km e seu
principal acesso a ela é pela Rodovia SP-280, chamada “Rodovia Castelo Branco”, localizada
a 35 km de sua sede, no sentido de Santa Cruz do Rio Pardo podendo ser acessada pela
rodovia SP-225.
Figura 1. Com destaque o município de Paulistânia. Fonte. Programa estadual de
Microbacias Hidrográficas – CATI – Meridiano Central 51º WGR
A pesquisa e o projeto de intervenção corretiva de um trecho de
estrada rural de terra, nesse município, foram realizados no período de abril a outubro de 2007,
numa área de pastagem, submetida à condição de chuva natural, em propriedades privadas
pertencentes a quatro produtores rurais.
A região escolhida apresentava tráfego regular de veículos e, dentro
dela, escolheu-se um trecho que contém uma rampa com cerca de 500 m de comprimento
fazendo parte da estrada principal da rede municipal viária identificada como PLA-06.
O comprimento dessa rampa apresentava problemas de carreamento de
solo e água no leito da estrada, provocando erosões progressivas, queda de taludes, pista
escorregadia e areiões de baixada, pois era uma estrada rural encaixada no terreno, sem
dispositivos para drenar as águas pluviais, as quais desciam até o eixo do talvegue natural do
terreno a jusante e, através de um sangradouro natural, escoava carreando solo e água,
provocando assoreamento em áreas de nascentes e em áreas de preservação permanente,
impactando o local.
19
A manutenção carroçável do leito da estrada vinha sendo feita com a
raspagem do mesmo usando-se a lâmina de uma motoniveladora, cerca de 10 vezes ao ano, o
que provocava um rebaixamento médio anual de seu leito de aproximadamente 0,10 m., além
do revolvimento do solo que, pelas águas das chuvas pluviais, era arrastado para os recursos
hídricos a jusante.
Para colher melhores subsídios sobre o contexto, aonde o experimento
iria se realizar foi feito um levantamento topográfico, em condições de campo, para apontar os
comprimentos totais da rampa, a declividade do trecho em estudo e a localização de uma única
saída de água, ou seja: um sangradouro natural seguido de erosão tipo voçoroca.
Instalou-se, também, um pluviômetro próximo à rampa selecionada, do
qual foram coletados, diariamente, dados de pluviosidade. Com estas medições procurou-se
caracterizar a quantidade e a intensidade das precipitações ocorridas durante o experimento.
5.1.1. Documentação cartográfica
A área de execução do projeto para a intervenção corretiva está contida
na articulação da Folha Topográfica, Carta do Brasil escala 1:50.000 DOMÉLIA (SF-22-Z-B-
IV-1) articulação 055/69.
Foram utilizadas fotos aéreas coloridas, de julho de 2000 (na escala
1:10.000) – como a Figura 2 abaixo – com o objetivo de levantar as informações preliminares
das formas de relevo e rede hidrográfica, do local em estudo, e observar unidades
fisiográficas.
20
FONTE: Programa Estadual de Bacias Hidrográficas. CATI, Campinas: 2000
Figura 2: Imagem do satélite LandSat mostrando o relevo da microbacia do córrego São
Gerônimo
5.1.2 Clima
O clima predominante na área é o mesmo da região de Bauru – SP,
onde se encontra instalado o IPMET (Instituto de Pesquisas Meteorológicas), da UNESP
(Universidade Estadual Paulista).
De acordo com a classificação de KÖPEN, o clima é tipo CB’cw,
subúmido (c), mesotérmico (b), com pouca umidade no inverso (w), e com a marcha anual da
temperatura (c) concentrada em mais de (seis) meses no ano.
Dentre as quatro estações do ano (primavera, verão, outono e inverno),
apenas duas (o verão e o inverno) é que possuem características diferenciadas das demais, ou
seja, bem definidas, na área selecionada. Assim, a variação da temperatura não é o fator
determinante para diferenciar as estações uma vez que, mesmo no inverno, registram-se
21
temperaturas elevadas. A temperatura média no mês mais frio é inferior a 15ºC enquanto que
no mês mais quente ultrapassa os 30ºC, conforme a Figura 3, que demonstra as temperaturas
máximas e mínimas na região de Bauru, na qual se insere a área, objeto deste estudo.
Fonte: Adaptado pelo autor em 01/2007, com base em FIGUEIREDO e SUGAHARA (1997).
Figura 3: Temperaturas com recordes Máx. e Mín. para a Região de
Bauru/SP.
5.1.3 Precipitação Pluviométrica
Segundo FIGUEIREDO e SUGAHARA (1997) é a precipitação que
diferencia uma estação da outra, pois no inverno chove em média 5 (cinco) vezes menos do
que no verão, conforme podemos notar na Figura 4, abaixo, que apresenta a precipitação
média pluviométrica no período de 1991-2006 com média de 1.604,4 mm. Destacam-se os
anos de 1995-1997 como sendo os anos em que ocorreu uma maior quantidade de precipitação
pluviométrica. Nesse período foram registrados 1.835,0 mm. e 1.938,0 mm., respectivamente.
22
Precipitação em milímetros
2200
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1991 1992 1993 1994 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Anos
Fonte: Adaptado pelo autor com base nos registros de precipitação pluviométrica de Espírito
Santo do Turvo – Usina Agreste (2007)
Figura 4: Precipitação pluviométrica acumulada no período de 1991 - 2007.
Por outro lado, na Figura 5 registraram-se as precipitações mensais de
abril a outubro do ano de 2007 e comparadas com as médias mensais históricas de abril a
outubro no período de 1991-2007.
0
50
100
150
200
250
300
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
2007
MÉDIA DE 1991
A 2007
Figura 5: Precipitações mensais em 2007 e médias mensais no período de 1991-2007, em
mm.
23
5.1.4 Caracterização do solo
A amostragem do solo foi realizada de forma sistemática com
espaçamento estimado de 14 m ao longo da estrada, constituindo uma transeção de
aproximadamente 500 m de comprimento, totalizando 35 pontos amostrais. Em cada ponto
foram coletadas amostras de solos nos horizontes superficiais (0-0,20 m) e subsuperficiais (de
0,20-0,60 m) para análise granulométrica (argila, silte e areia) a partir do divisor de águas.
As análises físicas dos ensaios foram realizadas no Laboratório de
Análise Física de Solos do Departamento de Ciência do Solo da Faculdade de Ciências
Agrárias, UNESP, Campus de Botucatu, SP.
Para o estudo da estabilidade de agregados foram coletadas mais 35
amostras deformadas na profundidade de 0-0,20 m em forma de torrões de 0,10 m envolvidos
em filmes plásticos para análise conforme proposto por CAMARGO et al. (1986).
O tipo de solo identificado na área em estudo é o Argissolo Vermelho
Distrófico Abrúptico de textura arenosa média.
O local do Estado, onde se localiza a área do experimento, contém:
solo tipo Argissolo Vermelho Distrófico Abrúptico, textura arenosa média com Horizonte B -
textural e argila de atividade baixa (conhecidos, anteriormente, como Podzólico Vermelho
Amarelo); parte de Terras Roxas estruturadas e similares; Terras Brunas, Podzólico Amarelo e
Podzólico vermelho escuro.
São solos com mudança textural abrupta, isto é, solos com textura
arenosa desde a superfície para o Horizonte A até o início do Horizonte B textural, que ocorre
entre 30 e 100 cm. de profundidade e apresentam profundidade mediana de 1,5 a 2,5 m, com
perfil bem desenvolvido, moderadamente intemperizados e apresentando diferenciação
marcante entre horizontes: o Horizonte B Vermelho, que mostra claramente a acumulação de
argila translocada e o Horizonte A, pela ação da água gravitativa (EMBRAPA, 2006)
conforme a Figura 6.
O solo pertence ao seguinte grupamento textural: textura arenosa, com
classe textural areia e areia franca e textura média; compreende classes texturais com
composição granulométrica menor de 35% de argila e mais de 15% de areia, excluídas as
classes texturais areia e areia franca.
24
Figura 6: Mostrando o perfil do solo, com destaque para o Horizonte A e B-
textural em trecho de talude da PLA-06.
A primeira fase de análise dos resultados de cada atributo do solo
limitou-se à análise exploratória. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva
seguindo a proposta de LIBARDI et al. (1996) e GONÇALVES et al. (2001), para verificação
da presença de pontos discrepantes (outliers) e sua influência quanto às medidas de posição e
de dispersão. Foram, também, realizadas as análises de medidas de posição (média, mediana,
moda); medidas de dispersão (valores máximo e mínimo, quartis superior e inferior, desvio-
padrão, variância e coeficiente de variação, amplitude total e interquartílica); forma da
dispersão (gráfico de probabilidade normal, coeficientes de assimetria e curtose); análise
exploratória dos dados (gráfico de caixa); e a verificação da normalidade dos dados a 5% de
significância, com base nos testes de KOLMOGOROV- SMIRNOV (KS).
A tabela 1 apresenta as estatísticas utilizadas para descrever as
distribuições dos dados medidos. Os valores das frações de argila e areia nas duas
25
profundidades e silte (0,0-0,20 m) nos 35 pontos amostrais compõem uma distribuição cuja
média é próxima da mediana, revelando uma distribuição ligeiramente assimétrica, como pode
ser observado pelo coeficiente de assimetria com valor positivo. Segundo LIBARDI et al.
