1) O documento descreve um estudo sobre a erodibilidade dos solos residuais de granito no município de Tubarão, Santa Catarina. 2) Foram realizados testes de infiltrabilidade e perda de massa por imersão em amostras de solo para avaliar sua propensão à erosão. 3) Os resultados indicam que a maioria dos solos apresentou baixa taxa de infiltração e pouca perda de massa, sugerindo baixa erodibilidade.

1. ERODIBILIDADE DOS SOLOS RESIDUAIS DE GRANITO DO MUNICÍPIO DE
TUBARÃO
RAFAEL REIS HIGASHI1
REGINA DAVISON DIAS1
1
Departamento de Engenharia Civil
Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC
rrhigashi@uol.com.br; reginadavison@unisul.br
HIGASHI, R. R.; DIAS, R. D. Erodibilidade dos solos residuais de granito do município de Tubarão. In:
SIMPÓSIO BRASILEIRO DE DESASTRES NATURAIS, 1., 2004, Florianópolis. Anais... Florianópolis:
GEDN/UFSC, 2004. p. 144-158. (CD-ROM)
Resumo: O município de Tubarão, situado no estado de Santa Catarina, está localizado em
áreas de cotas baixas, cercado por elevações graníticas pouco desenvolvidas e é
predominantemente constituído por solos do tipo Glei e Orgânico. O centro urbano da
cidade é atravessado pelo rio Tubarão, que atualmente vem sofrendo graves problemas
relacionados ao assoreamento de seu leito, o que poderia ocasionar a inundação da cidade
devido ao extravasamento de seu curso d’água. Este trabalho visa a avaliação da
erodibilidade dos solos residuais de granito dos arredores e centro da mancha urbana,
ensaiando o horizonte C dos solos pertencentes a bacia do rio Tubarão. O trabalho
fundamenta-se em um Critério de Erodibilidade, onde os ensaios de Infiltrabilidade e Perda
de Massa por Imersão possibilitaram a geração de resultados que indicam a propensão dos
solos à erosão.
Palavras-Chave: Erodibilidade, Perda de massa por imersão, Infiltrabilidade.
ERODIBILITY OF RESIDUAL SOILS OF GRANITE FROM TUBARÃO
COUNTY
Abstract: Tubarão county, located in Santa Catarina state, in the southern part of Brazil, is
localized in areas of plain, mostly constituted by Glei and Organic soils, surrounded by
granitic elevations. The county is crossed by the Tubarão river, that is suffering serious
problems related to the filling of its bottom, what can cause flood due the extravasation of
its volume. This work aims to evaluate the erodibility of the residual soils of granite of the
urban spot and its outskirts, testing the C horizon of the soils that compose the Tubarão
River Basin. The work is based in a erodibility criterion composed by the infiltrability and
loss of mass by immersion, that enabled the results that indicate the disposition of the soils
to erosion.
Key-Words: Erodibility, Loss of mass by immersion, Infiltrability.
144

2. 1. INTRODUÇÃO
Associado ao crescimento demográfico e às melhorias nos índices de qualidade de vida
está o elevado consumo de água. Nos dias de hoje, em vários setores urbanos, rural e
industrial, tem sido observada a indisponibilidade deste recurso.
O rio Tubarão, que corta o centro urbano do município de mesmo nome, assume
importante papel dentro deste contexto em sua região, devido à sua importância ambiental
e econômica pelo fato de abastecer a população e servir de irrigação à produção de arroz.
O assoreamento e a turbidez do rio Tubarão são problemas que vêm preocupando a
sociedade local e dificulta a captação da água para o abastecimento da população.
Este fato está diretamente ligado à erodibilidade dos solos presentes na região. Devido à
expansão do centro urbano, áreas antes protegidas por cobertura vegetal apresentam-se
vulneráveis à ação dos agentes erosivos, que somado ao fato de que esses solos
apresentaram horizonte C granular, aumenta a probabilidade de serem solos erodíveis.
O principal objetivo desta pesquisa é analisar a erodibilidade dos solos do município de
tubarão relacionando os dados obtidos aos problemas de assoreamento e turbidez.
A partir do método descrito por Nogami e Villibor, (1985) realizaram-se os ensaios de
infiltrabilidade e perda de massa por imersão, com intuito de se criar uma estimativa da
erodibilidade dos solos residuais de granito.
2. Caracterização da Área de Estudo
O município de Tubarão está localizado na região Sul do estado de Santa Catarina. Com
aproximadamente 90.000 habitantes, distribuídos em uma área de 313 km², onde 277 km²
pertencem a área rural e 36 km² a área urbana, que possui a maior parcela populacional.
Uma grande característica do município é a sua planície sedimentar de formação recente,
sendo que as elevações existentes correspondem a rochedos ilhados.
Os grupos geológicos com maior incidência na localidade são a Suíte Intrusiva Tabuleiro,
sedimentos síltico-arenosos de lagunas e baias e os Sedimentos argilo-arenosos contendo
matéria orgânica de origem fluvio lagunar.
A litologia de maior ocorrência próximo e radialmente á área urbana do município é o
granito.
O granito encontrado nos arredores apresenta-se em diferentes granulometrias, indo dos
mais granulares aos mais argilosos.
Abordando também de uma forma abrangente a pedologia local, levando-se em
consideração os limites políticos da localidade, o solo Podzólico Vermelho-Amarelo é
145

