1Técnicas de bioengenharia para revegetação ...
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CENTRO BRASILEIRO PARACONSERVAÇÃO DA
NATU...
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INFORMAÇÕESGERAIS
O Boletim Técnico CBCN é o veículo de divulgação técn...
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Projeto: PESQUISA & DESENVOLVIMENTO – GT ...
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SUMÁRIO
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1 INTRODUÇÃO
As atividades antrópicas, ao...
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reconstrução topográfica, de acordo com o grau e o tipo de impacto
ambi...
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dos solos e sedimentos para os corpos d’á...
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Figura 2 - Estado de calamidade pública na cidade de Canaã-MG,
em deco...
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e a degradação da qualidade da água, alé...
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A CODASP, a Fundação Rural Mineira (RURALMINAS) e
as empresas de assis...
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parceria com a CEMIG, Companhia Energéti...
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IV - proteção dos ecossistemas, com a preservação de áreas
representat...
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Alguns desses instrumentos normativos re...
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No setor rodoviário no Brasil, representado pelo DNER e por
seus corre...
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A Embrapa (2006, p. 31) define solos com...
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de horizontes ou camadas, dependendo do caso (RESENDE et al.,
2007), r...
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O horizonte A geralmente apresenta color...
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Representando a fração grosseira do solo temos as partículas
no tamanh...
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a lâminas de tetraedros de silício. Quan...
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A matéria orgânica do solo geralmente resulta da ação dos
microrganism...
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Cores mais enegrecidas apontam para teor...
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3.3 Textura
Textura do solo refere-se à proporção relativa das partícu...
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3.4 Estrutura
Estrutura do solo faz cono...
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3.5 Cerosidade
É o aspecto brilhoso devido ao recobrimento dos agregad...
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fração argila pode fazer com que os solo...
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3.8 Cimentação
É a ação de componentes químicos que unem as partículas...
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quebrável com as mãos, mas facilmente qu...
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chuva é um componente importante para predizer fenômenos
erosivos (BER...
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A voçoroca (“terra rasgada” no tupi-guar...
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As principais fontes de erros que podem ser introduzidos na
estimativa...
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0,05, mostrando a importância da cobertura do solo. Esta cobertura
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I = Intensidade da chuva em um período (cm por hora).
O índice de eros...
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Neste caso, podem ser utilizados mapas d...
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Wischmeier e Smith (1978), que é baseada nas informações de:
• porcent...
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M= [100 - % argila] . [ % (silte +...
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em que
• ë = comprimento do talude (m); e
• s = inclinação do talude e...
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3.10.4 Fator de cobertura vegetal e reco...
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variáveis, independentemente de práticas de cultivo e proteção
do solo...
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A distribuição quantitativa das classes ...
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apresentam instabilidade na agregação das partículas sob o impacto
das...
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entrada de água (precipitação) e a saída de água (evaporação,
transpir...
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bom desenvolvimento com o pH entre 5,5 e...
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COUTINHO, 1994). Isto se deve ao contínuo crescimento foliar do
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as condições favoráveis ao desenvolvimen...
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importantes processos físico-químicos do solo, como a quelatização
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Quadro 3 - Redução da erosão em função d...
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da intensidade de escoamento superficial e pelo aumento dos índices
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espécies de plantas. Além disso, ao efetuarem a análise da
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O corte, as lesões graves ou a debilidad...
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Quadro 4 - Efeitos hidromecânicos da vegetação na estabilidade
de solo...
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Quadro 5 - Metodologias utilizadas para ...
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rápido crescimento para controlar processos erosivos, ocasionou o
agra...
63Técnicas de bioengenharia para revegetação ...
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da água da atmosfera para o solo nas águ...
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COUTO, L. et al.64
variedade de leguminosas tropicais, havendo ainda muitas espécies
desc...
65Técnicas de bioengenharia para revegetação ...
Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010
Um outro aspecto relevante é o fato de q...
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COUTO, L. et al.66
rizomas ocorrem abaixo da superfície do solo e são diferentes das
raíz...
67Técnicas de bioengenharia para revegetação ...
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enumeradas as várias vantagens do uso do...
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• Sistema radicular penetrante, capaz de suportar entuba-
mentos (túne...
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• Característica de planta xerófica e hi...
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solo, melhorando as condições de drenagem e retenção das
movimentações...
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  1. 1. 1Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 CENTRO BRASILEIRO PARACONSERVAÇÃO DA NATUREZAEDESENVOLVIMENTOSUSTENTÁVEL BOLETIM TÉCNICO CBCN No 001 TÉCNICAS DE BIOENGENHARIA PARA REVEGETAÇÃO DE TALUDES NO BRASIL Laércio Couto Wantuelfer Gonçalves Arnaldo Teixeira Coelho Cláudio Coelho de Paula Rasmo Garcia Roberto Francisco Azevedo Marcus Vinicius Locatelli Tatiana Gontijo de Loreto Advíncula Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta Cristiane Alves Barbosa Costa Luis Carlos Gomide Pedro Henrique Motta Viçosa – Minas Gerais 2010 ISSN: 2177-305X
  2. 2. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.2 INFORMAÇÕESGERAIS O Boletim Técnico CBCN é o veículo de divulgação técnico-científica do Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável que publica trabalhos no campo da conservação da natureza e do desenvolvimento sustentável. Editor Chefe: Gumercindo Souza Lima Editor Assistente: GuidoAssunção Ribeiro Comissão Editorial Presidente:Antonio Lélis Pinheiro; Vice Presidente: Rasmo Garcia; Membros: Antônio de Arruda Tsukamoto Filho (UFMT), Carlos Antônio Alvares Soares Ribeiro (UFV), Cláudio Coelho de Paula (UFV), Eduardo Antônio Gomes Marques (UFV), Elias Silva (UFV), Ésio de Pádua Fonseca (UEL), João Luis Lani (UFV), Jorge Alberto Gazel Yared (CBCN), José Geraldo Mageste (UFVJM), João Carlos de Carvalho Almeida (UFRRJ), Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta (CBCN), Júlio Cesar Lima Neves (UFV), Laci Mota Alves (FATEC Presidente Prudente), Luiz Carlos Couto (UFVJM), Omar Daniel (UFGD), Roberto Azevedo (UFV), Rodrigo Silva do Vale, (UFRA); Wantuelfer Gonçalves (UFV) Coordenação de Edição: ICONE – Instituto para o Conhecimento Empresarial Ltda. Diagramação: Franz Lopes da Silva Revisão Linguística: Eliane Ventura da Silva Capa: Ricardo Resende Impressão: Qualigraf Serviços Gráficos Ltda. Circulação: Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável - CBCN Endereço: Rua Professor Alberto Pacheco, 125 – salas 506 e 507 – Ramos 36570-000 Viçosa, Minas Gerais - Brasil Telefone/Fax: +55 (31) 3892-4960 cbcn@cbcn.org.br / www.cbcn.org.br Ficha Catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca Central da UFV SOLICITA-SEPERMUTA EXCHANGEDESIRED Técnicas de bioengenharia pararevegetação de taludes T252 no Brasil / Laércio Couto ... [et al.] – Viçosa, MG : 2010 CBCN, 2010. 118p. : il. (algumas col.) ; 21 cm. (Boletim técnico CBCN, 2177-305X ; 1). Inclui bibliografia. 1. Meio ambiente. 2. Desenvolvimentosustentável. 3. Proteção ambiental. I. Couto, Laércio, 1945- . II. Centro Brasileiro para Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável. III. Série. CDD 22.ed. 363.7 Apoio: CEMIG – Companhia Energética de Minas Gerais S/A ISSN: 2177-305X Esta publicação foi carboneutralizada
  3. 3. 3Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Projeto: PESQUISA & DESENVOLVIMENTO – GT 196 CEMIG Diretoria de Geração e Transmissão Luiz Henrique de Castro Carvalho Superintendência de GestãoAmbiental da Geração eTransmissão Enio Marcus Brandão Fonseca Gerência de Estudos e Manejo da Ictiofauna e Programas Especiais Newton José Schimidt Prado CBCN Presidente Laércio Couto Coordenador Geral Projeto GT 196 Laércio Couto CoordenadorpelaCemig Rodrigo Avendanha Liboni EquipeTécnica Arnaldo Teixeira Coelho Claudio Coelho de Paula Cristiane Alves Barbosa Costa Juliana Margarido Fonseca Couto Brunetta Laércio Couto Luis Carlos Gomide Marcus Vinicius Locatelli Pedro Henrique Motta Rasmo Garcia Roberto Francisco Azevedo Tatiana Gontijo de Loreto Advíncula Wantuelfer Gonçalves EquipeAdministrativa Franz Lopes da Silva Leonardo Paiva Pereira Tatiana de Almeida Crespo
  4. 4. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.4
  5. 5. 5Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 SUMÁRIO Página 1 INTRODUÇÃO...................................................................................... 7 2 EVOLUÇÃODALEGISLAÇÃOAMBIENTALNOBRASIL ............... 13 3 CONSIDERAÇÕESSOBRESOLOS ..................................................... 16 3.1 Constituição ................................................................................. 19 3.2 Cor................................................................................................ 22 3.3 Textura.......................................................................................... 24 3.4 Estrutura....................................................................................... 25 3.5 Cerosidade ................................................................................... 26 3.6 Porosidade ................................................................................... 26 3.7 Consistência................................................................................. 27 3.8 Cimentação................................................................................... 28 3.9 Considerações sobre erosão ........................................................ 29 3.10 Equação Universal de Perdas de Solo ........................................ 32 3.10.1 Fator climático ....................................................................... 35 3.10.2 Fator de erodibilidade............................................................ 37 3.10.3 Fator topográfico................................................................... 39 3.10.4 Fator de cobertura vegetal e recobrimento do solo ............... 43 3.10.5 Fator de manejo de culturas e conservação do solo ............. 43 4 FATORESASEREMCONSIDERADOSEMPROJETOSDE PROTEÇÃODETALUDES ................................................................. 44 4.1 Edáficos ....................................................................................... 44 4.2 Temperatura ................................................................................. 46 4.3 Precipitação .................................................................................. 47 4.4 pH/salinidade ............................................................................... 48 4.5 Resistência ao fogo ...................................................................... 49 5 EFEITODAVEGETAÇÃONAESTABILIDADEDETALUDESE ENCOSTAS ........................................................................................ 50 5.1 Seleção de plantas para controle de erosão e áreas degradadas.. 63
  6. 6. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.6 Página 6 BIOENGENHARIADESOLOSNAPROTEÇÃODETALUDESE RECUPERAÇÃOAMBIENTAL ......................................................... 69 6.1 Geossintéticos ............................................................................ 72 6.2 Retentores sedimentos................................................................ 79 6.2.1 Bermalongas .......................................................................... 82 6.2.2 Paliçadas de madeira .............................................................. 82 6.2.3 Preenchimentos de concavidades erosivas ........................... 86 6.3 Solo envelopado verde ............................................................... 86 6.4 Solo grampeado verde ................................................................ 89 6.5 Madeira e estacas vivas .............................................................. 92 6.6 Concreto ..................................................................................... 93 6.7 Ligas metálicas ............................................................................ 94 6.8 Hidrossemeadura ........................................................................ 94 7 DRENAGEMDOSTALUDES ............................................................. 97 7.1 Drenagem de superficial .............................................................. 98 7.1.1 Canaletas................................................................................ 98 7.1.2 Escada hidráulica ................................................................... 99 7.2 Drenagem subterrânea ................................................................ 99 7.2.1 Geossintéticos ......................................................................103 7.2.2 Geotêxteis..............................................................................103 7.2.3 Geogrelhas ............................................................................103 8 PROTEÇÃODECURSOSD’ÁGUA ...................................................105 9 CONTROLEDEPRAGAS ..................................................................109 REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS .......................................................110