(1996), na assimetria positiva a mediana é menor que a média dos dados, mostrando assim, a
tendência para concentração de valores menores que a média.
Tabela 1: Estatística descritiva de distribuição de freqüência das frações
granulométricas (areia, argila e silte) e DMP (diâmetro médio ponderado
dos agregados)
Estatísticas
Variáveis
1/
Média Md Mín. Máx. s CV Ck Cs K-S
Areia (0-0,20 m) 86,61 85,60 78,90 94,30 5,86 6,77 -1,82 -0,06 p<0,1
Argila (0-0,20 m) 9,33 9,00 2,80 17,50 4,87 52,26 -1,67 0,24 p<0,1
Silte(0-0,20 m) 4,07 4,10 1,60 6,40 1,37 33,66 -1,18 -0,17 p>0,2
Areia (0,20-0,60 m)
86,98 88,10 73,10 93,10 5,06 5,82 0,02 -0,73 p>0,2
Argila (0,20-0,60
m)
8,56 6,60 3,60 20,70 4,46 52,10 -0,13 0,81 p>0,2
Silte (0,20-0,60 m) 4,46 4,10 2,30 10,90 1,70 38,12 4,85 1,77 P<0,15
DMP (mm) 0,55 0,55 0,31 0,74 0,12 21,82 -0,93 -0,18 p>0,2
1/
Frações granulométrica em percentagem (%); Md – mediana; Mín. – mínimo; Máx. – máximo; s – desvio
padrão; CV – coeficiente de variação; Ck – coeficiente de curtose; Cs – coeficiente de simetria; K-S
Pelo teste de KOLMOGOROV-SMIRNOV, todas as frações
granulométricas e DMP apresentaram normalidade nos dados. Os resultados dos coeficientes
de assimetria e de curtose e a proximidade entre os valores de média e mediana evidenciaram
que, embora existam alguns valores elevados, estas distribuições não apresentam extremidades
alongadas que possam comprometer a análise estatística.
A variabilidade dos dados, medida pelo coeficiente de variação (CV),
foi baseada nos limites propostos por WARRICK & NIELSEN (Apud GRIEBELER, 2005),
para classificação de atributos do solo. Os coeficientes de variação mostram-se: baixo para
26
areia (CV<12%) e médio para argila, silte e DMP (12% < CV < 60%). De acordo com esses
mesmos autores, alguns atributos de solo podem apresentar CV variando entre 10 a 100%.
Diversos autores, estudando as frações granulométricas, também
encontraram CV na ordem de 10 a 60% (GONÇALVES, 1997; CERQUEIRA, 2004).
Segundo LANDIM (2003), o CV fornece uma medida relativa da precisão do experimento,
sendo bastante útil na avaliação da dispersão dos dados. Esses resultados indicam que as
frações granulométricas e o diâmetro médio ponderado dos agregados, após sofrerem
sucessivas alterações provocadas pelo homem, atividades agrícolas e, conseqüentemente,
pelos processos erosivos, comportam-se de forma bastante diferenciada ao longo da transeção
da estrada.
Tal fato contraria, em parte, as afirmações de GUIMARÃES (2000) de
que as frações granulométricas são pouco dependentes do uso e manejo a que o solo é
submetido; que esta variável é fixa e a variação é proveniente da própria formação natural do
solo.
Segundo BERTOLINI et al. (2004), o diâmetro médio ponderado dos
agregados (DMP) é um dos índices que indica a estabilidade da estrutura frente à ação de
desagregação da água, podendo indicar o grau de susceptibilidade do solo à erosão hídrica.
Um transepto ao longo da estrada não define, por si só, o comportamento das frações
granulométricas e o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP); mostra existir variação
destes atributos ao longo da transeção estudada, na região, apesar da homogeneidade na
sedimentação.
Conforme ORTIZ (2003), a porosidade do solo aumenta à medida que
a textura vai diminuindo, visto que solos argilosos retêm e armazenam mais umidade que os
arenosos. Grandes teores de areia no solo provocam maiores infiltrações e podem levar à
redução no armazenamento de água.
As figuras 7 e 8,
a seguir, apresentam as distribuições das frações de
areia, argila e silte ao longo da transeção de amostragem na área escolhida para o experimento.
Verificou-se que existe baixa tendência na variação dos teores de areia e silte, ao longo da
secção – o que foi confirmado pelos coeficientes de variação dos dados – e média para argila.
Isto pode estar relacionado com a topografia do terreno.
27
Figura 7: Distribuição dos teores das frações granulométricas do solo (areia, argila e
silte) na profundidade de 0,20 m., ao longo da transeção.
Figura 8: Distribuição dos teores das frações granulométricas do solo (areia, argila e
silte) na profundidade de 0,20-0,60 m., ao longo da transeção.
28
5.1.5 Relevo
O relevo, na área escolhida para a intervenção corretiva, segundo
POUÇANO (Apud Cavarsan 2007) apresenta-se geomorfologicamente, em escala regional,
constituído por colinas amplas, morrotes alongados e espigões com altitudes médias que
variam de 500 a 630 m do fundo até o topo do espigão e podem ser assim descritos:
a) Colinas amplas, onde predominam interflúvios com área superior a
4 km
2
, topos extensos e aplainados e vertentes com perfis de retilíneos a convexos.
b) As drenagens neste tipo de relevo são de baixa densidade, padrão
subdentrítico com vales abertos e planícies aluviais interiores restritas com a presença eventual
de lagoas perenes e intermitentes.
c) Morrotes alongados e espigões, onde predominam interflúvios sem
orientação preferencial com os topos angulosos e achatados, vertentes ravinadas com perfis
retilíneos com drenagem de média a alta densidade, padrão dendrítico e vales fechados.
d) A superfície da topografia é pouco diferenciada, com elevações de
altitudes relativas até 50 m e de 50 a 100 m, apresentando declives suaves, predominantemente
variáveis de 3 a 8%.
Figura 9: Mostrando foto aérea do Satélite Land Sat (2000) a situação do relevo na área
de estudo.
29
5.1.6 Classes de drenagem no local
O solo, em que o experimento se realizou está na classe de drenagem
moderadamente drenado, o que significa que a água recebida da precipitação pluviométrica é
parcialmente escoada e parcialmente infiltrada, apresentando uma camada de permeabilidade
rápida no Horizonte A, onde a infiltração acontece até atingir a capacidade de campo e possui
uma camada localizada, logo abaixo, no Horizonte B, com permeabilidade lenta associada à
diferença textural acentuada entre A e B na qual se relaciona com a condição epiáquica,
conforme se pode visualizar na foto abaixo onde a camada de argila do horizonte B textural é
visível e dificulta o movimento da água no perfil do solo devido a sua baixa condutividade
hidráulica saturada. .
Figura 10: Mostra solo com camadas que diferem em textura e estrutura no perfil do
solo, que retardam o movimento de água durante a infiltração, escoando pela
superfície.
30
5.1.7 Cobertura vegetal
A cobertura vegetal natural que recobria a área do município de
Paulistânia anterior a 1.854, segundo KRONKA et al. (Apud Cavarsan, 2007) , era constituída
pela Floresta Tropical subcaducifólia.
No Inventário Florestal do Estado de São Paulo realizado em 1993, por
esse mesmo autor, foi constatada a existência de áreas remanescentes de cerrado, campo
cerrado, cerradão, vegetação de restinga e várzea, e floresta subcaducifólia tropical (Mata
Atlântica), o que foi confirmado pelo levantamento da Organização não Governamental SOS
Mata Atlântica, em 2003.
Nas formações florestais nativas existentes, na área selecionada para o
experimento, foi observado que o cerrado e a Mata Atlântica são os dois biomas que possuem,
ainda, significativa presença, seguidos pela formação de floresta estacional semidecidual
(também conhecida como Mata) e a vegetação de várzea.
5.1.8 Velocidade de infiltração básica no solo na área selecionada
Para que as águas das chuvas sejam armazenadas no solo é necessário
que ela se infiltre pela sua superfície. A intensidade das chuvas (mm h
-1
) sendo maior que a
velocidade de infiltração da água no solo (mm h
-1
) haverá escoamento superficial da água.
Portanto, foi realizado um teste de infiltração de água no solo, calculando-se a VIB
(velocidade de infiltração básica), utilizando o infiltrômetro de anéis, equipamento esse
composto por dois anéis de aço.
O procedimento para o teste consistiu em: a) colocar os anéis
metálicos em superfície plana do solo; b) colocar um caibro de madeira atravessado sobre os
anéis e batido nele com uma marreta para que os anéis penetrassem no solo cerca de 0,10 m;
c) prender uma régua comum à parede interna do anel menor, com fita adesiva, de modo que a
base encostasse ao solo e a ponta ficasse acima da borda do anel; d) colocar um saco plástico
no anel interno, encostando-o nas paredes e no fundo; e) encher o anel externo e o saco
31
plástico de água e preparar um cronômetro; f) puxar uma das bordas do saco plástico até que
ele saísse do anel, deixando a água em contato com o solo; g) ativar o cronômetro, nesse
instante, e anotar a altura da água na régua.