3. predominante na região, fazendo parte de 55% da área. Apesar deste dado, outros tipos de
solos característicos também são encontrados como: a ocorrência de solo do tipo
Cambissolo (com um perfil pouco profundo) ao longo do leito do rio Tubarão, e solos do
tipo Glei e Orgânico com maior incidência na mancha urbana.
É importante ressaltar que a área estudada se refere às áreas ainda não ocupadas pela
mancha urbana, considerados vazios urbanos, e áreas radiais, potenciais zonas de expansão
do centro urbano.
3. Problemas Relativos a Erodibilidade no Município de Tubarão
A erosão resulta de um conjunto de ações de desgaste do relevo que modelam a paisagem,
sendo potencializada pela retirada da cobertura vegetal natural, acelerando o processo de
desgaste do relevo.
Muitos são os fatores que influenciam na resistência do solo a erosão: estrutura,
estratificação, permeabilidade, teor de umidade, textura, composição, tipo e extensão da
cobertura e declividade do terreno.
A preservação ambiental é o ponto chave nas questões abordadas pelos problemas de
erodibilidade. Mesmo com a existência de rigorosas legislações ambientais, o que se
observa na prática são constantes agressões ao meio, sendo a retirada da mata ciliar uma
das principais, o que possibilita a potencialização dos processos erosivos.
Uma grande problemática do município de Tubarão é o crescimento acelerado de seu
centro urbano, causando problemas de estabilidade de encostas, onde a ocupação não
respeita critérios geotécnicos, em muitas vezes expandindo para taludes já degradados pelo
uso rural, em avançados processos de erosão.
O desmatamento de forma indiscriminada deixa o solo desprotegido, possibilitando o
carreamento de partículas pela chuva, aumentando assim a turbidez dos rios e o seu
assoreamento.
O preenchimento das calhas naturais dos rios, reduz a seção geométrica, fazendo com que
as calhas não suportem grandes volumes de água, o que acarreta no extravasamento de
água pelas suas margens.
O município de Tubarão tem sua historia marcada por uma grande enchente que ocorreu no
ano de 1974. Após este evento algumas mudanças em relação ao rio foram tomadas,
tornando-se necessária a retificação do rio para que o escoamento seja mais rápido.
Constantes dragagens são realizadas nos pontos de maior necessidade (onde o
146

4. assoreamento é maior), e a revegetação constante dos taludes que compõem as margens do
rio tentam reduzir a erodibilidade.
4. Metodologia
A metodologia empregada neste trabalho baseia-se no trabalho realizado por Nogami e
Vilibor (1985). Segundo os autores o método ideal para a determinação da erodibilidade
deve levar em consideração a taxa de infiltração da água através do interior dos solos, e o
efeito da perda de partículas de solo sob inundação, sendo que para estes ensaios torna-se
necessário o uso de amostras indeformadas, ou seja, nas mesmas condições de campo.
O critério de erodibilidade estudado nesta pesquisa baseia-se nesta metodologia, e analisa o
solo através de dois parâmetros: a infiltrabilidade e a perda de massa por imersão.
4.1. Ensaio de Infiltrabilidade
Consiste em conter a amostra indeformada (em um tubo de amostragem) a um fluxo
ascendente por ascensão capilar. A velocidade da infiltração é medida através do fluxo da
água através do tubo capilar na horizontal, que é posicionado no mesmo nível da base do
cilindro, sendo que as leituras são feitas em tempos pré-estabelecidos.
Um gráfico (tempo x leitura do menisco) é desenvolvido, e a partir dele é determinado o
coeficiente de sorção (s), que representa a inclinação inicial da reta formada.
A figura 01 apresenta o equipamento de infiltrabilidade (sucção) do solo.
AMOSTRA TUBO CAPILAR
Figura 01. Ensaio de infiltrabilidade.
147