  7. 7. 7Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 1 INTRODUÇÃO As atividades antrópicas, ao longo dos anos, podem resultar em modificações na paisagem e eventualmente ter como consequência a degradação do solo. Com a finalidade de minimizar este fato, estabilizar os processos erosivos e amenizar o aspecto visual negativo causado por tais atividades, são realizadas obras de drenagem, geotécnicas, de terraplenagem e de implantação de revestimento vegetal. A minimização dos impactos ambientais decorrentes das atividades humanas é uma preocupação cada vez maior da população. Aliada à pressão da sociedade e às exigências legais, e também por iniciativa própria, as empresas públicas e privadas e as instituições de pesquisa interessaram-se na execução de projetos e no desenvolvimento de tecnologias e produtos para atender a esta crescente demanda na área ambiental. Também neste contexto, as universidades criaram cursos de graduação e pós-graduação em gestão ambiental e em áreas correlatas, ampliando a oferta de profissionais no mercado e aumentando os estudos e pesquisas nessa área. Muitas vezes a construção de estradas, de usinas hidrelétricas e de subestações e outras obras exigem movimentação de terras, o que pode resultar em taludes que estão sujeitos às intempéries e às oscilações de temperatura e umidade, proporcionando dificuldades para o estabelecimento de cobertura vegetal, comprometendo assim a completa recuperação ambiental do local afetado. Para muitos desses taludes é necessário elaborar e implantar projetos de recuperação de áreas degradadas, incluindo medidas mitigadoras e
  8. 8. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.8 reconstrução topográfica, de acordo com o grau e o tipo de impacto ambiental causado pelo empreendimento. No Brasil o deslizamento de encostas tem provocado acidentes, principalmente em áreas urbanas, devido à ocupação acelerada e desorganizada que avança progressivamente sobre terrenos considerados instáveis, o que, cada vez mais, expõe a grandes riscos a população que neles se aloja. Segundo Inbar et al. (1998), citados por Fernandes et al. (2004), as principais atividades responsáveis pela degradação de aspectos geomorfológicos são as mineradoras e a abertura de estradas, estas gerando quase sempre modificações significativas na paisagem. Em relevos íngremes e desnudos de vegetação, as enxurradas são frequentes e os processos erosivos decorrentes mobilizam muita massa de solo, o que é intensificado nas cidades por serem essas superfícies bastante impermeabilizadas. As enxurradas depositam os materiais transportados nas vertentes ou nos fundos dos vales, causando assoreamento dos corpos d’água, o que por sua vez promove alagamentos, bem como diminuição da capacidade de armazenamento de água nos reservatórios, trazendo assim sérios prejuízos para o abastecimento e a produção de energia hidrelétrica (CARVALHO et al., 2006). Parizzi et al. (2004), a partir de dados fornecidos pela Secretaria da Habitação e da Coordenadoria de Defesa Civil da cidade de Belo Horizonte-MG, constataram uma média anual de 400 desmo- ronamentos entre 1994 e 2000 nas periferias da capital mineira. Muitas vezes a situação de instabilidade de taludes e encostas é agravada em períodos de chuva, causando erosões, carreamento
  9. 9. 9Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 dos solos e sedimentos para os corpos d’água, destruição de residências e até mortes (Figuras 1 e 2). As características intrínsecas das áreas sob as supracitadas intervenções predispõem e condicionam diversos fenômenos, sendo um dos mais comuns a suscetibilidade à erosão, neste caso o movimento de massa de solo em encostas e taludes, genericamente denominado de escorregamento (Figura 3). Segundo Toy et al. (2002), a perda de solo por erosão acarreta redução do potencial natural de revegetação. Dentre os prejuízos decorrentes dos movimentos de massa de solos incluem-se a desvalorização de terras, a perda de produtividade Figura 1 - Deslocamento de terra em área urbana devido às intensas chuvas de verão, cidade de Canaã-MG, janeiro de 2009. A seta amarela indica a região que a massa de solo erodido alcançou.
  10. 10. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.10 Figura 2 - Estado de calamidade pública na cidade de Canaã-MG, em decorrência dos desmoronamentos de diversos taludes com as intensas chuvas de verão, janeiro de 2009. Figura 3 - Transtorno em trecho urbano da BR-120 na cidade de Viçosa-MG, decorrente do escorregamento de massa de solo.
  11. 11. 11Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 e a degradação da qualidade da água, além de danos aos sistemas de transportes, energia elétrica, abastecimento público, dentre outros (Figura 4). De acordo com pesquisa realizada pelo Departamento de Águas e Energia Elétrica e pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas, no Estado de São Paulo, 70% das ocorrências de erosões são causadas pela má conservação de estradas vicinais. O governo do Estado, buscando uma solução para esses problemas, criou o Programa Melhor Caminho, com a coordenação da Secretaria de Agricultura e Abastecimento e a Companhia de Desenvolvimento Agrícola de São Paulo (CODASP) como executora dessas obras (CODASP, 2008). Figura 4 - Detalhe de processos erosivos impactando linhas de transmissão.
  12. 12. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.12 A CODASP, a Fundação Rural Mineira (RURALMINAS) e as empresas de assistência técnica e extensão rural, dentre elas a Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI) no Estado de São Paulo e a Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural (EMATER) por todo o Brasil, são também exemplos de empresas que vêm se dedicando à conservação da água e do solo no meio rural, atuando na construção, recuperação e conservação de estradas vicinais pelo manejo integrado de sub-bacias hidrográficas. Os taludes de corte resultantes das obras civis como construção de estradas, áreas de empréstimo e barragens devem ser revegetados para que não desencadeiem problemas mais graves no futuro (DIAS, 1998). Pesquisas têm mostrado a eficiência das diferentes técnicas de revegetação de taludes (EINLOFT, 2004; FERNANDES, 2004). O Manual de Conservação Rodoviária do Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT) considera a revegetação de taludes como condicionantes ambientais específicas vinculados às construções de instalações de obras de jazidas e caixas de empréstimos e de obras de aterros, cortes e bota-foras (DNIT, 2006), e o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) (1997) recomenda não utilizar a impermeabilização betuminosa dos taludes para seu controle erosivo, por questões estéticas, quando outras técnicas podem ser utilizadas. Este relatório faz parte do Projeto “Desenvolvimento de metodologias para revegetação e recobrimento vegetativo no controle de taludes”, executado pelo CBCN (Centro Brasileiro para a Conservação da Natureza e Desenvolvimento Sustentável), em
  13. 13. 13Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 parceria com a CEMIG, Companhia Energética de Minas Gerais, dentro do Programa pesquisa & desenvolvimento CEMIG - ANEEL no GT 196. 2 EVOLUÇÃO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL NO BRASIL A consciência ambiental no País veio a se intensificar a partir da promulgação da Lei Federal 6.938/1981, de 31 de agosto de 1981, que dispõe sobre a política nacional do meio ambiente, consolidando com a Constituição Federal de 1988. Desde então, a questão ambiental no Brasil evoluiu muito, e hoje esta deve ser tratada de forma integrada, seguindo os preceitos da gestão integrada do meio ambiente propriamente dita. Essa gestão integrada preconiza a sustentabilidade do inter- relacionamento das questões socioambientais dos municípios com os espaços regionais (SCHUSSEL, 2004; SHIKI; SHIKI, 2004). A legislação básica que dá suporte a essa integração pode ser sumarizada pela Lei Federal 6938/1981, pela Constituição Federal de 1988 e pelas derivadas leis estaduais. A Lei Federal 6.938/1981, de 31 de agosto de 1981, dispõe sobre a política nacional do meio ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências (BRASIL, 1981): I - ação governamental na manutenção do equilíbrio ecológico, considerando o meio ambiente como um patrimônio público a ser necessariamente assegurado e protegido, tendo em vista o uso coletivo; II - racionalização do uso do solo, do subsolo, da água e do ar; III - planejamento e fiscalização do uso dos recursos ambientais;
  14. 14. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.14 IV - proteção dos ecossistemas, com a preservação de áreas representativas; V - controle e zoneamento das atividades potencial ou efetivamente poluidoras; VI - incentivos ao estudo e à pesquisa de tecnologias orientadas para o uso racional e a proteção dos recursos ambientais; VII - acompanhamento do estado da qualidade ambiental; VIII - recuperação de áreas degradadas; IX - proteção de áreas ameaçadas de degradação; e X - educação ambiental a todos os níveis de ensino, inclusive a educação da comunidade, objetivando capacitá-la para participação ativa na defesa do meio ambiente. A Lei Federal no 6.938/1981 instituiu a política nacional de meio ambiente e criou a estrutura legal para sua implementação, definindo as responsabilidades das diversas entidades encarregadas de sua aplicação e instituindo a obrigatoriedade do licenciamento ambiental de todas as atividades potencialmente causadoras de impacto, condicionada à apresentação de Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e de sua versão sintética, destinada ao público, denominada Relatório de Impacto Ambiental (RIMA). A partir dessa lei, a legislação ambiental vem sendo consideravelmente ampliada (sempre com mudanças significativas no quadro de demandas ambientais), e hoje já se constitui em uma vasta e diversificada gama de instrumentos de cunho legal, regulamentador e normativo (compreendendo leis, decretos, normas, portarias e resoluções) que, em seu conjunto, buscam fornecer e alcançar de forma consolidada o embasamento técnico e jurídico de todos os fundamentos que atendem à proteção do meio ambiente.
  15. 15. 15Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Alguns desses instrumentos normativos relacionados a determinados temas dizem respeito a diretrizes e modelos instituídos como produtos finais de trabalhos desenvolvidos por grupos de técnicos representantes de várias nacionalidades, constituídos através de protocolos e convenções com a finalidade de deliberar sobre temas ambientais específicos. Assim, essas diretrizes e modelos refletem posições e tendências universais, que o Brasil, na qualidade de signatário de tais protocolos e convenções, deve considerar e assumir. A questão ambiental está contemplada também na Constituição Federal promulgada em 1988, na qual teve destaque em nove artigos. Destes o artigo 225 estabelece que: “todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações”. Com o advento dessas leis ambientais e da Constituição de 1988, houve um avanço na legislação, trazendo uma grande ruptura com o modelo do estado vigente na época, o que permitiu a criação dos conselhos ambientais, num modelo em que a sociedade participa para decidir, e não somente para denunciar. Neste contexto, em Minas Gerais criou-se o Conselho Estadual de Política Ambiental (COPAM), com uma gestão colegiada e participativa. Foram criados também o Conselho Nacional de MeioAmbiente (CONAMA) e os conselhos estaduais de meio ambiente. Dessa forma, hoje há maior interação e participação de todos os segmentos da sociedade nas discussões e nas aprovações de licenciamentos ambientais nos diversos setores produtivos e de infraestrutura do País.
  16. 16. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.16 No setor rodoviário no Brasil, representado pelo DNER e por seus correspondentes órgãos estaduais, os dispositivos legais supracitados conduziram à obrigatoriedade da incorporação, ao projeto de engenharia rodoviária, das relevâncias ambientais, traduzidas, sumarizadamente, pela definição de um “tratamento ambiental” a ser implantado, com a finalidade de promover, principalmente, a eliminação, mitigação e compensação de impactos ambientais negativos, suscetíveis de ocorrer, em toda a sua abrangência, por decorrência de processo construtivo ou de operação da rodovia. Nota-se igualmente que para a definição exata do tratamento ambiental há de se lidar com um universo extremamente vasto e diversificado de demandas e condicionamentos, relacionados com a previsibilidade dos impactos ambientais – situação cuja etapa da iden- tificação/avaliação envolve ainda, com frequência, alta subjetividade. Além dos aspectos legais, também os de natureza econômica têm levado os empreendedores de obras em geral a incorporarem em seus custos as atividades de proteção de taludes. 3 CONSIDERAÇÕES SOBRE SOLOS As propriedades dos solos interferem no grau de estabilidade dos taludes, uma vez que é diretamente dessas que dependem as suas condições de drenagem e de estabilidade geotécnica. Assim, é imprescindível maior conhecimento sobre as características dos diferentes tipos de solos onde se pretende efetuar um projeto. Segundo Santos et al. (2005), não existe uma definição de solo que seja universalmente aceita, devido, especialmente, à ampla utilização deste recurso por profissionais das mais variadas áreas.