No caso da área do experimento, a velocidade de infiltração (VI)
estabilizou-se em 14 mm/h a partir de 120 minutos do teste. Isto significa que, se as lâminas
de chuva apresentam taxas de precipitação menor ou igual a (VIB) 14 mm/h não haverá
escoamento superficial e, acima deste valor, haverá escoamento de água na superfície do solo,
conforme representado na tabela 2.
Tabela 2: Determinação da infiltração acumulada e da velocidade de infiltração, pelo
método do “infiltrômetro de anel”, na área do experimento.
Tempo Leitura da Régua Velocidade de
Infiltração
T ∆T L (cm) ∆L (cm) ∆L (mm) (mm/h)
0 0 10 -- -- --
1 1 11,4 1,4 14 840
3 2 13/10 1,6 16 480
5 2 10,9 0,9 9 270
10 5 11,9 1,0 10 120
20 10 13,3/10 1,4 14 84
30 10 10,9 0,9 9 54
45 15 11,8 0,9 9 36
60 15 12,5 0,7 7 28
90 30 13,2 0,7 7 14
120 30 13,9/10 0,7 7 14
150 30 10,7 0,7 7 14
T – tempo acumulado; ∆T – tempo instantâneo; L – leitura da régua em cm; ∆L – diferença entre leituras
em cm; VI – velocidade de infiltração em cm.
32
Figura 11: Mostra infiltrômetro de anéis.
5.1.9 Fatores responsáveis pelas perdas de solo
As perdas de solo foram avaliadas pela EUPS (Equação Universal de
Perda de Solo), que considera informações sobre o clima, solo, relevo e uso da terra. A
equação desenvolvida por WISCHMEIER e SMITH (1978) e adaptada por BERTONI e
LOMBARDI NETO (1990) é expressa por:
A = R K L S C P
Onde: A = perda anual de solo em Mg ha
-1
. ano
-1
R, K, L e S = são fatores dependentes das condições naturais (clima, solo e
topografia).
33
C e P = fatores antrópicos (relacionados com as formas e uso e ocupação do
solo).
O potencial erosivo das chuvas (Fator R) para a microbacia do
Córrego São Gerônimo, onde se localiza o trecho de estrada em estudo, foi obtido com
fundamento em LOMBARDI NETO et al. (2000). Devido à pequena extensão da área de
estudo foi estimado um valor único de erosividade para todo o trecho de estrada e áreas
adjacentes = 6.865 M.J. mm. ha
-1
. h
-1
.
A erodibilidade para cada unidade de solo foi determinada segundo
BERTONI e LOMBARDI NETO (1990).
Os limites das unidades de solo foram mapeados e digitados para
construir o plano de informação do solo. A tabela, abaixo, mostra a distribuição dessas
unidades, com legenda simplificada.
Tabela 3: Distribuição das unidades de mapeamento de solo, erodibilidade e tolerância
de perdas de solo na área do experimento, dentro da microbacia do córrego
São Gerônimo.
Unidade de Solo Área Erodibilidade Tolerância
ha % Mg h MJ
-1
mm
-1
Mg ha
-1
PEd 2385 91,7 0,0405 8,96
LVd 215 8,3 0,0132 14,2
Aproximadamente 91,7% da área da microbacia estão ocupados com
solos do tipo Argissolo Vermelho, que apresentam valores de erodibilidade moderada e grande
parte da área apresenta solos distróficos 85% e 15% apresentam eutróficos, solos do tipo
latossol vermelho distrófico textura arenosa, representam 8,3% da microbacia com valor de
erodibilidade baixa.
34
Tabela 4: Distribuição das classes de erodibilidade no trecho trabalhado da PLA-06, na
microbacia do córrego São Gerônimo.
Classes Valores Área
Ha %
Muito baixa < 0,010 - -
Baixa 0,010 – 0,020 215,80 8,3
Moderada 0,020 – 0,030 2.384,20 91,7
Alta 0,030 – 0,040 - -
Muito Alta > 0,040 - -
Total 2.600 100
Tabela 5: Distribuição das classes do fator topográfico (LS) no trecho do experimento
dentro da microbacia do córrego São Gerônimo.
Classes Valores Área
Ha %
Muito baixa < 1,0 675,00 25,98
Baixa 1,0-5,0 760,68 29,25
Moderada 5,0-10,0 850,00 32,68
Alta 10,0 – 20,0 99,22 3,81
Muito Alta > 20,0 215,10 8,27
Total 2.600,00 100,00
Os fatores comprimento de rampa (L) e declividade (S) da EUPS
foram calculados por interpolação dos dados altimétricos não constituindo mapa em forma de
apresentação. Seus valores específicos em cada área de trabalho foram utilizados no preparo
das cartas de classes de declive, de classes de risco de erosão, de classes de potencial natural
de erosão e, consequentemente, da carta de capacidade de uso das terras. O resultado dos
valores do fator LS foram classificados em cinco níveis e apresentado na tabela 9, com sua
distribuição.
O Fator Topográfico (Fator LS) foi calculado através da equação
desenvolvida por BERTONI e LOMBARDI NETO (1990), ou seja: LS = 0,00984 C
0,63
D
1,18
35
Onde: C = comprimento de rampa, em metros.
D = declividade, em porcentagem.
A tabela 6 abaixo, apresenta a distribuição do uso e os valores do Fator
C, determinados segundo BERTONI e LOMBARDI NETO (1990).
Foi feita a correção para manejo (Fator C) das culturas anuais,
perenes, semiperenes e pastagens, de acordo com o levantamento sócio-econômico da Casa da
Agricultura de Paulistânia (CATI). Cerca de 80,7% da área da microbacia do córrego São
Gerônimo está ocupada com culturas perenes.
Tabela 6: Distribuição do uso atual e classes de declive das terras da microbacia do
córrego São Gerônimo.
Classes de Declive Área
% ha %
A < 3 245 9,42
B 3 – 6 945 36,34
C 6 – 9 596 22,92
D 9 – 12 445 17,11
E 12 – 18 301 11,57
F > 18 68 2,61
Total 2.600,0 100
Em 91,7% da área da Microbacia do córrego São Gerônimo –
incluindo o trecho em estudo – há um potencial natural de erosão que se classifica como
moderado mostrando que, mesmo sem cobertura do solo ou prática de manejo, a área possui
condições naturais de baixa a média perda de solo.
Observa-se que o restante (8,3%) da área apresenta muito baixo a
baixo o PNE, sendo, portanto, áreas com cobertura vegetal devido a fatores naturais (solo e
topografia). Se utilizadas com manejo inadequado podem apresentar alto risco de erosão,
conforme se verifica na tabela 3, à página 33.
36
Tabela 7: Distribuição do uso atual e o fator C para microbacia do córrego São
Gerônimo.
Uso Área Fator C
Ha %
Pastagem 2.100 80,7 0,0020
Eucalipto 75 2,88 0,0147
Cana-de-açúcar 300 11,53 0,1111
Mata Ciliar 110 4,23 0,0004
Área Urbana 15 0,57 1
Total 2.600 100,0 -
Observa-se que 68,68% da área da microbacia – incluindo-se o trecho
da PLA-06 – apresentam uma declividade menor que 9%, mostrando o alto potencial para uso
de mecanização, mas com possibilidades de outras tecnologias que diminuam os problemas de
erosão, como o uso do plantio direto para culturas anuais e de cana-de-açúcar.
5.1.10 Perdas de Solo
O Quadro da tabela 8 apresenta as perdas de solo estimadas pela
EUPS, para a microbacia do córrego São Gerônimo.
Tabela 8: Distribuição das classes de perda de solo estimadas pela EUPS para a
Microbacia do córrego São Gerônimo
Perdas de solos Área
Classes Mg.ha
-1
.ano
-1
ha %
Muito baixo <10
675,00 25,98
Baixo 10 a 20 760,68 29,25
Moderado 20 a 50 850,00 32,68
Alto 50 a 100 99,22 3,81
Muito Alto >100 215,50 8,27
Total 2.600 100
37
O trecho da estrada PLA-06, no qual serão desenvolvidos os trabalhos
de adequação e disciplinação de águas, apresenta “classe moderada” de Potencial Natural de
Erosão (entre 20 e 50. Mg.ha
-1
.ano
-1
).
Com o uso de tecnologia adequada é possível passar a para “classe
muito baixa”, com perdas menores que 10.Mg.ha
-1
.ano
-1
. O manejo das áreas laterais ao trecho
que sofrerá intervenção, também precisa ser alterado com o plantio de gramíneas e a
impermeabilidade do leito da estrada deverá ser feita com material granular (tipo seixo rolado,
mais argila na proporção de 2,5:1), para se reduzir as perdas de solo para um nível aceitável.
O escoamento superficial no espaço entre terraços acontece com o
excedente de águas pluviais quando este atinge a capacidade de campo. O arrastamento de
solos para o canal dos terraços deverá ficar reduzido a níveis aceitáveis em função da
cobertura vegetal do solo e a rugosidade da superfície, mesmo em condições de aumento de
intensidade e duração da precipitação, deverá contribuir para diminuir as perdas de solo no
local.