5. 4.2. Ensaio de Perda de Massa por Imersão (PI)
O ensaio de perda de massa por imersão incia-se com a coleta de amostras indeformadas,
que são confinadas em um tubo de 5cm de diâmetro. O tubo é colocado imerso em água
por um período de 20 horas, observando-se a quantidade de solo desprendido do corpo de
prova.
O percentual de perda de solo seco em massa em relação ao peso total da amostra
representa a perda de massa por imersão ou erodibilidade específica.
A figura 02 apresenta o ensaio de perda de massa em andamento para os solos residuais de
granito da área de estudo.
Amostra de solo antes da Amostra de solo após 24
imersão hs de imersão
Figura 02. Ensaio de Perda de massa por imersão.
O critério de erodibilidade baseia-se na relação entre perda de massa por imersão e o
coeficiente de sorção (PI/s), onde valores correspondentes acima de 52 são considerados
erodíveis.
5. Localização dos Pontos de Amostragem
Os pontos de amostragem dos solos seguiram alguns critérios pré-determinados.
Foram coletadas apenas amostras referentes aos solos residuais de granito, em locais de
potencial expansão do centro urbano.
As amostras foram coletadas levando-se em consideração o mapa de estimativas de
unidades geotécnicas desenvolvido por Higashi e Davison Dias (2003). O mapa geotécnico
pode ser observado na figura 03.
148

6. Figura 03. Mapa geotécnico do município de Tubarão.
Com base neste mapa, foram coletadas amostras nos horizontes C de Cambissolos e
Podzólicos Vermelho-Amarelos.
A figura 04 apresenta o mapa de coleta de amostras indeformadas para os ensaios da
metodologia MCT.
149

7. SÃO BERNARDO
SO LOS DE GRANITO DE
T MAS DA G
ER UARDA G ANU M
R LO ETR VARIADA
IA
SOLOS DE G ANITOCASC
R ALHENTO E DIFERENTE COLORAÇÃO
D COLO
E RAÇÃOCLARA
05
#
01#02
D ON
EH
Q ILÔ
U METRO60 SO LOS DE GRANITO DE
SOLOS DE G ANITOCASC
R ALHENTO
# G ANU M
R LO ETR VARIADA
IA
04 03
D COLO
E RAÇÃOCLARA A AM ELADA
AR E COLOR ÃOAM
AÇ ARELO ALARANJADA
12
# FÁBIO SILVA
# 06
SOLOS DE GR ANITO
0720 08
13 #
C LO
O RAÇÃO C LARA
BASTAN GRANULAR
TE
ELEVAÇÃO AOCEN TRO DA C ADE
ID
1409
10#
16
19 11
#
1821
C NG HAS
O ON
SO LOS DE GRANITO DE
G ANU M
R LO ETR VARIADA
IA
E DIFERENTE COLO RAÇÃO
N PRESEN D M ERAIS VERDES
ÇA E IN
O L
S
Figura 04. Mapa de coleta de amostras.
Não foram retiradas amostras em áreas de grande densificação populacional. Apenas as
áreas de expansão foram avaliadas, objetivando ao planejamento de ocupação destas novas
unidades de solos.
6. Resultados e Discussão
Para se obter melhores dados, as análises das amostras coletadas no município de Tubarão
foram realizadas de forma generalizada, possibilitando o diagnóstico global dos solos da
localidade.
150