  17. 17. 17Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 A Embrapa (2006, p. 31) define solos como “... coleção de corpos naturais, constituídos por partes sólidas, líquidas e gasosas, tridimensionais, dinâmicos, formados por materiais orgânicos e minerais que ocupam maior parte do manto superficial das extensões continentais do nosso planeta, contém matéria viva e podem ser vegetados na natureza onde ocorrem e, eventualmente, terem sido modificados por interferências antrópicas”. Os solos podem ser classificados em minerais ou orgânicos. No que se refere à contenção de taludes é relevante apenas os estudos dos solos minerais, pois em geral os solos orgânicos estão associados às baixadas das paisagens, em locais onde o gás oxigênio é limitante para a completa decomposição de resíduos orgânicos no sistema, ou seja, lugares predominantemente saturados de água. Jenny (1980) diz que os solos minerais são recursos naturais não renováveis em uma escala de tempo humana, pois são resultantes da alteração das rochas, no caso os materiais de origem, ao longo do tempo, pela ação do clima e de organismos, sob o controle do relevo. Porém, para Resende et al. (2007) o solo é um corpo tridimensional cuja topografia é sua própria forma externa, preferindo não incluir o relevo dentre os seus fatores de formação, e apresentando a equação simplificada: Solo = f(material de origem, clima, organismos e tempo). Na variação vertical dos solos temos o denominado perfil do solo, onde muitas vezes é possível notar um conjunto de faixas mais ou menos paralelas à superfície, que por sua vez são denominadas
  18. 18. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.18 de horizontes ou camadas, dependendo do caso (RESENDE et al., 2007), respectivamente, com altas e baixas influências visíveis dos processos pedogenéticos (pedo = terra, no grego; pedogênese = maneira pela qual o solo se origina) (Figura 5). Figura 5 - Perfil de um Latossolo Vermelho-Amarelo da APA, Cachoeira das Andorinhas, Ouro Preto-MG.
  19. 19. 19Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 O horizonte A geralmente apresenta coloração mais escurecida, devido ao maior teor de matéria orgânica que é depositada pela maior atividade biológica mais próxima à superfície. Na sequência, geralmente também, vem o horizonte B, cujas propriedades são extremamente importantes para os trabalhos pedológicos. Em seguida temos o que se denomina de horizonte C, que é o mais jovem, ou menos intemperizado dentre os horizontes, por não ter sofrido tanta influência biológica e oscilações climáticas quanto os horizontes superiores. A partir da caracterização correta dos horizontes e da classificação dos solos, é possível inferir sobre a sua gênese e sua suscetibilidade à erosão, o que afeta, por exemplo, a escolha das práticas de controle da erosão (SANTOS et al., 2005). As propriedades dos solos consideradas relevantes durante os projetos de sua caracterização para fins agronômicos e ambientais são: constituição, cor, textura, estrutura, cerosidade, porosidade, consistência e cimentação. 3.1 Constituição Os constituintes minerais dos solos podem ser partículas de tamanhos variados (BRADY, 1974; RESENDE et al., 2007), com dimensões desde matacões com mais de 200 mm de diâmetro, até argilas com menos de 0,002 mm de diâmetro, passando por calhaus (200 – 20 mm de diâmetro), cascalhos (20 – 2 mm de diâmetro), areia grossa (2 – 0,2 mm de diâmetro), areia fina (0,2 – 0,05 mm de diâmetro) e silte (0,05 – 0,002 mm de diâmetro) (RESENDE et al., 2007).
  20. 20. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.20 Representando a fração grosseira do solo temos as partículas no tamanho de silte e areia, que podem consistir-se em fragmentos dos próprios minerais da rocha que originou o solo. São os minerais primários facilmente intemperizáveis que, gradualmente, liberam nutrientes que poderão ser absorvidos pelas plantas. No entanto, em se tratando de solos de regiões tropicais como os que predominam no Brasil, que no geral são bastante intemperizados, o mineral mais presente na superfície dos solos é o quartzo, caracterizado pela sua elevada resistência ao intemperismo e pela sua pobre constituição química, que é basicamente oxigênio e silício (SiO2 ), portanto este não tem nenhuma importância na liberação de nutrientes nos solos (RESENDE et al., 2007). Brady (1974) diz que as partículas presentes na fração grosseira do solo tendem a ser angulosas e com formas bastante irregulares, o que torna bem restrito o encaixe entre elas. A fração argila dos solos tropicais é constituída principalmente por minerais de argila do tipo aluminossilicatadas e pelos minerais de argilas do tipo oxidícas, óxidos de ferro e óxidos de alumínio (RESENDE et al., 2008). As argilas, juntamente com a matéria orgânica dos solos, são as grandes responsáveis pelas cargas elétricas existentes nos solos tropicais. De modo geral, quanto mais intemperizado for o solo maior é a participação de argilas de óxidos de ferro e óxidos de alumínio na sua constituição mineral, o que muito interfere nas suas demais propriedades, como será visto a seguir. Basicamente, a estrutura e a composição das argilas alumi- nossilicatadas consistem em lâminas de octaedros de alumínio, ligadas
  21. 21. 21Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 a lâminas de tetraedros de silício. Quando existem duas lâminas de tetraedros de silício para uma lâmina de octaedro de alumínio por unidade de mineral de argila, a argila passa a pertencer ao grupo das argilas 2:1. Com o intemperismo ocorre a remoção de silíca do sistema, e o equilíbrio químico passa a ser favorável à maior estabilidade de minerais de argila, contendo uma lâmina de tetraedro de silício para uma lâmina de octaedro de alumínio por unidade de mineral de argila - são as argilas do grupo 1:1. Em solos de climas tropicais a argila aluminossilicatada predo- minante é a caulinita [Al2 Si2 O5 (OH)4 ], uma argila do grupo 1:1. As cargas elétricas dos solos oriundas das argilas e da matéria orgânica são importantes na manutenção da fertilidade dos solos, pois muito interferem na reserva de nutrientes do sistema e na sua disponibilidade às plantas. A Capacidade de Troca Catiônica (CTC) do solo mede a capacidade de reter os nutrientes presentes na forma catiônica (Ca2+ , Mg2+ , K+ e NH4 + , por exemplo), que estavam outrora presentes na solução do solo. Desta maneira, os nutrientes aderidos às superfícies dos minerais de argila por forças eletrostáticas, fenômeno denominado de adsorção, são menos passíveis de ser perdidos por lavagem, devido às chuvas ou à irrigação, passando então a ser disponibilizados gradualmente às plantas. Características como área superficial, poder de adsorção, capacidade de expansão e contração, plasticidade e coesão e capacidade de retenção de água têm suas magnitudes aumentadas à medida que os diâmetros das partículas dos solos diminuem (BRADY, 1974).
  22. 22. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.22 A matéria orgânica do solo geralmente resulta da ação dos microrganismos, que decompõem resíduos animais e vegetais, podendo ter, dentre outras, a função de agregar as partículas dos solos (BRADY, 1974). A matéria orgânica está presente nas mais variadas formas, por exemplo, resíduos em diferentes estágios de decomposição e tamanhos, fragmentos de carvão e substâncias complexas de alto peso molecular, como ácido húmico, ácido fúlvico e humina. Os poros dos solos são os constituintes responsáveis pelo armazenamento de ar (atmosfera do solo) e de água (solução do solo) nos solos, sendo a porosidade total do solo o volume não ocupado por sólidos (CURI et al., 1993). A atmosfera do solo, qualitativamente, difere-se muito pouco da atmosfera acima de sua superfície, cabendo às maiores diferenças serem de ordem quantitativa, ou seja, os gases basicamente são os mesmos, porém as concentrações mudam, sendo a atmosfera do solo geralmente mais concentrada em CO2 , por exemplo. A solução do solo é a interface da transferência de nutrientes dos solos para os componentes bióticos como plantas e microrga- nismos, ou seja, de onde os nutrientes em suas formas iônicas são absorvidos; nela também ocorrem as reações de equilíbrio químico entre os diversos componentes dos solos. 3.2 Cor É a propriedade dos solos de mais fácil percepção, a partir da qual é possível inferir, por exemplo, sobre o teor de matéria orgânica e a sua situação de drenagem.
  23. 23. 23Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Cores mais enegrecidas apontam para teores mais elevados de matéria orgânica no solo, e cores mais avermelhadas apontam para teores de ferro mais elevados e para condições de drenagem melhores do que em solos de cores mais amareladas e acinzentadas. Em condições de pouca drenagem a anaerobiose predomina, e os microrganismos passam a utilizar o ferro férrico (Fe3+ ) disponível no sistema como aceptor final de elétrons no seu metabolismo, transformando, assim, o ferro do sistema em ferro ferroso (Fe2+ ), cujos minerais correspondentes refletem a coloração azulada, podendo ainda ter aspecto verde-azulado, sendo então os greenrusts. Comumente o cinza dá espaço aos mosqueados amarelos e aver- melhados, além de riscados amarelados e avermelhados, geralmente associados às regiões de contato com as raízes das plantas adaptadas aos solos saturados de água, devido à liberação de O2 no solo pelas suas raízes. A medida que a drenagem aumenta, o O2 da atmosfera oxida o Fe2+ , que passa a Fe3+ . A coloração amarela dos solos se deve principalmente ao mineral de argila goethita (á-FeOOH), que é mais estável em condições de maior acidez e de menores teores de Fe3+ no solo. A coloração vermelha, por sua vez, é devido principalmente à presença do mineral de argila hematita (á-Fe2 O3 ), com alto poder pigmentante e de maior estabilidade em condições de altos teores de Fe3+ no solo e de melhores drenagens. A caracterização das cores dos solos e de seus horizontes segue um padrão mundial, que é o Sistema Munsell de Cores (SANTOS et al., 2005).
  24. 24. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.24 3.3 Textura Textura do solo refere-se à proporção relativa das partículas na granulometria de argila, silte e areia (grossa + fina) que constituem o solo. No que se refere à presença de calhaus e matacões, o termo é pedregosidade (RESENDE et al., 2007). No atual Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), os grupa-mentos texturais mais utilizados, segundo EMBRAPA (2006), são: • Textura arenosa (com composição granulométrica de menos de 15% de argila e de mais de 70% de areia). • Textura média (com composição granulométrica de menos de 35% de argila e de mais de 15% de areia). • Textura argilosa (com composição granulométrica de menos de 60% de argila e de mais de 35% de areia). • Textura muito argilosa (com composição granulométrica de mais de 60% de argila). • Textura siltosa (com composição granulométrica de menos de 35% de argila e de menos de 15% de areia). A fração silte pode vir a ser indicadora não só do grau de intemperismo a partir da relação silte/argila (teor de silte/teor de argila), mas também da fertilidade do solo, pois nesta fração pode estar a maior parte dos minerais primários facilmente intemperizáveis (RESENDE et al., 2007).