Com a perenização do leito da pista de rolamento, não deverá haver
mais o uso da prática da raspagem com lâmina de motoniveladora, o que contribuirá para
diminuir a remoção de solo sobre a superfície e minimizar o transporte deste material,
impedindo o assoreamento nos canais de terraços.
A construção de sarjetas ao longo do trecho, da estrada, a ser adequado
tem por objetivo captar e drenar as águas superficiais que se acumulam na pista de rolamento,
conduzindo-as para os segmentos de terraços embutidos que serão vegetados com gramíneas,
do gênero brachiárias, para diminuir as perdas de solo.
A distribuição do risco de erosão na área escolhida para a intervenção
corretiva mostra que 100% da mesma apresentam risco, ou seja, os valores de perda de solo
são significativos e indicam que, ao longo dos 80 anos de existência desta estrada, os locais a
jusante foram impactados com assoreamento dos mananciais e do leito do Córrego São
Gerônimo em níveis de até 3 m de deposição de solo desestruturado, causando poluição e
morte de vegetação em áreas de APP.
38
5.2 O Trabalho de Campo: metodologia de intervenção corretiva
Este trabalho foi realizado em várias etapas interligadas, ao longo de
um trecho da estrada rural de terra PLA-06, empregando-se procedimentos e técnicas
específicas para cada etapa configurando-se, assim, a metodologia desenvolvida na
intervenção corretiva do trecho de estrada já localizado, identificado e caracterizado.
5.2.1 Estudo do trecho da estrada e das técnicas a serem empregadas
O trecho de estrada escolhido para sofrer adequação possui uma
extensão de 500 m, conforme se pode visualizar no gráfico 7, à página seguinte. Possui
plataformas encaixadas com taludes de corte variando de 1 a 6 m de altura e contribuição
lateral de águas de chuvas. As condições edáficas possuem limites de infiltração de água, de
lenta a moderada, e a textura arenosa é média argilosa; a topografia é pouco acidentada e as
áreas marginais são utilizadas com culturas perenes, semiperenes e pastagens.
5.2.1.1Estratégia de intervenção técnica
Inicialmente, adotou-se a tecnologia convencional que consistiu em
trabalhos de elevação do leito da pista de rolamento, através do abatimento de taludes e
implantação de sistemas de drenagem superficial, compostos de derivados de fluxo de águas,
saídas de água através de segmento de terraços embutidos, com gradientes associados, em sua
extensão final, a bacias de captação, conforme projeto constante Figura 13, à página 40.
Em seguida, procedeu-se ao revestimento da pista de rolamento com
material granular para diminuir a tensão de cisalhamento, que arrasta solo, e à implantação de
técnicas de proteção vegetal junto às áreas trabalhadas, taludes de corte/aterro, sarjetas e
saídas de água.
Desse modo, passou a existir, no local, adequada recepção das águas
superficiais contribuindo para a melhoria da plataforma que antes era uma área de
contribuição lateral da “lavoura-estrada” e posteriormente passou a ser uma “estrada-lavoura”,
a qual as águas são conduzidas para bacias de captação, através de terraços embutidos com
gradiente.
39
Figura 12: Leito atual da estrada PLA-06
40
Trecho 1 Trecho 2 Trecho 3
Figura 13: Traçado geométrico do trecho de 500 m. da estrada PLA-06
41
5.2.1.2 Época ideal para início dos serviços de adequação
Recomenda-se que os serviços de adequação de estradas não sejam
realizados nos períodos de ocorrência de maiores precipitações pluviométricas, as quais se
verificam, em geral, entre os meses de dezembro a fevereiro. Por isso a intervenção foi
realizada entre os meses de abril a outubro de 2007, período de inverno, de baixa pluviosidade
evitando-se, assim, o escoamento superficial das águas, no momento em que o solo se
encontrava revolvido e com menor capacidade de expansão volumétrica (empolamento).
Também foram abatidos os taludes no trecho de estrada encaixada no terreno, da PLA-06,
conforme mostram os gráficos 13 e 14, abaixo.
Fonte: CODASP – Manual Técnico de Moto-Mecanização Agrícola (1999)
Figura 14: Secção típica de estrada rural encaixada no terreno.
42
Fonte: CODASP – Manual Técnico de Moto-Mecanização Agrícola (1999)
Figura 15: Secção transversal de estrada encaixada
5.2.2 Situação atual dos segmentos 1, 2 e 3 do trecho de estudo da estrada
PLA – 06 e soluções propostas para intervenção corretiva
De forma geral, o traçado do trecho escolhido da estrada rural PLA-06,
bem como a configuração de sua secção transversal orientam-se pelas condições naturais de
disponibilidades de espaços e do tipo e volume de tráfego esperado.
A Figura 16 na página 43 mostra a situação atual do trecho 01 da
estrada PLA-06, caracterizada como estrada tipicamente encaixada no terreno, com erosão no
leito e nas sarjetas, com carreamento de solo e água, com queda de taludes no período de
verão, e com contribuição de águas das áreas marginais, no sentido lavoura-estrada.
43
Figura 16: Situação atual do trecho 1 e solução proposta.
44
Figura 17: Mostra trecho 01 da secção 1 da estrada PLA-06 antes da realização do
trabalho de intervenção.
A foto acima é do trecho 01 da secção 1 da estrada PLA-06, na qual se
pode visualizar os problemas de erosão do tipo de sulcos em estágio progressivo com
arrastamento de solo e com escoamento superficial de águas, com transposição de água no
leito da pista, carreamento de solo e água para áreas a jusantes.
O trecho apresenta secção extremamente encaixada no terreno e taludes superiores a 3 m de
altura mostrando-se extremamente impactante no local, com escoamento difuso da água,
juntamente com raspagem da superfície do leito com equipamento motoniveladora,
aumentando o transporte do solo da superfície da faixa de tráfego.
45
Figura 18: Foto do autor mostrando trecho 02 da secção 01 da estrada PLA – 06 antes do
processo de intervenção.
A figura acima é do trecho 02 da secção 01 da estrada PLA – 06, na
qual se podem visualizar problemas de erosão no seu leito seguido de arrastamento de solo
com escoamento superficial de águas vindas como contribuição de outra estrada perpendicular
secundária e de áreas adjacentes de lavoura, contribuindo no sentido Lavoura-estrada. Este
trecho apresenta-se encaixado no terreno com problemas de drenagem, carreando solo e água
até um ponto de sangria em sua leira, agredindo o manancial abaixo com assoreamento.
As áreas adjacentes são exploradas sem manejo de solo adequado
pelos produtores rurais, onde as águas de escoamento superficial descem pelos taludes,
escavando-os verticalmente, introduzindo no leito grandes quantidades de solo sedimentado.
46
Figura 19: Mostrando trecho 03 antes da intervenção da PLA-06 com acúmulo de solo
sedimentado formando areião
No trecho 3 a topografia local apresenta-se em condições mais
harmônicas com as áreas marginais, mas há acúmulo de areia de até 60 cm, o que dificulta o
tráfego e, o excedente, é carreado pelas águas das chuvas até o manancial, através de um
sangradouro lateral da plataforma do lado direito.
A solução proposta é a manutenção do greide da pista de rolamento
nas mesmas condições planaltimétricas encontradas, conferindo abaulamento transversal com
declividade transversal de 4% e implantação de dispositivos de drenagem, conforme figura 15,
onde se lê situação pretendida da secção 01 dos trechos 01,02 e 03 da PLA-06.
47
Figura 20: Mostrando assoreamento de manancial ocasionado pelo carreamento de solo
da PLA-06 sobre manancial
A situação impactante da Figura 19 mostra acúmulo de sedimentos de
solo, matéria orgânica, resíduos de agrotóxicos e minerais ocasionados por escoamento de solo
com água, acumulando partículas mais pesadas sobre áreas de corpos hídricos, causando
poluição, morte de Áreas de Preservação Permanente, resultando em grande impacto
ambiental.
48
5.2.2.1 Tipo e volume de tráfego
O tráfego, nas áreas rurais é composto de automóveis, caminhões e, em
certas regiões, de máquinas agrícolas de tração própria. Esse tráfego abrange as viagens entre
cidades, vilas, ou agrupamentos rurais, ou entre propriedades e o campo.
Entre as propriedades e o campo o tráfego é muito variável,
dependendo do tipo de aproveitamento do solo, nas áreas adjacentes à estrada, e é mais intenso
na época de semeadura, manutenção e colheita.
No trecho da estrada, objeto do experimento, o tráfego é considerável
visto que essa estrada deve estar adequada para suportar, também, a passagem de
“treminhões” que transportam as cargas de cana-de-açúcar, bem como das máquinas agrícolas
ligadas ao setor sucroalcooleiro.
5.2.2.2 Perfil longitudinal (greide)
As inclinações longitudinais deste trecho de estrada são variáveis de 1
a 8%, não excedendo este limite; assim, no trabalho corretivo, ajustou-se ao relevo para uma
melhor integração com a paisagem, atingindo o mesmo nível de superfícies planiltimétricas de
áreas adjacentes.