8. 6.1. Mostras Ensaiadas na Umidade Natural
Nesta etapa da pesquisa foram coletadas amostras de solos indeformadas, e imediatamente
ensaiadas, ou seja, em sua umidade natural de campo.
A maioria destes solos apresentou comportamento relativo ao coeficiente de sorção baixo.
O gráfico da figura 05 apresenta o comportamento dos solos em seu estado natural.
1400,00
AMOSTRA 02
1200,00
AMOSTRA 03
AMOSTRA 06
C om prim ento do m enis c o (m m )
1000,00 AMOSTRA 07
AMOSTRA 08
800,00 AMOSTRA 09
AMOSTRA 10
AMOSTRA 11
600,00
AMOSTRA 12
400,00
200,00
0,00
0,0 1,0 1,4 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Raiz do tempo
Figura 05. Gráfico do comprimento do menisco capilar x raiz do tempo em amostras em
seu teor de umidade natural.
A amostra de solo 07 residual de granito foi a única a apresentar comportamento
diferenciado das demais. Este solo apresentou elevado coeficiente de sorção, diferente dos
demais solos ensaiados. As amostras foram coletadas de solos localizados em zona de
expansão urbana, no bairro Quilômetro 60.
Este tipo de solo é bastante granular, apresentando bastante quartzo em seu horizonte C
pouco intemperizado, como observado na figura 06.
151

9. Figura 06. Solo residual de granito do bairro Quilômetro 60.
Os coeficientes de sorção (s) determinados a partir dos ensaios de infiltrabilidade de
amostras na umidade natural estão apresentados na tabela 01.
Tabela 01. Coeficientes de sorção dos solos na umidade natural.
Amostras na umidade
s
natural
02 0,16
03 0,06
06 0,20
07 0,68
08 0,36
09 0,14
10 0,09
11 0,31
12 0,03
Os ensaios de perda de massa por imersão foram realizados nas mesmas amostras de solos
coletadas para os ensaios de infiltrabilidade.
Os valores de perda de massa por imersão estão expressos na tabela 02.
152

10. Tabela 02. Valores de perda de massa por imersão dos solos na umidade natural.
Amostras na umidade
PI (%)
natural
02 11,11
03 41,84
06 6,25
07 0,54
08 13,72
09 1,82
10 2,49
11 54,17
12 14,87
Apesar das amostras coletadas no ponto 07 apresentarem elevado coeficiente de sorção,
estas quando submersas perderam poucas partículas, resultando em baixos valores de perda
de massa.
A amostra do ponto 11 mostrada na figura 07 apresentou elevada perda de massa por
imersão e valores de sorção consideráveis, tornando-se um solo de elevada erodibilidade.
Figura 07. Solo residual de granito do bairro Congonhas (ponto 11).
O mesmo ocorre com os valores determinados no ponto 03 de perda de massa, porém, o
coeficiente de sorção não foi tão elevado.
A figura 08 apresenta o solo coletado, onde é possível perceber se trata de um horizonte C
de um granito granular, com um plano de argilização ao centro, possivelmente provocado
por uma fratura.
153

11. Figura 08. Solo residual de granito do bairro.
Os solos que apresentam umidade natural, por apresentarem valores de erodibilidade alto,
possuem tendência de desagregação com certa facilidade.
6.1. Amostras Ensaiadas na Umidade Natural
Nesta etapa da pesquisa foram coletadas amostras de solos nos mesmos pontos descritos
anteriormente, e secas ao ar por 72 hs.
A grande maioria destes solos apresentou elevado coeficiente de sorção apresentado no
gráfico da figura 09.
1400,00
1200,00 AMOSTRA 02
AMOSTRA 03
Com prim ento do m enis c o (m m )
AMOSTRA 06
1000,00
AMOSTRA 07
AMOSTRA 08
800,00 AMOSTRA 09
AMOSTRA 10
600,00 AMOSTRA 11
AMOSTRA 12
400,00
200,00
0,00
0,0 1,0 1,4 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Raiz do tempo
Figura 09. Gráfico do comprimento do menisco capilar x raiz do tempo em amostras secar
ao ar 72 hs.
154

12. Os valores do coeficiente de sorção apresentaram-se muito elevados, a exceção das
amostras 07 e 12.
Os valores da amostras 12 apresentaram-se bastante baixos tanto nas amostras no estado
natural quanto em corpos de prova secos ao ar 72 hs.
Isto pode ser explicado em razão das amostras serem coletadas em um horizonte C
tendendo ao RA, ou seja, a estruturas da rocha de origem está ainda muito marcante neste
horizonte.
A figura 10 apresenta este tipo de solo.
Figura 10. Solo residual de granito do bairro
Os valores do coeficiente de sorção para amostras secas ao ar 72 hs podem ser observados
na tabela 03.
Tabela 03. Coeficientes de sorção dos solos secos 72 hs.
Amostras de solos
s
secos 72 hs
02 0,11
03 0,56
06 0,85
07 0,04
08 0,38
09 0,11
10 0,17
11 0,55
12 0,12
155