  25. 25. 25Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 3.4 Estrutura Estrutura do solo faz conotação ao agrupamento das partículas primárias dos solos (areia, silte e argila) que formam partículas maiores, os agregados propriamente ditos (SANTOS et al., 2005; RESENDE et al., 2007). Os agregados podem comportar-se mecanicamente como unidades estruturais primárias (CURI t al., 1993), como silte ou areia, o que muito afeta a aeração e a drenagem do solo. A agregação se dá a partir de agentes cimentantes, que unem as partículas primárias dos solos (CURI et al., 1993; SANTOS et al., 2005). As formas dos agregados geralmente mudam ao longo do perfil do solo, formas estas que muito influenciam o desenvolvimento radicular das plantas, a retenção e o suprimento de água, ar e nutrien- tes, a atividade microbiana, a densidade do solo e a sua resistência à erosão (SANTOS et al., 2005). Os solos onde predominam argilas do tipo óxidos de ferro e alumínio tendem a ter estrutura na forma granular, o mesmo ocorrendo com o aumento do teor de matéria orgânica. Os solos passam a ter estrutura com formas em blocos, prismas e colunas à medida que a participação de argilas aluminossilicatadas é aumentada (RESENDE et al., 2007). Os solos cujos agregados apresentam facilidade de se separarem são considerados de estruturação fraca, do contrário, de estruturação forte. O reconhecimento da estrutura do solo é de elevada importância na tomada de decisão para seu uso agrícola, sendo a condição mais próxima do seco do que do úmido que permite melhor caracterização quando no campo (SANTOS et al., 2005).
  26. 26. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.26 3.5 Cerosidade É o aspecto brilhoso devido ao recobrimento dos agregados por filmes de argilas, que preenchem os poros e dão uma aparência semelhante à de parafina derretida na superfície dos agregados ou torrões (EMBRAPA, 2006). A cerosidade origina-se do acúmulo de argilas exportadas pelas camadas de solos em posições superiores, podendo tam- bém ser originada do rearranjo das partículas finas dos solos durante ciclos de contração e dilação do solo (RESENDE et al., 2007). As atividades dos componentes biológicos dos solos, como desenvolvimento de raízes, crescimento de microrganismos e trânsito de animais, tendem a destruir a cerosidade. 3.6 Porosidade Os poros dividem-se em macroporos e microporos, respectiva- mente maiores e menores que 0,05 mm de diâmetro. A macroporosidade é mais importante para a aeração e drenagem no interior do solo, e está relacionada com os poros entre os agregados. A microporosidade, por sua vez, é mais importante para fixação de água no solo, retendo então água por capilaridade, o que permite que a água fique retida com uma força maior, a tal ponto de não ser removida pela ação da força da gravidade, e está relacionada com os poros intra-agregados. Os solos de textura arenosa apresentam macroporosidade maior que os solos mais argilosos, porém a agregação dos componentes da
  27. 27. 27Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 fração argila pode fazer com que os solos argilosos tenham comportamentos semelhantes aos de solos arenosos, no que se refere às suas capacidades de drenagem. 3.7 Consistência É a manifestação das forças de coesão e adesão nos diferentes níveis de umidade: seco, úmido e molhado (BRADY, 1974; CURI et al., 1993; SANTOS et al., 2005; RESENDE et al., 2007). Coesão é a força que mantém as partículas semelhantes unidas umas às outras, pelo contato entre suas superfícies (RESENDE et al., 2007), ou seja, contato face a face de duas partículas sólidas de composição semelhante. Sua magnitude é aumentada à medida que se segue para condições mais secas nos solos, bastante acentuadas em solos cujas argilas aluminossilicatadas se encontram mais bem organizadas, ou seja, com menor interferência de argilas oxídicas e matéria orgânica aderidas a estas. Adesão é a força de atração entre corpos de naturezas diferentes, no caso a água e os constituintes sólidos dos solos (CURI et al., 1993; RESENDE et al. 2007), e começa a pronunciar-se à medida que as forças de coesão diminuem, com o aumento dos níveis de umidade no solo. As forças de coesão e de adesão são mais pronunciadas à medida que se aumentam os teores de argilas dos solos, especialmente se as argilas forem de alta atividade e se encontrarem em um nível de organização maior (Figura 6).
  28. 28. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.28 3.8 Cimentação É a ação de componentes químicos que unem as partículas dos solos, independentemente dos níveis de umidade nos quais os solos se encontram, o contrário do que ocorre com a consistência. As substâncias cimentantes podem ser orgânicas, por exemplo, os exsudados radiculares e microbianos, e inorgânicos, como carbonato de cálcio, óxidos de ferro, óxidos de alumínio e silício (BRADY et al., 1974; CURI et al., 1993; RESENDE et al., 2007). A cimentação pode ser contínua ou descontínua ao longo dos horizontes do solo, e ser fraca (quebrável com as mãos), forte (não Figura 6 - Variação nas magnitudes das forças de coesão e adesão em função dos diferentes níveis de umidade e de textura dos solos. coesão em solos mais argilosos coesão em solos mais arenosos adesão em solos mais argilosos adesão em solos mais arenosos seco úmido molhado muito molhado saturado Intensidadedasforças Níveis de umidade no solo
  29. 29. 29Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 quebrável com as mãos, mas facilmente quebrável com o uso do martelo pedológico) e extremamente forte (não quebrável mesmo com o uso do martelo pedológico, por exemplo, concreções ferruginosas) (SANTOS et al., 2005). 3.9 Considerações sobre erosão Erosão é a remoção de constituintes de solos desprendidos por estarem expostos às intempéries climáticas na superfície (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). A origem do termo erosão é do latim erodere, que significa corroer. A erosão é um dos primordiais processos de formação dos solos (RESENDE et al., 2007), e pode constituir-se em um processo natural de dissecação e modelamento da paisagem na superfície terrestre (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). As atividades humanas podem desencadear processos denominados de erosão acelerada ou antrópica. Erodibilidade do solo é a vulnerabilidade que este possui aos processos erosivos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990; JACINTO et al., 2006), e estudos de caracterização química, física e mineralógica dos solos são importantes ferramentas para identificar, entender e propor soluções no caso de surgimento dos processos erosivos (JACINTO et al., 2006). Erosividade é a capacidade que os agentes ativos de erosão, como chuvas, ventos e gravidade, possuem de provocar erosão (CURI et al., 1993), por exemplo, a energia cinética de cada gota de chuva determina a capacidade erosiva de uma ocorrência de chuva (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990), assim a intensidade da
  30. 30. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.30 chuva é um componente importante para predizer fenômenos erosivos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). A erosão é um processo dinâmico causado por forças ativas, sendo de ordem climática como chuvas e ventos, e por características energéticas do terreno, como declividade, aliada ao seu comprimento, em sinergismo com forças passivas como a erodibilidade do solo (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). Inicialmente temos o impacto das gotas de chuva, desagregando e desestruturando o solo. Em seguida as partículas soltas são trans- portadas e removidas do sistema pela ação da água. Segundo Bertoni e Lombardi Neto (1990), diferentes formas de erosão hídrica podem ocorrer simultaneamente no mesmo terreno, cabendo dentre outras a classificação como laminar, em sulco e voçoroca. A erosão laminar é a mais sutil de todas elas, consistindo na remoção gradual das camadas superficiais dos solos, em decorrência da maior erodibilidade desta em relação à camada mais profunda, e é importante causa de decréscimo da fertilidade do solo, pois geralmente são essas camadas mais superficiais as mais ricas em nutrientes (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). Esse tipo de erosão está geralmente associado aos solos que apresentam horizontes B mais argilosos, estruturados e coesos do que seus respectivos horizontes A, tal como pode ocorrer em Cambissolos e Argissolos. A erosão em sulco é devido à concentração do fluxo de drenagem na superfície do solo, em decorrência das irregularidades ao longo de sua superfície (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990), sendo tão intensa quanto forem a erosividade decorrente das chuvas, da declividade dos terrenos e da erodibilidade do solo.
  31. 31. 31Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 A voçoroca (“terra rasgada” no tupi-guarani) é o estágio mais avançado da erosão em sulco, resultando assim em grandes cavidades em extensão e em profundidade, dada a remoção de grande quantidade de massa de solo do terreno (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990). Uma vez desencadeada, as voçorocas geram danos ambientais cujas medidas de controle fazem-se extremamente onerosas. A erosão eólica pode também constituir-se em sério problema por remover partículas de solos descobertos (BERTONI; LOMBARDI NETO, 1990); ocorre em condições de alta erosividade dos ventos atuantes, concomitante com a erodibilidade do solo, ou seja, solos que se apresentam desagregados e desestruturados em sua superfície. De acordo com Coelho e Brito Galvão (1998), a estabilidade de um talude depende dos seguintes fatores: (i) propriedades físicas e mecânicas do material que constitui o talude; (ii) propriedades físicas e mecânicas do material da fundação – no caso de materiais de fundação pouco resistentes recomenda-se a remoção desses mate- riais, se for economicamente viável, ou a utilização de processos de estabilização de solos, caso não seja viável a remoção de parte do material de fundação. Nesse caso, ao se fazer a análise da estabilidade de taludes, devem ser consideradas as superfícies prováveis de ruptura que passam pela fundação; (iii) geometria do talude, na qual se inserem altura, declividade, bermas, etc.; (iv) existência de nascente no local; (v) presença de nível de água no interior do talude: recomenda-se manter esse nível o mais baixo possível, através do sistema de drenagem; e (vi) tendências à erosão, neste caso a execução de um sistema de drenagem superficial é muito importante.
  32. 32. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.32 As principais fontes de erros que podem ser introduzidos na estimativa de estabilidade de taludes provêm não somente do uso de métodos aproximados de análise de estabilidade, mas também do uso de métodos não adequados, de coleta de amostras e de ensaios, os quais não produzem com suficiente precisão as condições dos materiais e dos estados de tensões do solo natural ou do aterro compactado, na situação. 3.10 Equação Universal de Perdas de Solo Na tentativa de descrever os processos de perdas de solo por erosão e de estimar sua intensidade, é muito utilizado o método paramétrico denominado genericamente de Equação Universal de Perdas de Solo, ou equação de Wischmeier (RESENDE et al., 2007), ou ainda equação RUSLE (Revised Loss Soil Equation): A = R x K x LS x C x P em que: · A = perda anual de solo: dado em t ha-1 ano-1 ; · R = fator de preciptação e run-off: é afetado pela energia potencial, pela intesidade quantidade de chuva e pelo run-off; · K = fator de erodibilidade do solo: é afetado pela textura do solo, pela matéria orgânica, pela estrutura e pela permeabilidade; · LS = fator topográfico: é afetado pela inclinação, pelo comprimento e pela forma do talude (côncavo ou convexo); · C = fator de manejo de culturas: é afetado pela superfície de recobrimento, pelo dossel, pela biomassa, pelo uso do solo e pelo tipo de cobertura vegetal; e
  33. 33. 33Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 · P = fator de práticas de proteção e manejo do solo: é afetado pela rotação de culturas, pelo tipo de proteção do solo, pelas barreiras, pelo mulch para recobrir o solo, pelos terraços e pelas técnicas de proteção do solo. Os conhecimentos técnicos são importantes para determinar os fatores e para adotar e interpretar os dados existentes, para que os resultados obtidos sejam os mais seguros possíveis. Os fatores podem ser obtidos através de fórmulas empíricas, de dados experimentais já existentes, de gráficos-padrão ou dos dados no próprio local. Dados internacionais estimam uma perda de solo no mundo da ordem de 80 bilhões de toneladas/ano (SMITH, 1958). De acordo com Walker (2004), a perda de solo nos Estados Unidos é de cerca de 2 bilhões de toneladas/ano, sendo o custo para recuperação do top-soil da ordem de US$80,000 ha-1 , e sua recuperação definitiva leva de 30 a 100 anos. O Quadro 1 ilustra os limites potenciais de perda de solo em função do nível da erosão, baseado em análise técnica, para considerar qual o nível de erosão encontrado; se analisados pelo aspecto da engenharia, em que é necessário padronização e cálculos, o nível será o mesmo independentemente do ponto de vista técnico. A cobertura vegetal contribui para atenuar a taxa de erosão do solo, mas o fator mais importante é a cobertura do solo, que o protege totalmente, mantém a umidade, favorece a infiltração desejável e reduz o run-off. Desta forma, não adianta ter 100% de cobertura vegetal e 0% de cobertura do solo, pois ocorrerá perda de solo da ordem de 0,2. No caso inverso, se tivermos 100% de cobertura do solo e 0% de cobertura vegetal, a perda será de aproximadamente
  34. 34. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.34 0,05, mostrando a importância da cobertura do solo. Esta cobertura pode existir de forma natural, pela serapilheira (litter), ou por proteção artificial, como geotêxteis, geomantas e biomantas antierosivas, que tem o mesmo papel da serapilheira, funcionando como elemento fundamental no controle de sedimentos e erosão do solo, sendo este comentário evidenciado na Figura 7. A seguir serão discutidos os fatores que constituem a Equação da Perda do Solo e como determiná-los, apresentando fórmulas empíricas e gráficos, de maneira a facilitar o entendimento, o cálculo e a interpretação. A Equação da Perda do Solo apresenta sua fórmula multi- plicativa, ou seja, fatores que se apresentam elevados contribuem para aumentar significativamente a perda do solo, ocorrendo o mesmo Quadro 1 - Limites potenciais de perda do solo em função do nível da erosão Fonte: Wall (1997). Classe Nível de Erosão Potencial de Perda do Solo (tonelada ha -1 ano -1 ) 1 Muito baixo < 6 2 Baixo 6 – 11 3 Moderado 11 – 22 4 Alto 22 – 33 5 Severo > 33
  35. 35. 35Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 com fatores pequenos, que resultam em perda reduzida de solo. Portanto, a perda de solo é diretamente proporcional à grandeza de cada fator. 3.10.1 Fator climático É o fator climático que avalia a precipitação e o run-off, e é afetado pela energia potencial, pela intensidade, pela quantidade de chuva e pelo run-off.A energia potencial da chuva pode ser calculada a partir da seguinte fórmula: E = 210,2 + 89.log(I) em que · E = energia potencial da chuva (joules m² cm-1 ); e Fonte: Pereira (2008). Figura 7 - Tipo de recobrimento do solo X perda de solo.