5.2.2.3 Abaulamento da seção transversal da pista de rolamento
No trecho da realização deste trabalho a inclinação da secção
transversal da pista de rolamento e ficou da faixa de 4%. O objetivo dessa inclinação é
promover a adequada drenagem da plataforma, encaminhando as águas superficiais para os
dispositivos destinados a recebê-las evitando, desse modo, o acúmulo de águas sobre a pista.
Tal procedimento é de vital importância para as estradas rurais, uma vez que proporciona uma
maior perenização do seu leito, conforme se representa na figura abaixo.
49
Figura 21: Mostra a importância do abaulamento
Fonte: CODASP, São Paulo.
5.2.2.4 Secção transversal da plataforma e elementos contribuintes
A largura da pista de rolamento da estrada, em função de sua
importância para o tráfego que ocorre na região e da largura padrão dos veículos, foi
configurada para duas faixas de tráfego para possibilitar encontro e ultrapassagem de veículos,
conforme se pode verificar na figura 21 página 49 que mostra a importância do abaulamento,
para sua drenagem de águas superficiais para dispositivos de condução de águas.
50
Figura 22: Mostrando a secção transversal da plataforma da PLA – 06 já pronta.
5.2.2.5 Melhorias na plataforma da secção transversal
A primeira atividade realizada para a correção do trecho da estrada
PLA-06 foi a terraplanagem de sua plataforma, segundo os gabaritos estabelecidos no projeto
de adequação. Para tanto, executou-se uma série de serviços destinados a promover
melhoramentos e elevar o padrão deste trecho de estrada, tais como: remoção e recolocação de
cercas, serviços de destoca e limpeza do terreno, corte e recuo do horizonte A, abatimento de
taludes e aterros, compactação para desenvolvimento e um greide, em conformidade com os
níveis dos investimentos pretendidos e contenção do escoamento superficial das águas do leito
da estrada, bem como das áreas adjacentes, para locais de captação das mesmas.
Esse sistema de drenagem foi integrado às práticas conservacionistas
que já estavam implantadas nas áreas adjacentes.
51
Figura 23: Mostrando a operação de corte de taludes do horizonte Bt e recuo do
Horizonte A na PLA – 06.
Figura 24: Mostrando a situação obtida da PLA – 06 após o processo de intervenção
planejado, e recuo do horizonte A em forma de murundu.
52
Figura 25: Focalizando a pista abaulada da estrada já com plenas condições de
drenagem na PLA-06.
5.2.2.6 A construção dos terraços
5.2.2.7 Construção de dispositivos de drenagem através de terraços
embutidos em desnível, com gradiente
Conforme as técnicas recomendadas por LOMBARDI NETO (1994)
foram construídos, nesta área, terraços em desnível em que a drenagem com gradiente tem a
função de interceptor para o escoamento do excesso das águas superficiais.
Esta técnica é indicada para solos cuja permeabilidade é lenta ou
moderada, como é o caso do trecho de estrada submetido ao processo de correção.
53
5.2.2.8 Forma utilizada para a construção dos terraços
Utilizou-se o sistema de terraços embutidos, caracterizado por ser
construído de modo que o canal tenha formato triangular fazendo com que o talude, que separa
o canal do camalhão, fique praticamente vertical.
Figura 26: Mostrando terraços embutidos com secção triangular do canal, construídos
no local da área adjacente da PLA – 06.
54
5.2.2.9 Espaçamento entre os terraços embutidos
O espaçamento entre os terraços embutidos foi calculado em função da
capacidade de infiltração de água no solo, da resistência que o solo apresenta contra a erosão e
do uso e manejo do solo. Os terraços foram construídos em desnível e, nos espaços entre os
terraços, colocou-se vegetação para facilitar a infiltração das águas e dificultar o escoamento
superficial das mesmas.
Foram utilizadas as equações propostas por LOMBARDI (1994) para
determinar o espaçamento vertical e horizontal entre os terraços, ou seja:
Para o espaçamento vertical: EV = 0,4518 K D
0,58
(µ + m)
2
Onde:
EV = espaçamento vertical entre terraços, em m
D = declive do terreno em porcentagem = 7%
K = índice variável para cada tipo de solo = 0,90
µ = fator de uso do solo = 1,75
m = fator de manejo do solo (preparo do solo e manejos de restos
culturais) = 2,00
Para o espaçamento horizontal: EH = 100 EV
D
Onde:
EH = é o espaçamento horizontal entre terraços em metros
EV = é o espaçamento vertical entre terraços em metros
D = é a declividade expressa em porcentagem
5.2.2.10 Dimensionamento utilizado para os terraços
Os terraços embutidos foram construídos com equipamento do tipo
trator de esteiras FIAT AD7-D, com pequeno gradiente de 1,0%, com a finalidade de reter,
55
infiltrar e escoar, lentamente, a parcela excessiva das águas das chuvas lançadas no solo, de
forma a minimizar o poder erosivo das vazões.
A secção transversal foi dimensionada em função do volume de água
possível de ser escoada pela superfície do terreno e foi localizada imediatamente acima do
terraço. Estes foram locados com gradientes com declividade e mantidos com as pontas
abertas para que o excedente das águas seja recolhido pela bacia de retenção.
A dimensão dos canais desses terraços embutidos é de 3,08 m com
profundidade de 30 cm real de corte no solo; as águas de enxurradas são conduzidas a uma
velocidade de 0,60 m/s; a altura do camalhão é de 88 cm e sua secção transversal é de 9,05 m,
conforme representado na figura abaixo.
Figura 27: Mostra secção transversal típica do terraço embutido construído na área de
estudo.
O processo mais simples para o cálculo da vazão máxima de
escoamento superficial é o método racional, expresso pela equação:
Q = c I
m
A
360
Onde:
Q = enxurrada em metros cúbicos por segundo, m
3
.s
-1
c = coeficiente de escoamento superficial admensional
I
m
= intensidade máxima média de precipitação para uma duração igual ao tempo de
concentração da bacia, mm h
-1
A = área da bacia de drenagem, ha
56
Tabela 9: Vazões dos canais dos terraços para velocidade da enxurrada de 0,60 ms
-1
Fonte: Bertoni, J. & Lomardi Neto
Tabela 10. Dimensionamento de canal de terraço em nível.
SOLO CHUVA MÁXIMA
DIÁRIA
m
c EH m VOLUME m
3
/m SEÇÃO DO CANAL
A
0,12 0,4 25 1,20 1,20
B
0,12 0,5 22 1,32 1,32
Tabela 11. Dimensão do canal do terraço com gradiente.
Fonte: Lombardi Neto
Onde:
c = coeficiente deescoamento superficial admnesional
57
Q
max
= vazão máxima de escoamento superficial, admensional, m
3
s
-1
I
m
= intensidade máxima média de precipitação para uma duração igual ao tempo de
concentração da bacia, mm h
-1
A = área da bacia de drenagem em ha
S = secção do canal em m
2
V = velocidade em m/s
Utilizando-se os dados da Tabela 11, como exemplo, encontra-se as
dimensões dos canais de terraços, com gradiente, conforme estão representadas na tabela 12,
abaixo.
Tabela 12. Dimensões dos canais de terraços com gradiente.
Fonte: Lombardi Neto & Bellinazzi Junior
5.3 Construção das bacias de captação
5.3.1 Sistema de bacias de captação e retenção no segmento de terraços
embutidos com gradiente na extremidade
No projeto, as bacias de captação e infiltração, foram previstas nas
pontas dos segmentos de terraços embutidos em desnível, com a função principal de aproveitar
racionalmente as águas das chuvas para reduzir, ao mínimo, as perdas de solo por enxurradas,
bem como para dar, às áreas trabalhadas, a segurança de conservação permanente.
58
O cálculo de vazão das águas se processou nos moldes tradicionais,
levando-se em conta a precipitação pluviométrica e a área livre de exposição, que compreende
a faixa da estrada e a área de contribuição.
No uso desta tecnologia atentou-se para captar as águas das chuvas na
estrada e as águas das enxurradas provenientes das áreas adjacentes, à faixa da estrada, em
bacias de captação e retenção objetivando a segurança das próprias bacias implantadas. Por
isso, no trecho da estrada – objeto do experimento – as bacias foram construídas nas pontas
dos terraços e os leitos deles foram vegetados com gramíneas para se reduzir a velocidade das
águas e ajudar a infiltração delas no solo. A locação das bacias foi feita em função dos
terraços, pois estão associadas ao espaçamento dos mesmos.
5.3.2 Dimensionamento das bacias de captação
O volume de água captado pela estrada foi calculado considerando-se
uma seção de comprimento C, largura L e água altura I, com base em uma precipitação
máxima de 110 milímetros por hora.
Foram utilizadas as curvas de precipitação máxima em 24 horas, para
período de retorno de 10 anos, conforme isoietas (Fonte: SCC/IAC)
A definição do espaçamento entre bacias e suas dimensões (raio) foi
em função dos parâmetros de precipitação máxima em 24 horas, largura da estrada, tipo de
solo e declividade do terreno.
O volume estimado a ser captado na seção foi estimado segundo a
seguinte fórmula: V = C L I
Onde:
V = volume em m
3
C = comprimento da estrada (espaçamento entre bacias em metros)
L = largura da estrada em metros (considerar área de contribuição dos taludes + leito
carroçável)
I = precipitação máxima em 24 h, em mm.