13. Os ensaios de perda de massa por imersão foram realizados nas mesmas amostras de solos
coletadas para os ensaios de infiltrabilidade.
Os valores de perda de massa por imersão estão expressos na tabela 04.
Tabela 04. Valores de perda de massa por imersão dos solos secos por 72 hs.
Amostras de solos
PI (%)
secos 72 hs
02 1,64
03 2,25
06 11,11
07 0,29
08 14,58
09 6,75
10 40,87
11 72,95
12 57,21
As amostras secas ao ar por 72 hs apresentaram valores mais elevados de perda de massa
por imersão em quase todas as suas amostras.
As amostras que em seu estado natural apresentavam elevados valores de PI apresentaram
valores ainda mais altos, como pode ser observado no caso da amostra 11, que passou de
54,17 % de perda para 72,95%, citado anteriormente.
7. Critério de Erodibilidade
Os valores foram unidos no gráfico da figura 11 para que se tivesse uma estimativa do
comportamento das amostras ensaiadas na condição natural e seca ao ar 72 hs.
É possível notar que os maiores coeficientes de sorção são apresentados pelas amostras
ensaiadas secas ao ar.
Apesar disso, a amostra 07 apresentou os maiores coeficientes de sorção, entre os solos
analisados nesta pesquisa.
Observou-se ainda que as leituras efetuadas do movimento do menisco capilar nos
intervalos iniciais de tempo eram muito elevadas, sendo evidenciada a grande avidez por
água que as amostras, mesmo em suas condições de teor de umidade natural, estavam.
Notou-se que a relação PI/s dos solos apresentou-se de certa forma uniforme, como pode
ser observado na tabela 05.
156

14. Apenas as amostras de solos 02, 03, 09 e 10 apresentaram diferenças na capacidade de
erodibilidade quando ensaiadas em diferentes teores de umidade.
O comportamento das amostras 06, 07, 08, 11 e 12 foi o mesmo, ocorrendo poucas
mudanças nos valores da relação PI/s, quando houve a variação dos teores de umidade.
1400,00
1200,00 Seco ao ar 72 hs
1000,00 Natural
Comprimento do menisco (mm
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
0,0 1,0 1,4 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Raiz do tempo
Figura 11. Gráfico do comprimento do menisco capilar x raiz do tempo em todas as
amostras.
Tabela 05. Valores de PI/s.
PI/s
PI/s
(secos ao ar 72
Amostras
(umidade natural)
hs)
02 68,88 15,49
03 675,55 4,02
06 30,68 13,01
07 0,79 7,18
08 38,45 38,08
09 13,13 61,83
10 26,77 234,36
11 173,13 131,65
12 570,39 494,45
NOTA: O critério adotado por Nogami e Villibor (1985), adota que os solos que
apresentam valores resultantes da relação PI/s acima de 52 são erodíveis.
157

15. 8. CONCLUSÕES
Os solos de áreas destinadas à expansão da mancha urbana do município de Tubarão
apresentam-se em relevos mais ondulados, sendo caracterizados como solos residuais de
granito.
O horizonte C das elevações encontradas na localidade apresentou comportamento com
grande potencial à ocorrência de processos erosivos.
Os pontos 11 e 12 foram considerados os mais erosivos, em razão de apresentarem a
relação de PI/s bastante acima de 52 nas duas condições de umidade.
Ressalta-se que é necessário que em cada localidade seja criado um critério de
erodibilidade, devendo ser realizados mais ensaios a fim de que o valor estipulado pela
metodologia MCT seja corrigido para cada região.
Este estudo, apesar de preliminar, poderá auxiliar na orientação da localização de novas
áreas a serem a serem ocupadas pela mancha urbana do município de Tubarão,
principalmente em conjunto ao mapa geotécnico do município, o que permitirá a
formulação de unidades de potencial erosivo.
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Higashi, R. R.; Davison Dias, R.; (2003) Estimativa de Comportamento dos Solos do
Município de Tubarão Através de Ferramenta SIG Visando o Planejamento e Implantação
de Rodovias – Reunião Anual de Pavimentação – Campinas – SP.
Nogami, J.S.; Villibor, D.F. (1995) Pavimentação de baixos custos com solos lateríticos. São
Paulo : Ed. Vilibor, 240p.
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