  36. 36. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.36 I = Intensidade da chuva em um período (cm por hora). O índice de erosão pluvial é calculado como: R = i = 1 n (210,2 + 89 logI )(I .T).Ij 30 100 j j em que · R = índice de erosão pluvial; · Ji = período de tempo em horas; · I30 = máxima intensidade de chuva (mm); · T = intervalos homogêneos de chuva forte; e · n = número de intervalos. O fator R correspondente a um ano, e é o somatório dos valores de R de cada uma das chuvas registradas no período de tempo estudado. Para se obter o valor representativo e confiável de R é necessário calcular um ciclo de pelo menos dez anos. Existe uma equação para calcular o fator R que é mais simples, e o resultado final é semelhante ao da fórmula anterior, enfatizando, neste caso, apenas a maior pluviosidade: R = 0,417 x p2,17 em que · R = índice de erosão pluvial; e · p = maior precipitação num período de dois anos, durante 6 horas (em mm).
  37. 37. 37Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Neste caso, podem ser utilizados mapas de precipitação, que contenham intensidades e quantidades de chuva. Na ilustração em questão utilizamos o mapa de precipitação do Estado de Minas Gerais, Brasil (Figura 8), mas para trabalhos específicos o técnico deverá utilizar dados de estações meteorológicas, com um tempo de recorrência de pelo menos 20 anos. Fonte: Pereira (2006). Figura 8 - Estado de Zoneamento agroclimático do Estado de Minas Gerais. ESTADO DE MINAS GERAIS ZONEAMENTO AGROCLIMÁTICO 1996 PRECIPITAÇÃO TOTAL ANUAL (mm) <1000 1000 a 1200 1200 a 1500 >1500 3.10.2 Fator de erodibilidade Existem dois métodos que podem ser utilizados para determinar o fator K (erodibilidade do solo). O primeiro é a equação de
  38. 38. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.38 Wischmeier e Smith (1978), que é baseada nas informações de: • porcentagem de areia, silte e areia muito fina; • porcentagem de matéria orgânica; • estrutura do solo; e • permeabilidade. O segundo método é o nomograma: • para obter o fator k com base em todos os parâmetros; e • para aproximar o fator k com base no tamanho das partículas e matéria orgânica. Para cada tipo de solo é avaliada a relação entre a perda e o número de unidades do índice de erosão pluvial correspondente, em condições de cultivo permanente. Com o conjunto de valores obtidos, calcula-se o fator k para cada solo, e então se estabelece uma equação de regressão em função das variáveis representativas das propriedades físicas do solo. A regressão é expressa pela seguinte equação: Fator K: pode ser determinado através de gráficos e calculado através de fórmulas de regressão: 100K = 10-4 x 2,71M1,14(12-a)% + 4,20(b-2)% + 3,23(c-3)% em que · K = fator de erodibilidade; e · M = textura do solo.
  39. 39. 39Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 sendo M= [100 - % argila] . [ % (silte + areia) ] a = porcentual de matéria orgânica no solo. b = estrutura do solo, adotar: 1 = grãos muito finos (Ø < 1 mm). 2 = grãos finos (1 mm<Ø < 2 mm). 3 = grãos médios (2 mm<Ø < 10 mm). 4 = grãos grosseiros (Ø >10 mm). c = permeabilidade do solo, adotar: 1 = muito rápida. 2 = moderadamente rápida. 3 = moderada. 4 = moderadamente lenta. 5 = lenta. 6 = muito lenta. O outro método para determinar o fator k é através do nomograma (Figura 9). Os valores de textura do solo e matéria orgânica se referem à camada superficial do solo (top-soil), de 15 a 20 cm de profundidade, e dos solos permeáveis em todo o perfil. Os valores mais elevados obtidos de fatores k superiores a 0,9 correspondem a solos onde a fração silte e areia muito fina representa a amostra total, sendo nulo o porcentual de matéria orgânica. 3.10.3 Fator topográfico A topografia da área afeta diretamente o desprendimento de partículas e carreamento de sedimentos, e estes estão diretamente
  40. 40. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.40 correlacionados com o comprimento e a inclinação da encosta ou área. A forma da paisagem, constituindo concavidades e convexidades, também afeta a perda de solo. O fator L avalia o comprimento do talude, sendo definido pela equação: m 22,1 λ L ÷ ø ö ç è æ = em que · ë = comprimento do talude/encosta (m); e · m = declividade (m m-1 ). Fonte: Pereira (2006). Figura 9 - Nomograma da erodibilidade do solo.
  41. 41. 41Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 É interessante salientar que o comprimento é definido como a distância que vai desde a origem do escorrimento superficial até o início da deposição de sedimentos. O fator S avalia a inclinação do talude ou encosta, e é dado em porcentagem, ou seja, metros de desnível por metros de comprimento. Este fator é definido pela equação: s = (0,43 + 0,35s + 0,043S²) 6,613 em que · s = declividade do talude ou encosta (%). Os fatores L e S geralmente devem ser agrupados, e a denominação apropriada é fator topográfico LS, que é considerado o fator que representa o relevo, o comprimento e a inclinação. Wischmeier (1982) trabalhou com dados experimentais para representar o fator topográfico LS, através das equações: Para inclinação menor que 9%, a equação é: L = 0,3 22,1 ( ) X 6,613 ( )0,043s + 0,30s + 0,43 2 Para inclinação maior que 9%, a equação é: L = 0,3 22,1 ( ) X 1,3 9 ( )s
  42. 42. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.42 em que • ë = comprimento do talude (m); e • s = inclinação do talude em porcentagem. É importante salientar que essas equações são estritamente aplicáveis no caso de taludes e encostas com declividade uniforme e com o mesmo tipo de solo e vegetação em todo o seu comprimento. No caso de haver variações de solo, na declividade, na forma (côncava ou convexa) e no revestimento vegetal, deve-se proceder a cálculos diferenciados para cada situação, ou usar fatores de correção. Na determinação dos valores de ë e s, que representam os parâmetros de comprimento e declividade, respectivamente, no caso de avaliar médias ou pequenas bacias hidrográficas, em que outros fatores possam ter homogeneidade, estas variáveis podem apresentar grandes variações, causando erros. No caso de áreas e bacias pequenas, Horton (1976) considera que o valor de ë pode ser estimado como a metade do inverso da densidade de drenagem, cuja expressão é: = L( )0,5 . A em que · A = área da bacia hidrográfica em km²; e · L = comprimento da bacia hidrográfica em km.
  43. 43. 43Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 3.10.4 Fator de cobertura vegetal e recobrimento do solo A cobertura vegetal da superfície do terreno varia de acordo com a espécie, densidade de plantio ou da vegetação, altura da vegetação, área foliar e tipologia florestal, e estas podem afetar diretamente a erodibilidade de um solo. As culturas agrícolas, desde que cultivadas em curvas de nível, terraços ou outras técnicas que venham a conservar o solo, são sempre positivas, ainda mais que a grande maioria das culturas é plantada em épocas de maior precipitação, contribuindo, assim, para a proteção do solo e para reduzir o índice de erodibilidade. Após a execução de trabalhos de terraplenagem, decapeamento do solo, limpeza de áreas ou desmatamento, o solo apresenta-se desnudo, sendo necessária a proteção imediata para evitar a erosão laminar e o carreamento de sedimentos para os cursos d’água. Apesar de a cobertura vegetal ser um grande fator de proteção do solo, isto não significa que grande porcentual de cobertura vegetal tenha total eficiência na proteção do solo, pois pode ocorrer que, embora o recobrimento vegetal seja de 100%, o solo esteja desprotegido, sem serapilheira, e neste caso haverá desprendimento e carreamento de sedimentos, com perda de solo, mostrando que o bom desempenho de todos os fatores é essencial na proteção do solo. 3.10.5 Fator de manejo de culturas e conservação do solo Este fator é também denominado de práticas de manejo e conservação do solo. Os pesquisadores consideram que em muitas
  44. 44. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.44 variáveis, independentemente de práticas de cultivo e proteção do solo, já estão incluídas no fator P as práticas normais e essenciais nos cultivos agrícolas, por exemplo: rotação de culturas, preparo do solo e fertilizações, sendo considerados trabalhos obrigatórios. O fator P, que é o de práticas de manejo e conservação do solo, varia segundo a inclinação, os níveis de proteção e as práticas de manejo. Para calcular a perda de solo em terrenos com cultivo em terraços, deve-se utilizar o valor de P correspondente ao cultivo em curvas de nível, com o valor de L correspondente ao intervalo entre terraços ou curvas de nível. Para áreas impactadas, devido a distúrbios causados na implantação de estradas, aeroportos, indústrias, terraplenagem, áreas de empréstimo, bota-fora, deve-se utilizar o fator P com base em técnicas de proteção ambiental, utilizadas na proteção do solo (Quadro 2). 4 FATORES A SEREM CONSIDERADOS EM PROJETOS DE PROTEÇÃO DE TALUDES 4.1 Edáficos Fatores edáficos dizem respeito às peculiaridades do solo frente ao organismo vegetal. O conhecimento das principais características físicas do solo, como cor, textura, estrutura e porosidade, é de grande importância na orientação dos trabalhos de seu manejo e controle de erosão (BERTONI; NETO,1999).