59
5.3.3 Cálculo do volume das bacias
Conforme recomendação de BERTOLINI (1993), as bacias de
captação e retenção que foram utilizadas nas pontas dos terraços com gradiente têm a forma de
semicírculo e o cálculo do volume das mesmas foi feito segundo a seguinte fórmula:
C = R
2
__
L I
Onde: C = Volume da bacia
R = Raio da Bacia
L = Largura da estrada em metros
I = precipitação máxima em 24 horas em mm
5.3.4 Declividade da estrada
Considerou-se a declividade média da estrada em 7% que, embora não
contribua muito com o aumento do volume de água, determinou variações na velocidade da
mesma. Por esse motivo houve reduções no espaçamento entre as bacias.
Declividade Média Fator de Correção (fd)
0 – 5% 1
5 – 10% 1/2
10 – 15% 1/3
15 – 20% 1/4
60
Tabela 13: Agrupamentos de solos segundo suas qualidades, características e resistência
à erosão.
Principais Características
Grupo
Grupo de
Resistência à
erosão
Profundidade (1)
Permeabilidade
(1)
Textura
(1)
Razão
textural
(2)
Grandes
grupos de
solos
K
Índice
A Alto
Muito profundo
(> 2,0 m) ou
profundo (1,0 a 2,0
m)
Rápida/rápida
Moderada/rápida
Média/
Média/
M.
argilosa /
M. Argilosa
Argilosa
/argilosa
<1,2
LR, LE, LV,
LVr, LVt, LH,
Lea e LVa
1,25
B Moderado
Profundo (1,0 a 2,0
m)
Rápida/rápida
Rápida /Moderada
Arenosa/are
nosa
Arenosa/
Média
Arenosa/
argilosa
Média/argil
osa
Argilosa/
M. argilosa
1,2 a 1,5
Lj, LVP, PV,
PVL, Pln, TE,
PVls, R, RPV,
RLV, LEa
(³)
e
LVa
(³)
0,90
C baixo
Profundo (1,0 a 2,0
m)
Moderadamente
profundo (0,5 a 1,0
m)
Lenta/rápida
Lenta/moderada
Rápida/moderada
Arenosa/
média
(²)
Média/
argilosa
(²)
Arenosa/
argilosa
Arenosa/
m.argilosa
>1,5
PmL,PVp,PVLs
, Pc e M
0,90
D Muito baixo
Moderadamente
profundo (0,5 a 1,0
m)
Ou raso (0,25 a 0,50
m)
Rápida/moderada
Ou Lenta sobre lenta
Muito
variável
Muito
variável
Li-b, Li-ag, gr,
Li-fi, Li-ac-e
PVp (raso)
0,75
(1) Média da porcentagem de argila do horizonte B (excluindo B3) sobre média da porcentagem de argila de todo
horizonte A;
(2) Somente com mudança textural abrupta entre os horizontes A e B
(3) Somente aqueles com horizonte A arenoso.
Fonte: Francisco Lombardi neto, 1994
.
61
5.3.5 Fórmula para o cálculo do espaçamento entre bacias
Considerando correções relativas, declividade e tipo de solo, temos a
seguinte fórmula para calcular o espaçamento das bacias:
C = r
2
fd fs
L I
Onde:
C = espaçamento entre bacias em metros
r = raio da bacia em metros
L = largura da estrada em metros
I = intensidade máxima de chuva em 24 h, em metros
fd = fator de correção para declividade
fs = fator de correção para tipo de solo
62
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 Seleção da estratégia de intervenção técnica e equipamentos
O modelo de intervenção técnica adotado no trabalho corretivo é
próprio para trechos de estradas que possuem seu leito encaixado no terreno, levando em
consideração forma e altura dos taludes, ausência de sistema de drenagem eficiente e
dificuldades de infiltração de água no solo, como é o caso do trecho da PLA–06, objeto deste
trabalho.
A tecnologia adotada para a correção da plataforma da estrada encaixada no terreno, com
taludes de corte que variavam de 1 a 6 m de altura, com condições edáficas de infiltração
moderada a lenta e textura subsuperficial média, topografia pouco acidentada e áreas
marginais utilizadas com culturas perenes e áreas de pastagem, foi a de abatimento dos
taludes, elevação do leito da pista de rolamento e recuo do Horizonte A, mantendo-se a
superfície planialtimétrica no mesmo nível das áreas adjacentes.
O gráfico da página 64 (figura 28) mostra a situação final pretendida
para a área da estrada PLA-06, após correção com o uso de tecnologia convencional.
63
Tratores de esteiras com lâmina frontal modelo FIAT AD-7D,
motoniveladora HUBER-WARCO 120B e pá carregadeira VOLVO 76 C foram os
equipamentos utilizados para as operações de: corte/recuo do horizonte A, escavação,
transporte da carga do material escavado, descarga e espalhamento, inclusive de 12% para a
camada superficial seca e de 25% para as camadas sub-superficiais secas, conforme se pode
observar na figura 23, à página 51.
As inclinações longitudinais deste trecho de estrada rural foram
ajustadas ao relevo para uma melhor integração com a paisagem e foram adotadas rampas
menores que 8% de declividade.
64
Figura 28: Situação final pretendida usando-se tecnologia convencional no trecho da
estrada PLA-06.
65
Figura 29: Mostrando os equipamentos em operação para recuo e corte de taludes com
elevação do greide no leito da PLA–06.
6.1.1 Abaulamento da secção transversal da pista de rolamento no trecho da
estrada, constante do projeto
Nas tangentes, a inclinação da secção transversal da pista de
rolamento, do trecho da PLA-06 foi mantida em 4%, com o objetivo se corrigir a drenagem
das águas pluviais da plataforma, encaminhando-as aos dispositivos de drenagem
desenvolvidos para recebê-las evitando-se, assim, acúmulo na pista, como se pode observar na
figura 30 à página 66.
Os elementos que foram considerados constituintes da secção
transversal foram: a) Acostamento (espaço adjacente à faixa de tráfego destinada à parada
emergencial de veículos) com largura 1,5 m. de cada lado; b) Eixo da estrada (a estrada
propriamente dita) projetado no plano horizontal da secção transversal; c) Rampa de corte
(superfície lateral que resultou na conformação da secção de corte); d) Taludes (as formas de
66
caracterizar a inclinação da “saia” do aterro), para os quais se adotou a relação 1:5 (V:H) na
rampa de corte; e) Plataforma (a porção da estrada compreendida entre os bordos externos dos
acostamentos incluindo as sarjetas); f) Sarjetas (pequenas valetas laterais executadas ao longo
dos bordos da plataforma onde a secção transversal apresenta-se sem corte).
Figura 30: Mostrando a situação final de adequação do leito da PLA - 06, com elevação
do greide da pista e dispositivos de drenagem.
A cada camada de 0,2 m, de material de solo depositado para elevação
do greide da pista, realizou-se a compactação do solo com rolo compactador vibratório
objetivando-se boa capacidade de suporte para dificultar a infiltração de água nestas áreas e
diminuir o arrastamento de solo.
Nesta secção transversal da plataforma (largura da pista de rolamento)
foi adotado o critério de largura padrão de 10 m em função da largura dos veículos que a
utilizarão.
67
A superfície da pista foi compactada para restringir a infiltração de
água, levando a um aumento das taxas de escoamento superficial. Dessa forma, houve
interferência nos padrões naturais de drenagem nos comprimentos de rampa. Os cortes
realizados, a conformação da nova plataforma e as subseqüentes movimentações de terra
modificou, no local, o fluxo das águas superficiais e subterrâneas, conforme mostra a foto a
seguir.
Figura 31: Mostrando o abaulamento transversal do trecho da estrada PLA-06, objeto
de processo de intervenção corretiva.
6.1.2 Serviços de drenagem e técnicas utilizadas
Como as áreas de corte e aterros estarão sujeitos a intempéries, e suas
superfícies a processos erosivos, utilizou-se um sistema de drenagem de águas pluviais,
68
chamado “superficial”. Considera-se que esse sistema de drenagem, no projeto de controle de
erosão, é o mais importante do sistema de adequação de estradas rurais.
Esta estrada rural, se revestida e não contemplada com a devida
implantação de adequados dispositivos de drenagem, estará com sua plataforma seriamente
comprometida, na primeira chuva que ocorrer.
Foram levados em conta fatores climatológicos, topográficos,
geológicos, tipo de solo, susceptibilidade a erosão, infiltração de água, contribuição de áreas
adjacentes no escoamento superficial, em função do traçado da estrada.
O trecho da estrada, antes da intervenção, apresentava um
comprimento de rampa longo de 500 m sem sangradouros laterais; somente uma sangra lateral
nas margens da sarjeta por onde carreava solo e água, com agressões impactantes no
manancial de abastecimento da comunidade. Desse modo as águas eram inadequadamente
conduzidas afetando a capacidade de uso da via, havendo no seu leito areiões de baixada,
depressões, trilhamentos, erosões, com rompimentos de bordos.