  45. 45. 45Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 A distribuição quantitativa das classes de tamanho de partículas que compõem o solo, ou seja, a sua textura, é o principal critério para classificá-lo de acordo com sua granulométria, sendo consideradas três frações: areia, silte e argila. A análise mecânica vai determinar a proporção existente de cada fração em porcentagem. Pelos dados granulométricos de uma região, é possível analisar a disponibilidade de água para a planta, por exemplo, solos arenosos em geral são soltos e não oferecem resistência à penetração das raízes, porém são frequentemente pobres em fertilidade e têm baixa capacidade de retenção de umidade. A forma como as partículas elementares do solo se arranjam vai definir a sua estrutura, determinando sua permeabilidade à água, sua resistência à erosão e as condições de desenvolvimento das raízes das plantas (BERTONI; NETO, 1999). Os solos que Quadro 2 - Práticas de manejo e conservação de solos com os respectivos fatores P Fonte: Pereira (1999). Tipo Eficiência (%) Fator P Sem uso de práticas de manejo 0 1,00 Tufos de palha e capim 10 0,90 Barreiras de madeira e galhada 20 0,80 Enrocamento, rip-rap e filtros 30 0,70 Cultivo agrícola em nível 50 0,50 Terraços em nível com vegetação 65 0,35 Galhada seca e ramos vivos em nível 75 0,25
  46. 46. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.46 apresentam instabilidade na agregação das partículas sob o impacto das gotas de chuvas estão sujeitos a se dissiparem. As plantas, em geral, têm grande capacidade de se adaptarem às texturas do solo, não sendo, portanto, a textura do solo uma variável significativa na seleção de plantas resistentes. 4.2 Temperatura A temperatura poder ser considerada um dos mais importantes fatores climáticos que atuam sobre as plantas, devido à sua marcante influência sobre as atividades fisiológicas ao controlar a velocidade das reações químicas. Para evitar superaquecimento, as plantas possuem a possi- bilidade de transferir o excesso de calor mediante o processo de transpiração. A energia acumulada é utilizada para transformar a água que está presente na célula no estado líquido para o estado gasoso, para logo ser liberada ao ambiente durante o processo transpiratório. Essa transformação de estados da água produz um consumo importante de energia, que permite diminuir a temperatura das folhas. Quando a temperatura do ambiente é alta, a transpiração pode ser responsável pela perda de mais de 50% do total do calor eliminado pela planta. O calor restante é eliminado mediante os processos de radiação, condução e convecção. De acordo com Lange e Lange (1963), a tolerância ao frio e ao calor é medida por determinação da temperatura em que ocorrem 50% de morte das plantas de um determinado lote. O estresse sofrido por plantas submetidas a altas e baixas temperaturas, da mesma forma que muitos outros estresses, não
  47. 47. 47Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 atua individualmente e seu efeito é muito difícil de ser isolado de outros estresses associados. O caso específico do estresse térmico por altas temperaturas encontra-se fortemente associado aos estresses hídrico e lumínico. As plantas submetidas a ambientes com alta luminosidade e falta de água sofrerão muito mais os efeitos das altas temperaturas do ambiente. A elevação de temperatura no solo acarreta aumento da respiração no sistema radicular, elevando a demanda de oxigênio, e isso pode provocar anoxia, dependendo do número de plantas por área, e os espaçamentos mais amplos poderão diminuir as reservas da planta, reduzindo a sobrevivência. Cada espécie possui uma temperatura mínima, abaixo da qual não cresce; uma temperatura máxima acima da qual suspende suas atividades vitais; e uma temperatura ótima, em torno da qual se verifica melhor desenvolvimento. Portanto, o modelo de seleção de plantas poderá ser utilizado, preenchendo-se a temperatura média anual do local ou os limites de temperaturas que ocorrem. 4.3 Precipitação A chuva, ao atingir a crosta terrestre, infiltra no solo de acordo com propriedades físicas. Se a taxa de precipitação excede a taxa de infiltração, então ocorre o escoamento superficial, sendo o excesso de água drenado para os cursos d’água, até chegar aos oceanos. Ao saturar o reservatório do solo, o excedente será drenado para os aquíferos. A água contida nos reservatórios é absorvida pelas raízes das plantas e conduzida através de seus caules às folhas, onde ocorrerá a evaporação, retornando à atmosfera. A relação entre a
  48. 48. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.48 entrada de água (precipitação) e a saída de água (evaporação, transpiração e drenagem) é o balanço hídrico. A rizosfera é confinada principalmente a um volume de solo úmido suficiente para suprir a demanda evaporativa da parte aérea; enquanto a água é extraída do solo, as raízes tendem a se expandir ao longo do gradiente de água, mas sempre permanece a possibilidade de absorção de água de qualquer parte do solo previamente esgotada, caso esta seja remolhada (WINTER, 1988) Apesar de seus efeitos benéficos sobre a vida vegetal, a água pluvial, em tratos desnudos, exerce violenta erosão, removendo toneladas de terra. Para ficar mais claro para o leitor como é grande a pressão que a água exerce sobre o solo, vamos supor que uma região tem um índice pluviométrico de 1.000 mm, o que equivale a 1.000 litros por metro cúbico, dependendo da concentração e da duração da chuva ela pode acarretar a formação de sulcos erosivos (PEREIRA, 2006). A precipitação depende do regime hídrico da região, e no modelo da seleção de plantas foram fixados apenas os limites, mínimo e máximo, exigidos para cada espécie, não levando em consideração as concentrações pluviométricas ou longos períodos de estiagem, apenas a pluviosidade média anual em mm por ano. 4.4 pH/salinidade O termo pH define a acidez ou alcalinidade relativa de uma solução. A escala de pH tem uma amplitude de 0 a 14. O valor 7,0, que está no meio, é definido como neutro, valores abaixo de 7,0 são ácidos e os acima de 7,0 são alcalinos. A maioria das plantas tem um
  49. 49. 49Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 bom desenvolvimento com o pH entre 5,5 e 7,0, entretanto existem espécies que toleram elevados níveis de acidez ou salinidade, sendo estas espécies de grande interesse para projetos de recuperação de áreas degradadas (PEREIRA, 2006). Nas áreas contaminadas por rejeitos industriais, que normal- mente são dispostos em áreas predeterminadas, há necessidade de proteção para evitar a lavagem do material exposto e o carregamento de sedimentos e de partículas pelo vento, por isto utiliza-se, preferen- cialmente, revegetação. Para garantir o sucesso do revestimento vegetal, os resíduos dispostos devem ser cobertos com uma camada de solo, com cerca de 50 cm de espessura, ou pode-se optar em reduzir esta camada de solo para uma espessura de 10 cm, mas neste caso devem-se utilizar espécies extremamente tolerantes às condições de salinidade/acidez. 4.5 Resistência ao fogo O fogo pode estressar plantas individuais por consumir reservas que sustentam o crescimento, bem como comunidades de plantas, por reduzir a fertilidade e a umidade do solo, através do aumento na evapotranspiração e no escorrimento superficial (STEUTER; McPHERSON, 1995). As adaptações morfofisiológicas das plantas ao fogo envolvem estratégias de resistência, regeneração ou sobrevivência (COUTINHO, 1977; STEUTER; McPHERSON, 1995). As gramíneas são apontadas como a família vegetal mais bem adaptada à queima, em função de sua rápida capacidade de regeneração (DAUBENMIRE, 1968; VOGL, 1974;
  50. 50. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.50 COUTINHO, 1994). Isto se deve ao contínuo crescimento foliar do meristema intercalar e de novos afilhos, oriundos de meristemas protegidos abaixo do solo ou na base das bainhas persistentes (BOND; WILGEN, 1996). No caso específico de proteção de áreas impactadas, o tipo de sistema radicular contribui significativamente para a proteção do solo e melhoria da estabilidade de taludes e encostas, por isso a queima somente da parte aérea não afetará a sua estabilidade e proteção, desde que a planta possa recuperar-se e rebrotar. 5 EFEITO DA VEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DE TALUDES E ENCOSTAS A escolha adequada das espécies a serem consorciadas e as respectivas quantidades de sementes ou mudas são fatores decisivos no estabelecimento da vegetação, portanto é necessário conhecimento técnico, a fim de eliminar a escolha aleatória das espécies, gerando uma relação custo/benefício positiva para o projeto a ser executado (PEREIRA, 2006). Para Gray e Sotir (1996), a vegetação vem sendo utilizada há séculos na engenharia, no controle de processos erosivos e como proteção e reforço em obras civis. Atualmente, as técnicas que conjugam a utilização de elementos vivos na engenharia são denominadas de bioengenharia de solos (KRUEDENER,1951). Estas operações, devido a seu baixo custo, requerimentos técnicos relativamente simples para instalação e manutenções, bem como pelas adequações paisagísticas e ambientais, têm encontrado largo campo de aplicação em regiões tropicais e subtropicais, já que nestas
  51. 51. 51Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 as condições favoráveis ao desenvolvimento da vegetação ocorrem na maior parte do ano (GOLFARI; CASER,1977). A importância da vegetação frequentemente é verificada quando se procede a sua supressão. Após a retirada da cobertura vegetal por colheitas ou desmates ocorre, na maioria das vezes, intenso aumento de processos erosivos e instabilização de taludes. A revegetação, por sua vez, promove a diminuição desses processos. A parte aérea da vegetação e seus resíduos em decomposição protegem o solo tanto dos processos de mobilização e carreamento do solo, pela ação dos agentes erosivos, como do vento e da água. O recobrimento vegetativo modifica sensivelmente o microclima superficial, reduzindo as variações de umidade e temperatura do solo. Esta ação isolante relaciona-se aos processos de redução da coesão aparente do solo pela quebra de agregados e pelo enfraque- cimento da estruturação devido a variações na temperatura, especialmente após serem submetidos a ciclos de oscilações térmicas por períodos de tempo mais longos. A matéria orgânica do solo, composta pela fração não reconhecível sob um microscópio ótico, por apresentar organização celular de material vegetal, é denominada húmus. Esta inclui as substâncias húmicas, que são processualmente definidas em frações, com base em sua solubilidade em diferentes valores de pH, e o grupo de substâncias não húmicas (carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos orgânicos), cuja fórmula química para as subunidades pode ser definida com exatidão. Os grupos funcionais das substâncias húmicas têm grande importância na Capacidade de Troca Catiônica (CTC) e em outros
  52. 52. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.52 importantes processos físico-químicos do solo, como a quelatização de metais. Esses processos influenciarão consideravelmente a fertilidade do solo, já que eles estão diretamente relacionados à disponibilidade dos nutrientes para a vegetação adjacente. Os carboidratos são quantitativamente os mais importantes grupamentos funcionais de substâncias não húmicas, representando de 10 a 25% em massa do carbono orgânico nos solos. A maioria do carboidrato no solo está presente na forma de polissacarídeo. Os polissacarídeos do solo têm sido estudados devido a seu valioso papel na estabilização de agregados de partículas de argila. Muitas vezes esta agregação ocorre por causa das mucilagens polissacarídicas oriundas de raízes, bactérias e fungos, que formam soldagens efetivas nas partículas dos solos. Cheshire et al. (1979, 1983), por meio de análises em microscópios eletrônicos de varredura e de transmissão, constataram que em muitas situações, virtualmente, os polissacarídeos são responsáveis por toda a estabilidade dos agregados em solos. O recobrimento do solo com capim ou vegetação herbácea densa proporciona a melhor proteção contra a erosão laminar e contra a ação do vento. A efetividade do recobrimento vegetativo pode ser verificada no Quadro 3. Coppin e Richards (1990) afirmam que o máximo efeito do recobrimento vegetativo é obtido a partir de um recobrimento efetivo de 70%, e verificaram ainda que tipos variados de vegetação de porte idêntico apresentaram diferenças significativas na intensidade de perda de solo, tendo estas diferenças apresentado valores da ordem de 400 a 500% para parcelas de 1 e 2 m de altura, respectivamente.
  53. 53. 53Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Quadro 3 - Redução da erosão em função de diferentes condições de recobrimento em condições temperadas (Adaptado do USDA Soil Conservation Service,1978) Fonte: Coelho e Pereira (2006). Tipo de Recobrimento Redução (%) Controle (sem recobrimento) 0,0 Semeio de espécies herbáceas: Centeio (perene) Centeio (anual) Capim-sudão 95 90 95 Pastagem nativa de ciclo anual (máximo) 97 Semeio de espécies herbáceas permanentes 99 Mulch Feno , índice de aplicação (t ha -1 ) 2,0 4,0 6,0 8,0 Palha de grãos pequenos (diâmetro < 10 mm), 8,0 t ha -1 Serragem, 24 t ha -1 Celulose de madeira, 6,0 t ha -1 Fibra de vidro, 6,0 t ha -1 75 87 93 98 98 94 90 95 Efeito semelhante ao da biomassa pode ser conseguido com a aplicação de recobrimento do solo por mulch (resíduos), geralmente de origem vegetal, aplicado sobre a superfície do solo (DULEY; RUSSEL,1939, citados por PIERCE; FRIE,1998). O mulch promove a redução da evaporação e protege a superfície do solo pela redução
  54. 54. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.54 da intensidade de escoamento superficial e pelo aumento dos índices de infiltração. Normalmente são utilizados resíduos agrícolas, composto orgânico de usinas de tratamento de lixo, fibra de vidro, celulose e serragem no recobrimento do solo (USDA, 1978).As características dos materiais que mais afetarão a efetividade do mulch em relação à evaporação são a quantidade, orientação, uniformidade de aplicação, capacidade de interceptação da chuva, refletividade e rugosidade dinâmica ou hidráulica (VAN DOREN; ALLMARAS,1978). Esses efeitos são facilmente constatados em condições de bancada, já que a verificação dos efeitos do mulch a longo prazo, em condições de campo, é dificultada pela interação de fatores como infiltração de água no solo, distribuição das raízes ao longo do perfil, profundidade de percolação e evaporação (UNGER et al.,1998). Outro aspecto importante a se considerar é a interceptação das gotas de chuva pela parte aérea da vegetação. Coppin e Richards (1990) estimam uma interceptação média de 30% ao longo do ano, para locais com revestimento arbóreo. Coelho (1999) verificou que em pequenas áreas recobertas por árvores e gramíneas a interceptação média corresponde a valores que variam entre 10 e 20% do volume de água precipitada, entre 30 e 40% sob áreas cultivadas e entre 60 e 70% em assentamentos urbanos. A vegetação reduz a velocidade das enxurradas devido à rugosidade apresentada ao escoamento superficial pelas estruturas de sua parte aérea. Em termos hidráulicos, a rugosidade pode ser caracterizada por um parâmetro como o coeficiente de Manning (n), da equação da velocidade média do escoamento.
  55. 55. 55Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 v = (R2/3 S1/2 ) / n em que · R = raio hidráulico; e · S = declividade da superfície de escoamento. A rugosidade hidráulica vai ser influenciada pela morfologia e altura das plantas, pela densidade de crescimento e pela espessura da lâmina d’água. A vegetação pode aumentar os índices de infiltração por diferentes razões: (i) raízes fisiologicamente ativas, (ii) canais ou fissuramentos ocasionados por raízes decaídas, (iii) aumento da rugosidade hidráulica, (iv) aumento da porosidade efetiva do solo; e (v) alterações estruturais do solo (LINSLEY; FRANZINI, 1972; MORGAN, 1994). Como resultado de uma combinação dos aumentos dos valores de rugosidade superficial, infiltração e interceptação, a enxurrada de áreas recobertas por vegetação é muito menor que a de solo descoberto. A influência do reforçamento radicular na estabilidade dos taludes pode variar em função de fatores como: • valores de resistência à tensão das raízes; • propriedades da interface entre as raízes e o solo (rizosfera); • concentração, características de ramificação e distribuição das raízes no solo - também denominada arquitetura radicular;
  56. 56. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.56 • espaçamento, diâmetro e massa de solo explorada pelas raízes; • espessura e declividade do perfil do solo do talude; e • parâmetros geotécnicos relativos à resistência ao cisalha- mento do solo. A relação entre resistência radicular e diâmetro pode ser expressa pela equação logarítmica dada por: Tr = n.D m em que · Tr = resistência radicular à tensão; · D = diâmetro de raízes; e · n e m = constantes empíricas específicas para cada tipo de planta. O diâmetro das raízes, em geral, é inversamente proporcional à resistência radicular à tensão. Raízes finas têm a vantagem de não apenas possuírem altas resistências à tensão, mas também maiores resistências ao arranquio, devido à sua alta superfície específica, se comparada à das raízes de maior diâmetro. Uma elevada concentração de fibras radiculares de pequeno diâmetro é mais efetiva do que poucas raízes de diâmetro maior para o aumento da resistência ao cisalhamento de massas de solos permeadas por raízes, e este aumento de resistência será diretamente proporcional à profundidade explorada pelas raízes. A ação mais eficiente neste aumento da resistência é verificada quando as raízes
  57. 57. 57Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 penetram ao longo do manto de solo até fraturas ou fissuras presentes na camada de rocha-matriz ou em zonas de transição onde a densidade e a resistência do solo ao cisalhamento aumentem com a profundidade.Atingindo esses pontos, as raízes se fixam, promovendo a transferência de forças de zonas de menor resistência ao cisalhamento para zonas de maior resistência ao cisalhamento (GREENWAY, 1987). Esse efeito estabilizador é minimizado quando ocorre pouca penetração das raízes ao longo do perfil. Nesses casos, as raízes laterais podem exercer importante papel na manutenção de um manto contínuo de raízes ao longo das camadas superficiais, aumentando a sua resistência aos processos erosivos. Entretanto, devido às exigências de oxigenação pelas células das raízes e à maior fertilidade da camada superficial do solo, elas tendem a se concentrar próximo à superfície. O principal efeito das fibras do sistema radicular da vegetação no reforçamento de solos está relacionado ao incremento da coesão aparente (SOTIR; GRAY, 1997) ou à agregação e estruturação das partículas de solo. De acordo com os autores, a coesão aparente efetuada pelas fibras radiculares pode fazer uma diferença significativa na resistência a deslizamentos superficiais ou em movimentações por cisalhamento na maioria de solos arenosos com pouca ou nenhuma coesão aparente intrínseca. Eles demonstraram ainda que em testes executados em condições de campo e de laboratório foi verificado o aumento da resistência ao cisalhamento por unidade de concentração de fibra radicular da ordem de 112,72 a 132,52 kPa g-1 de raízes, em diferentes
  58. 58. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.58 espécies de plantas. Além disso, ao efetuarem a análise da estabilidade de taludes, utilizaram a coesão aparente radicular como função da concentração de raízes no solo com a profundidade, verificando que uma pequena variação na coesão aparente radicular pode influenciar substancialmente o fator (coeficiente) de segurança dos taludes. Esta influência foi verificada nas menores profundidades de solo. Segundo Coelho (2008), as raízes das espécies vegetais contribuem para o incremento significativo da coesão aparente do solo, evidenciando ainda ser maior a contribuição da Brachiaria humidicola, em que a presença de 1% de raízes no solo (porcentagem massa/massa) aumentou a coesão aparente de 26,33 kPa (sem raízes) para 38,68 kPa, ressaltando que a partir da análise de outras espécies vegetais os valores de coesão aparente foram máximos quando havia 1% de raízes nos solos estudados, e que apesar de diminuir os valores de coesão aparente com valores acima de 1% de conteúdo de raízes, ainda assim ficaram acima dos valores encontrados para solos sem raízes. Já as raízes pivotantes atuam de maneira semelhante a “tirantes vivos”, promovendo o ancoramento de grandes massas de solo. Este efeito de “tirantes vivos” é especialmente verificado em perfis do solo com diferenças significativas entre resistência ao cisalhamento ao longo da profundidade. Gray (1978) demonstrou esse efeito pela ocorrência de massas de solo de saprólitos de granito estabilizadas por árvores de Pinus sp., ao verificar que massas de solos localizadas a montante de indivíduos desta espécie possuíam maior estabilidade que o solo de locais sem a influência das raízes desses indivíduos.
  59. 59. 59Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 O corte, as lesões graves ou a debilidade fisiológica das plantas podem fazer decrescer a estabilidade dos solos, devido à redução da resistência à tensão das raízes. As raízes de menor diâmetro são, nestas ocasiões, as primeiras a fenecer e a desaparecer. Com o passar do tempo ocorre o declínio na resistência à tensão das raízes, que atinge um valor mínimo, que pode voltar a crescer com a emissão de novas radicelas pela vegetação já mais ativa (GRAY; SOTIR, 1996). Greenway (1987) e Coppin e Richards (1990) sintetizam os principais efeitos da vegetação no movimento de massa em taludes (Quadro 4). Vários autores têm buscado quantificar os efeitos da vegetação na estabilidade de taludes, no entanto a quantificação exata desta influência em condições de campo é de difícil obtenção. Trabalhos de bancada (Quadro 5) têm proporcionado dados de considerável exatidão acerca do reforçamento radicular no corpo do solo, sendo disponíveis na literatura diversos modelos de fácil utilização (WU et al., 1988; SHEWBRIDGE; SITAR, 1990). Com base nos valores obtidos por esses modelos podem-se utilizar estes resultados em simulações numéricas para a análise de estabilidade de taludes. A utilização da vegetação na bioengenharia, especialmente em operações de controle de erosão, muitas vezes tem sido vista como panaceia pela maioria dos planejadores (GRAY; SOTIR,1996). Exemplos da utilização inadequada são frequentemente relatados na literatura. Stocking (1996) relaciona duas situações em que o abafamento da vegetação herbácea, causado pela introdução de arbóreas de
  60. 60. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.60 Quadro 4 - Efeitos hidromecânicos da vegetação na estabilidade de solos de taludes; efeitos positivos e negativos, respectivamente (+) e (-) bs.: 1– até 0,30 m de profundidade; 2 – 0,50 a 1,50 m de profundidade; e 3 – mais de 1,50 m de profundidade. Efeito na estabilidade de taludesNatureza do efeito Influência Mecanismo hidrogeológico Super- ficial 1 Subsu- perficial 2 Profunda 3 Equilíbrio de forças da massa do solo Reforçamento radicular Raízes reforçam o solo, aumentando sua resistência ao cisalhamento. + + Atirantamento radicular Raízes de árvores podem ancorar em estratos mais profundos e mais firmes, proporcionando suporte. + + Ancoramento radicular Estratos superiores de menor coesão. + + Sobrecarga O peso de árvores sobrecarrega o talude, aumentando os componentes da força normal e descencional. - Tombamento A vegetação exposta ao vento transmite forças dinâmicas para o talude. - Recobrimento superficial A folhagem e a biomassa decaídas protegem o solo e fornecem substâncias agregantes. + + Retenção Partículas minerais do solo são soldadas pelas raízes superficiais. + + Alterações do regime hídrico do solo Interceptação A parte aérea intercepta e evapora a precipitação, reduzindo a quantidade de água infiltrada. + Infiltração Raízes e ramos aumentam a rugosidade superficial e a permeabilidade do solo, aumentando a infiltração. + / - + / - + / - Evapotranspiração A sucção radicular retira umidade, reduzindo a poro- pressão da água no solo. Em casos extremos, pode gerar trincamentos e altos índices de infiltração. + / - + / - + / - Microclima solo- atmosfera Proteção Diminuição da força trativa de ventos. + Isolamento térmico do solo Proteção contra trincamentos por calor ou frio. + +
  61. 61. 61Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Quadro 5 - Metodologias utilizadas para quantificar os efeitos físicos da vegetação na estabilidade de taludes Fonte: Coelho e Pereira (2006). Efeito Características físicas Método Reforçamento radicular Índice da área superficial, distribuição e morfologia radicular. Forças de tensões radiculares. Pesagem da massa de raízes em determinada massa de solo, contagem da densidade radicular em intervalos verticais em parcelas amostrais no talude. Testes de tensão no campo e em bancada. Atirantamento radicular Espaçamento, diâmetro e idade de árvores, espessura e inclinação do perfil do solo. Propriedades geotécnicas do solo. Observações de campo. Testes de tensão no campo e em bancada. Sobrecarga Peso médio da vegetação. Estimativas de campo ou informações na literatura da relação peso/biomassa de árvores (CANNEL, 1982). Ventos Regime de ventos para determinado tempo de recorrência, altura média das árvores dominantes na comunidade vegetal. Norma técnica BS CP3:V:2:1972, ou predição por danos ao vento (MILLER, 1985). Umidade do solo Teor de umidade do solo, profundidade do lençol freático, poro pressão/sucção. Testes de campo e em bancada, piezômetros e tensiômetros. Interceptação Precipitação líquida sobre o talude. Pluviógrafos, coleta de escorrimento superficial, densidade do recobrimento foliar. Infiltração Maior ou menor dificuldade com que a percolação da água ocorre através dos poros do solo. Testes de tensão no campo e em bancada para determinação de permeabilidade do solo.