As intervenções corretivas adotadas para obtenção de uma boa
drenagem para este trecho de estrada foram: a) conduzir, com segurança, toda a água que
cruza a plataforma da estrada para dispositivos de segmentos e bacias de captação; b) remover
da pista toda a água sem danificar a estrada ou sua estrutura, o mais rápido e seguidamente
possível; c) reduzir a velocidade das águas, bem como a distância de rampa a ser percorrida
por elas; d) adotar um sistema de plataforma cuja largura e altura dos cortes produzissem o
mínimo de perturbações; e) utilizar drenagens transversais – chamados desviadores de fluxo –
para a mais rápida remoção das águas; f) usar gramíneas para revestir as áreas de corte dos
taludes e as áreas marginais para diminuir o carreamento de solo; g) construir dispositivos para
escoamento das águas superficiais para que elas fossem conduzidas a local de drenagem
natural ou contidas em bacias de captação e terraços embutidos com gradiente.
Essas intervenções de drenagem superficial integraram-se às práticas
conservacionistas existentes nas áreas agrícolas adjacentes ao trecho trabalhado, como
vegetação com gramíneas para melhorar a infiltração de água no solo e conter arrastamento de
solo evitando-se, assim, a deposição de resíduos dentro dos canais dos terraços e das bacias de
captação.
69
O planejamento de sistema de terraços embutidos com gradiente foi
eficiente no controle da erosão, na área do experimento, porque se considerou: a natureza do
solo (principalmente textura, permeabilidade e erodibilidade); a área de contribuição a
montante; o regime pluviométrico na região; o comprimento de rampa da estrada e sua
declividade e a construção de escoadouros artificiais (bacias de captação e retenção).
6.1.3 Segmentos de terraços embutidos com gradiente
Essas correções dos dispositivos de drenagem permitiram armazenar,
infiltrar e conduzir as águas pluviais, vindas da plataforma da estrada rural PLA-06, para as
bacias de captação evitando-se o seu deságüe diretamente nas áreas de plantio, por onde
haveria infiltração no solo com abastecimento do lençol freático e perdas superficiais de solo,
por escoamento.
O sistema de drenagem adotado integrou-se a práticas vegetativas com
gramíneas do gênero Brachiárias, que promovem boa cobertura e revestimento do solo,
produzindo bons efeitos de infiltração e interceptação as águas advindas das chuvas. Daí que,
quanto maior for a porcentagem de cobertura vegetal e rugosidade da superfície do solo, no
local, menor o escoamento superficial das áreas de contribuição. As três fotos, a seguir,
mostram aspectos da vegetação no local.
70
Figura 32: Mostrando terraço vegetado embutido com gradiente, construído no local da
estrada PLA-06.
Figura 33: Mostrando outro aspecto de terraço vegetado, embutido com gradiente
drenando as águas da PLA - 06.
71
Figura 34: Mostrando mais um aspecto de terraço vegetado, embutido com gradiente ao
lado da PLA - 06.
C
onstatou-se resultado satisfatório com o revestimento, com
gramíneas, dos canais dos terraços, bem como dos seus camalhôes, pois houve diminuição de
arrastamento de solo e de erodibilidade. Entretanto, como essa prática de construção de terraço
embutido foi implantada, no local, em complementação ao desviador de fluxo das águas, ao
longo do tempo será necessária manutenção constante para se retirar o excesso de
assoreamento que se acumula no início dos canais.
Na construção destes terraços, usou-se equipamento motomecanizado:
trator de esteiras Modelo FIAT AD7-B com rendimento de 80 m lineares por hora, com secção
de canal 3,08 m
2
e largura de 7,50 m com cinco operações básicas (escavação, carga do
material escavado, transporte, descarga e espalhamento).
72
Figura 35: Mostrando terraço embutido pronto, construído no trecho da estrada PLA-
06.
O espaçamento entre os terraços embutidos foi calculado em função:
da capacidade de infiltração de água no corpo do solo, da resistência que o solo oferece contra
a erosão e do uso e manejo do solo.
Foram construídos em desnível de 1%, e o espaço, entre os terraços e
as áreas adjacentes, foi vegetado para promover a infiltração de água no solo, e diminuir o
escoamento superficial seguido de arrastamento de solo.
Aplicaram-se as equações de LOMBARDI (1994) para o cálculo do
espaçamento vertical e horizontal em solos de tipo argissolo vermelho distrófico abrúptico, de
textura arenosa, ou seja:
73
6.1.3.1 Para o espaçamento Vertical
EV = 0,4518 K D
0,58
(u + m)
2
EV = 0,4518 0,90 7
0,58
(1,75 + 2,0)
2
EV = 2,90 m
Onde: EV = espaçamento vertical entre terraços em metros
D = declive do terreno em porcentagem – 7%
K = índice variável para este solo – 0,90
u = fato de uso deste solo – 1,75
m = fator de manejo do solo – 2,0
6.1.3.2 Para o espaçamento horizontal
EH = 100 EV
D
EH = 100 . 290 = 41,42 mt
7
Onde:
EH = espaçamento horizontal em metros
EV = espaçamento vertical
D = declividade do local expressa em porcentagem – 7
74
Figura 36: Mostrando os novos terraços embutidos com gradiente nas áreas adjacentes
da PLA – 06, e com detalhe o desviador de fluxo.
6.1.4 Dimensões dos terraços construídos na área
Os terraços embutidos com gradiente que se construiu no trecho da
estrada PLA-06, objeto do experimento, e em suas áreas adjacentes possuem comprimento de
100 m. A secção de canal é de 3,08 m
2
e a largura da secção transversal 9,05 m, calculado em
função da água escoada na rampa do greide da pista e áreas adjacentes entre terraços. Suas
pontas possuem vegetação com gramíneas para minimizar efeito de erodibilidade do solo, na
passagem da água do canal para a bacia de captação. Considerando a erodibilidade deste solo
(Mg.h.MJ
-1
.mm
-1
= 0,0405), a área em torno ao trecho de estrada, objeto do experimento, é de
50 ha.
Após o término do período de verão, observou-se que a estrutura física
dos terraços se manteve uniforme sem destruição dos camalhões e houve assoreamento só no
início do canal, próximo ao desviador de fluxo.
75
A velocidade da água na secção do canal é projetada para 0,60 m., mas
a vegetação de gramíneas, presente na área, reduz essa velocidade contribuindo cerca de 1%
de gradiente para a diminuição do processo erosivo, o que é um resultado satisfatório.
6.1.4.1 Uso do método racional para cálculo da vazão máxima
Utilizou-se a equação proposta por LOMBARDI NETO et al. (1994)
para o cálculo de vazão máxima, na área:
Q
max
= C I
m
A
360
Onde: Q
max
= vazão máxima de escoamento superficial, m
3
.s
-1
I
m
= intensidade máxima média de precipitação para uma duração igual ao
tempo de concentração da bacia, mmh
-1
= 1,69 mm/h
A = área da bacia de drenagem, ha = 50 ha
C = coeficiente de escoamento superficial = 0,70
Q
max
= 0,164 m
3
/s
As pontas dos terraços foram vegetadas com gramíneas para diminuir
o efeito abrasivo sobre o solo e diminuir a erodibilidade nos pontos de escoamento em que o
fluxo da enxurrada tem sua velocidade reduzida adentrando para o interior da bacia de
captação, na qual parte da água é infiltrada no solo e parte é evaporada para a atmosfera.
Estes dispositivos de drenagem foram executados simultaneamente aos
serviços de conformação final da plataforma no trecho da estrada e foram revestidos com
grama. Assim, a água da chuva que cai na superfície do solo, parte se infiltra e o excedente
escoa pela superfície do leito da estrada e é recolhida pelo terraço em desnível que dará a
vazão do deflúvio superficial de forma disciplinada, sem causar problemas de erosão.
As áreas entre os terraços construídos – chamadas áreas adjacentes –
foram revestidas com o material de recuo e revegetadas com sementes de gramíneas para
promover a infiltração de água.
Quando a chuva excede a capacidade de infiltração do solo, o excesso
de água escoa sobre a superfície do terreno e é colhida pelos canais dos terraços em gradiente
76
sem causar danos ao meio ambiente a jusante como: represas, ribeirões, nascentes e áreas de
APP.
No caso do trabalho executado no trecho da Estrada PLA-06 o volume
da enxurrada máxima depende da intensidade das chuvas que poderão ocorrer. Com base em
observações e das características da bacia hidrográfica, da declividade, do solo, da cobertura
vegetal existente determinou-se, na área do projeto, a proporção com que as águas das chuvas
penetram no perfil deste solo e a velocidade de seu escoamento.
Para que o terraceamento resista à maior chuva, que já ocorreu no
local, foi determinado o período de retorno de 10 anos, utilizando cartas de isoietas de chuvas
diárias de 24 horas máximas, com duração de 6 dias ou 144 horas ou lâmina de 245 mm.
6.1.5 Construção das bacias de captação e retenção
Estes dispositivos foram construídos associados ao terraceamento nas
pontas para a captação das águas superficiais oriundas da plataforma da estrada, áreas
adjacentes e águas dos canais dos terraços, em função da drenagem lenta interna do horizonte
B - textural que possui na sua composição granulométrica mais de 35% de argila, o que o
classifica como solo mal drenado, com permeabilidade lenta. Em função da diferença textural
entre horizontes A e B, o Horizonte A é raso e de textura arenosa, absorvendo o máximo da
precipitação pluviométrica até atingir a capacidade de campo, e aí se inicia o escoamento
superficial provocado pela má percolação de água no horizonte B.