  62. 62. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.62 rápido crescimento para controlar processos erosivos, ocasionou o agravamento destes. Esses exemplos ocorreram no Vale do Rio Doce-MG, durante o uso de Eucaliptus sp. para controle de processos erosivos em sulco. Finney (1984) verificou que gotas de chuva com diâmetros entre 2 e 3 mm, ao atingirem o solo, possuem menor capacidade de mobilizar partículas do solo que gotas de 5 mm formadas pelo acúmulo de gotículas na superfície de folhas a 1 m de altura. A erosividade pode atingir variações da ordem de 1.000% nas adjacências de árvores e arbustos. Superfícies recobertas por gramíneas produzem um padrão uniforme e atenuado de distribuição da chuva no solo, reduzido a valores incipientes se comparados com os presentes nas gotas de chuva em um momento inicial (ARMSTRONG; MITCHELL, 1987). Com relação a sobrecargas causadas pelo aumento significativo da biomassa vegetal, Gray e Meganah (1981) afirmam que para um modelo de talude infinito a sobrecarga pode ser benéfica à estabilidade, desde que a coesão do solo seja baixa, o ângulo interno de fricção do solo seja alto e os ângulos de inclinação do talude sejam pequenos. As raízes superficiais podem contribuir para a desagregação do solo, quando muito concentradas, em grande volume e muito superficiais; por exemplo, o bambu; e a penetração radicular em fissuras e junções de rochas favorece a infiltração e intemperismo da rocha, podendo contribuir para a instabilidade do talude (GREENWAY, 1987). O uso da vegetação para controle de processos erosivos deve ser criterioso, já que ela pode interferir intensamente na transferência
  63. 63. 63Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 da água da atmosfera para o solo nas águas de infiltração (FERGUSON,1994) e nos sistemas de drenagem superficial (MORGAN,1994). Desta forma, podem ocorrer alterações no volume e na intensidade do escoamento pluvial e nas taxas de erosão superficial.A vegetação ainda pode interferir nos valores da umidade no solo afetando, por conseguinte, seus parâmetros geotécnicos como fricção e coesão (GREENWAY,1987). 5.1 Seleção de plantas para controle de erosão e áreas degradadas Dos métodos para ancoramento de sedimentos, o de maior aplicabilidade técnico-econômica e o mais adequado ambientalmente é representado pela estabilização do solo pela revegetação. As espécies selecionadas devem apresentar o sistema radicular profundo e desenvolvido, para maximizar o volume de solo estabilizado pelas raízes das plantas. Normalmente é utilizado o consorciamento de gramíneas e leguminosas (Figura 10), devido à rapidez de crescimento e recobrimento dessas espécies. Com uma composição heterogênea de espécies, a ciclagem de nutrientes é mais intensa, a ocorrência de pragas é menor e a porcentagem de recobrimento do solo é maior. Além disso, a estabilização laminar proporcionada pelo sistema radicular de plantas variadas é mais eficiente, já que cada espécie explorará uma profundidade de solo diferente, ao contrário de um sistema em que é utilizada apenas uma espécie. O termo genérico “leguminosa” refere-se às plantas da família Caesalpinaceae, Fabaceae e Mimosaceae. Existe uma grande
  64. 64. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.64 variedade de leguminosas tropicais, havendo ainda muitas espécies desconhecidas e aproximadamente 13 mil catalogadas, as quais têm uma gama de utilidades, como grãos, frutos, tubérculos, forragem, carvão, celulose, madeira, adubação verde e arborização (SIQUEIRA; FRANCO, 1998). As leguminosas são conhecidas como eficientes restauradoras da fertilidade do solo, promovendo uma grande produção de massa verde e grande exploração do solo pelo sistema radicular. Uma das características que mais chama a atenção nas leguminosas é a capacidade de uma boa parte das espécies formar simbiose com determinados gêneros de bactérias, comumente chamadas de rizóbio (MOREIRA et al.,1994). Figura 10 - Consorciamento de leguminosas e gramíneas utilizadas na revegetação de taludes.
  65. 65. 65Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 Um outro aspecto relevante é o fato de que muitas leguminosas nodulíferas são também micorrízicas, ou seja, além de se associarem ao rizódio formam simbiose com fungos micorrízicos, podendo se valer dos múltiplos benefícios dessa interação. A exploração de um maior volume de solo pelas hifas da micorriza permite maior absorção de água e nutrientes, além da zona de atuação das raízes. Os maiores benefícios se dão em função do incremento na absorção de nutrientes de baixa mobilidade nos solo, notadamente o fósforo, e do abrandamento dos problemas relacionados com o pH, alumínio e manganês nos solos ácidos, além de benefícios não nutricionais. Esses efeitos sobre o desenvolvimento da planta micorrizada são mais importantes e visíveis em ambientes estressantes, como é o caso de sítios degradados (SIQUEIRA; FRANCO, 1998; FURTINI NETO et al., 2000) A família Gramineae compreende cerca de 650 gêneros e 10.000 espécies, distribuídos em todo o mundo, sendo uma planta pioneira. As gramíneas têm importância fundamental do ponto de vista ecológico, pois ajudam na recuperação, proteção e revitalização do solo. As gramíneas possuem sistema radicular fasciculado, ou seja, com a raiz primária não desenvolvida, enquanto as raízes secundárias são ramificadas e numerosas, geralmente ocorrendo a menos de 1 m de profundidade. Algumas espécies, como o milho, possuem também raízes adventícias, cuja principal função é a sustentação da planta. Algumas gramíneas possuem rizomas e, ou, estolões, também chamados estolhos, que constituem tipos de caule especiais. Os
  66. 66. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.66 rizomas ocorrem abaixo da superfície do solo e são diferentes das raízes por possuírem nós e folhas não desenvolvidas, que se apresentam como pequenas escamas. Os estolões são semelhantes aos rizomas, porém crescem na superfície do solo. Uma espécie de gramínea que merece destaque é a Vertivera zizanoides. É uma gramínea promovida pelo Banco Mundial na década de 1980, para auxiliar no controle de erosão e na conservação de solos e água, em áreas com poucos recursos, especialmente para os países em desenvolvimento (Figura 11). Figura 11 - Figura evidenciando as linhas de vetiver em perfilha- mento na Fazenda Guarará, Santana dos Montes-MG. Desde 1931 tem sido observado o desenvolvimento do vetiver em Kuala Lumpur, na Malásia, com o objetivo de contenção de encostas e taludes íngremes. Para ficar mais didático serão
  67. 67. 67Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 enumeradas as várias vantagens do uso do vetiver no controle de erosão e na reabilitação ambiental: • Não é uma planta invasora: suas sementes são estéreis, e ela não se propaga por rizomas ou estolões. • Resistente ao fogo: apresenta sua coroa abaixo da superfície do solo permanentemente, protegendo-se do fogo e do pisoteio. • Barreira vegetal viva e densa permanentemente: esta barreira acima do nível do terreno funciona como um filtro, retendo sedimentos e reduzindo a energia potencial do escorrimento superficial (run off). • Tolerância a diferentes tipos de solo: independentemente de pH, toxidez, salinidade, resíduos industriais e rejeitos de mineração. • Capacidade de desenvolver novas raízes quando sua coroa ficar encoberta de sedimentos, devendo crescer até atingir o novo nível do terreno, e continuar a formação de terraços naturais. • Facilidade de ser eliminada ou removida quando não mais se desejar manter as plantas na área, sem a preocupação com a autopropagação ou o enraizamento. • Baixo custo de implantação e manutenção, não necessitando de podas periódicas, adubação ou irrigação, devido à sua rusticidade e tolerância a seca, fogo, alagamento, etc. • Capacidade de não competir com espécies que estão prote- gendo, principalmente devido à profundidade de seu sistema radicular, que apresenta grande geotropismo positivo.
  68. 68. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.68 • Sistema radicular penetrante, capaz de suportar entuba- mentos (túneis) e rachaduras nas estruturas do solo. As raízes atingem pelo menos 3 m de profundidade (Figura 12). Figura 12 - Exemplar de vetiver com 2 anos de idade, com sistema radicular atingindo 1 metro.
  69. 69. 69Técnicas de bioengenharia para revegetação ... Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 • Característica de planta xerófica e hidrófica para sobreviver em condições intempéricas, por isso o vetiver, após seu estabelecimento, suporta condições extremas de seca e enchentes. • Característica de possuir colmos eretos e resistentes, de maneira a conter o fluxo de água de pelo menos 1.500 litros por minuto e 30 cm de altura da lâmina d’água. • Característica de grande adaptabilidade a extremas condi- ções edafoclimáticas, com precipitações de 300 a 6.000 mm, temperaturas de -9 o C até 50 o C, capaz de suportar grande período de estiagem, superior a seis meses. • Outras utilidades na reabilitação ambiental com vetiver: disposição e tratamento de esgotos, redução do volume de águas contaminadas, absorção de contaminantes e metais pesados, fitorremediação, minas de carvão, ouro e Pb e Zn. 6 BIOENGENHARIA DE SOLOS NA PROTEÇÃO DE TALUDES E RECUPERAÇÃO AMBIENTAL O princípio básico que norteia a bioengenharia de solos compreende a utilização de elementos inertes como concreto, madeira, aço e fibras sintéticas em sinergismo com elementos biológicos, como a vegetação, no controle da erosão. As espécies vegetais contribuem com o sistema radicular e o caule, sendo utilizadas em diferentes arranjos geométricos como elementos estruturais e mecânicos para contenção e proteção do
  70. 70. Boletim Técnico CBCN, n. 1, 2010 COUTO, L. et al.70 solo, melhorando as condições de drenagem e retenção das movimentações de terra. As técnicas de bioengenharia têm sido utilizadas desde o Império Romano para controlar os problemas de erosão em taludes e margens de rios, em diferentes partes do mundo. Essas técnicas caíram em desuso após o advento da Revolução Industrial, que popularizou o uso da tecnologia do concreto e do aço, favorecendo a utilização de materiais de construção rígidos e inertes nos projetos de engenharia, já que inicialmente apresentaram-se baratos e seguros. Posteriormente, em especial após a década de 30 do século XX, engenheiros norte-americanos e europeus retomaram o desenvolvimento e a utilização de diversas técnicas de bioengenharia. A bioengenharia é utilizada pelo governo dos Estados Unidos desde 1940, quando o National Resources Conservation Services - USDA preconizava o uso dessas técnicas para proteção de lagos e conservação de margens de rios. Dentre as vantagens do uso de tecnologias baseadas na bioengenharia dos solos, destacam-se: • Menor requerimento de maquinário: as técnicas de bioengenharia de solos podem ser classificadas como trabalho-técnico intensivas, em oposição à engenharia convencional, predominantemente energético-capital intensivas. Por conseguinte, requerem maior utilização de mão-de-obra e têm custo final comparativamente menor, oferecendo ainda maior retorno social, já que além de utilizar maior quantidade de mão-de-obra braçal ela requer menor

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