O solo, na área do experimento, apresenta risco de erosão moderado
com índices de 2 a 5 e pertence a classes de solos com perdas de 20 a 50 Mg ha
-1
ano
-1
.
O objetivo da construção das bacias de captação foi aproveitar
racionalmente as águas das chuvas, reduzindo ao mínimo suas perdas por enxurradas e, ao
mesmo tempo, dar às áreas trabalhadas a segurança de sua conservação permanente.
As bacias de captação foram locadas tecnicamente, em função do
declive do local, da área de exposição, do tipo de solo, e da precipitação local para diminuir a
erosão por escoamento de águas, em sulcos de erosão, como acontecia anteriormente nas áreas
adjacentes.
77
Foram consideradas também as enxurradas das áreas adjacentes
provenientes dos espaços entre terraços, além das provenientes da plataforma da estrada, do
comprimento de rampa, entre desviadores de fluxo, e terraços com gradiente.
As bacias construídas no local obedeceram a uma técnica própria em
função das áreas de contribuição da secção trabalhada. No decorrer da estação chuvosa, as
bacias de captação, locadas em pontos determinados, nas pontas dos terraços embutidos,
armazenam as águas das chuvas que, por infiltração através dos horizontes do perfil do solo,
iriam abastecer o lençol freático, aumentando o potencial dos mananciais a jusante do local,
evitando o assoreamento que sempre ocorreu, anteriormente, nos locais das nascentes.
O espaçamento entre as bacias construídas são os mesmos dos
terraceamentos embutidos com comprimento de 100 m e com 1% de gradiente no seu canal.
Figura 37: Mostrando bacia de captação com presença de água coletada no leito da
estrada associada à ponta de terraço da PLA - 06.
78
6.1.5.1 Dimensionamento das bacias de captação e retenção
Para o cálculo do volume de água a ser armazenado dentro das bacias,
conforme método utilizado por BERTOLINI (1993) foi considerado, no local do experimento,
uma secção de comprimento (C), largura (L), e altura (I) com base numa precipitação máxima
de 110 mm por hora e curvas de precipitação máxima de 24 horas para um período de retorno
de 10 anos.
Segundo BERTOLINI (1993) as estradas rurais possuem o leito
carroçável sem cobertura vegetal e o solo superficial se torna compactado de forma
impermeabilizada pelo adensamento de material depositado na superfície. Isso faz com que
haja um escoamento no sentido de maior declive com força destruidora e arrastadora de solo
ocaiosando, nas áreas adjacentes a jusante, assoreamento de mananciais, quando atinge o eixo
do talvegue, ou albertura de erosões tipo voçoroca.
As dimensões (raio) foram calculadas em função dos seguintes
parâmetros: precipitação máxima em 24 horas, largura da estrada, tipo de solo e declividade
do terreno.
O cálculo do volume armazenado foi baseado em curvas de isoietas de
chuvas diárias (24 horas) máximas em milímetros, para período de retorno de 10 anos,
conforme a seguinte fórmula:
V = C L I
Onde:
V = volume em m
3
C = comprimento da estrada (espaçamento entre bacias) 41,42 mts
L = largura da estrada em m (consideramos a área de contribuição dos
taludes e leito carroçável) 10 mts
I = precipitação máxima em 24 horas em mm (110)
Assim o dimensionamento das bacias foi calculado:
V = 41,42 x 16 x 110
V = 72,89 m
3
79
Os equipamentos utilizados para construção foram tratores de esteira
FIAT – AD – 7D e CATERPILLAR- D-6; o tempo necessário a sua execução e função do
diâmetro da Bacia, do volume escavado e do tipo de solo.
Figura 38: Mostrando terraço embutido vegetado, com gradiente e com bacia de
captação associada na extremidade da PLA - 06.
80
Figura 39: Mostrando terraço com gradiente e manejo do solo com vegetação em áreas
adjacentes da PLA-06.
Figura 40: Mostrando ponta de terraço vegetado com gramíneas e com ligação para a
caixa de contenção, vegetada, na área adjacente a PLA-06.
81
Figura 41: Mostrando terraço com gradiente em detalhe a ponta escoando água para a
bacia de captação na PLA-06
.
Realizados os estudos sobre o processo da erosão hídrica e de como ele
se verifica no trecho da estrada identificada como PLA-06 – selecionado para a intervenção
corretiva –, foram realizados os testes sobre a qualidade do solo e a incidência das
precipitações pluviométricas e, a partir desses dados, foram elaborados os projetos de
intervenção para cada um dos segmentos desse trecho, levando-se em consideração suas
características específicas.
6.1.5.2 Custo das operações de práticas mecânicas
Só depois disso foram iniciados os trabalhos de campo, patrocinados
pelo Poder Público Municipal e cujos custos totais importaram em R$21.880,00, conforme
estão discriminados nas tabelas 13, 14 e 15.
82
Tabela 14: Produção e construção de terraços embutidos com gradiente em 2,6 Km ,
secções e custos nas áreas marginais da PLA-06 .
Tipo de
terraço
Equipamento
utilizado
Pot. (cv) Marcha Vel.
(km/h
)
Nº
de
passadas
Largura
mt
Secção m
2
Prod.
(m/h)
construçã
o
Total
horas em
construçã
o
Custo
(R$)
hora/
máqu
Custo
(R$) hora
m.total
Embutido
Trator de
esteiras
155 2ª 3,7 1– Levant.
4. Acab.
9,05 3,08 120 24 70,00 1.680,00
Embutido
Trator de
esteiras
86 1ª 2,5 1– Levant.
4. Acab.
9,05 3,08 80 10 100,00 1.000,00
TOTAL 2,680,00
Fonte: Codasp (1994) Manual Técnico de Moto-mecanização Agrícola
Tabela 15: Produção e construção de bacias de captação: operações e custo
Diâmetro da Bacia
Equipamentos Marca 12 m
Quantidade
horas p/
construção
bacias
Custo hora
máquina (R$)
Custo total
(R$)
Trator de Esteiras
86CV
FIAT AD=7B 3,0 45 70,00 3.150,00
155 CV Caterpillar D-6 2,0 8 100,00 800,00
TOTAL: 3.950,00
83
Ta
bela 16: Reconstrução de 500 m do leito da estrada PLA-06: operações e custos
Tipo de Estrada Equipamento
utilizado
Pot.
(cv)
Marcha Vel.
(km/h)
Nº
de
passada
s
Largura
faixa de
corte recuo
Largura
plataforma
aterro
Largura
corte
taludes
Produção
m/h
Total
horas
Custo (R$)
hora m.total
Recuo do
horizonte A e
retorno
Trator esteiras
FIAT-AD-7D
150 2ª 3,7 2 40 __ __ 100 40 2.800,00
Abatimento de
taludes
Trator esteiras
FIAT-AD-7B
150 1ª 3,7 5 -- 10 30 150 110 7.700,00
Abaulamento
da pista
Motonivela-
dora
Caterpillar 120
B
190 3ª 3,7 6 -- 10 __ 600 15 1.050,00
Compactação
das camadas de
20 x 20 cm
Rolo
compactador
vibratório
90 3ª L 5,5 30 -- 10 __ 1000 40 2.400,00
Espalhamento e
regularização
da pista com
cascalho
Motonivela-
dora
Caterpillar 120
B
190 3ª 6,0 4 -- 10 __ 600 10 700,00
Revestimento
primário
cravamento
material
granular
Rolo
compactador
liso
110 3ª L 6,0 7 -- 10 __ 1000 10 600,00
TOTAL: 15.250,00
Fonte: Codasp (1994) Manual Técnico de Mecanização Agrícola
Custos totais da intervenção da plataforma correção do leito (R$ 15.250,00) + construção das
bacias de captação (R$ 3.950,00) + construção de terraços embutidos (R$ 2.680,00). Somam
total de R$ 21.880,00.
84
7 CONCLUSÕES
Ao final da pesquisa teórica e da realização do experimento, algumas
considerações finais parecem ser importantes:
1ª) As frações granulométricas e a estabilidade dos agregados do solo
– após sofrerem sucessivas alterações provocadas pelo homem, especialmente nas suas
atividades agrícolas, eventualmente desencadeadoras de processos erosivos – comportam-se
de forma bastante diferenciada ao longo da transeção de uma estrada.
2ª) A metodologia de intervenção corretiva utilizada, neste trabalho,
para o controle da erosão no trecho da estrada, anteriormente identificada, apresentou
resultados positivos para a contenção das águas pluviais e diminuição do assoreamento a
jusante em áreas de recursos hídricos.
3ª) As práticas de construção de terraços embutidos associados a
bacias de captação e retenção só foram eficientes, no controle da erosão da estrada, quando
complementadas com a vegetação do solo, entre os terraços, para diminuir o assoreamento
destes dispositivos.
85
4ª) O sistema de drenagem utilizado foi adequado e constituiu o
aspecto mais importante do projeto de intervenção corretiva, no trecho da estrada em que se
trabalhou, pois eliminou o assoreamento a jusante em nascentes, córregos e áreas de APP.
86
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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