Relação Entre as Curvas Características e a Macro e Microestrutura de Solos Tropicais Intemperizados

Relação Entre as Curvas Características e a Macro e Microestrutura de Solos Tropicais Intemperizados

Fernando Carolino da Silva

Universidade Estadual de Goiás, Goiânia, Brasil, [e-mail]

Sabrina Marques Rodrigues

Universidade Federal de Goiás, Anápolis, Brasil, [e-mail]

Renato Cabral Guimarães

FURNAS Centrais Elétricas S.A., Universidade Estadual de Goiás, Goiânia, Brasil, [e-mail]

Manoel Porfirio Cordão Neto

Universidade de Brasília, Brasília, Brasil, [e-mail]

José Camapum de Carvalho

Universidade de Brasília, Brasília, Brasil, [e-mail]

RESUMO: Para se compreender o comportamento dos solos não saturados uma das principais relações constitutivas utilizadas é sua curva característica, a qual geralmente correlaciona a quantidade de água presente dentro dos poros do solo com a sucção. Nos solos tropicais a grande transformação pedogenética gera um elevado grau de agregação das partículas e uma característica de macroporosidade que é tanto mais acentuada quanto mais intemperizado é o solo, no qual se tem uma distribuição de poros com macroporos interagregados e microporos intra-agregados. Este artigo tem por objetivo analisar a forma de se empregar dados obtidos nas curvas características por três metodologias (placa de sucção, o papel filtro e o WP4C), verificando o formato das curvas características e correlacionar tais dados obtidos com a macro e microporosidade do solo estudado. Os solos utilizados nos ensaios foram coletados no Campo Experimental do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da Universidade de Brasília – PPGG/UnB. Verificou-se boa relação das curvas obtidas por meio das três técnicas e das imagens obtidas de macro e microporosidade do solo obtidas em microscopia eletrônica de varredura.

PALAVRAS-CHAVE: Solos Não Saturados, Solos Tropicais, Sucção, Curva Característica, Macroestrutura, Microestrutura.

1        INTRODUÇÃO

        Os solos tropicais não são apenas aqueles que se localizam entre os trópicos, mas aqueles que têm um comportamento hidromecânico e propriedades físico-químicas diferenciados dos solos sedimentares, em decorrência dos processos intempéricos típicos das regiões tropicais (CAMAPUM DE CARVALHO et al., 2015a).

        Um solo tropical é produzido pela ação do intemperismo, que se reflete como um conjunto de modificações físicas, químicas e mineralógicas, desintegração e decomposição que alteram as propriedades e estrutura do solo impactando diretamente em seu comportamento hidromecânico (LOPERA, 2016).

        Devido ao processo de alteração químico-mineralógica e lixiviação, os horizontes dentro do perfil de intemperismo tropical, na zona profundamente intemperizada, são marcados pela presença de agregados ligados por pontes de argila ou óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, estabelecendo entre eles a presença de macroporos e dentro deles o predomínio de microporos (GUIMARÃES et al., 2017).

        As propriedades e comportamento dos solos tropicais estão quase sempre associados à microestrutura desenvolvida no processo de formação. Nas obras de engenharia e em especial nas geotécnicas, o comportamento dos materiais empregados é geralmente estudado considerando-se suas características macroscópicas e pouco se estuda sobre o aspecto microestrutural desses materiais. Entretanto, além de se analisar a macroestrutura, compreender a microestrutura do solo se torna bastante relevante para definir suas propriedades e comportamento (LOPERA, 2016).

        O Distrito Federal é coberto por um manto de solo resultante de intemperismo, principalmente químico, associado a processos de lixiviação e laterização de idade Terciária/Quaternária (MENDONÇA et al., 1994).

        Por possuir um clima tropical, com regime pluviométrico bem definido, apresentando uma estação muito seca e outra chuvosa, favorecendo a lixiviação de sais e outros compostos solúveis das camadas superiores, depositando nas inferiores. Este processo foi responsável pela formação destes solos, com alto índice de vazio, apresentando uma estrutura porosa (GUIMARÃES, 2002).

        Segundo Lopera (2016), subjacente ao solo profundamente intemperizado, geralmente, se encontra um solo de transição caracterizado por elevada heterogeneidade de propriedades. Em seguida tem-se o solo saprolítico, no qual se observa menor porosidade, com uma estrutura marcada pela rocha de origem com presença de minerais neoformados e minerais primários.

        O comportamento mecânico e hidráulico dos solos está relacionado à sua estrutura, podendo esta ser dividida em macro e microestrutura. A macroestrutura diz respeito a observação do todo e a microestrutura ao arranjo estrutural dos grãos e partículas. E ainda em termos de microestrutura os poros dos solos encontram-se distribuídos em macro e microporos (LOPERA, 2016).

        O espaço de poros em si é subdividido em interagregado, que são poros entre partículas agregadas e intra-agregado, poros dentro do agregado. A forma de classificação de poros mais simplificada é a que considera as duas classes: micro e macroporos. Klein e Libardi (2002) consideram como macroporos, os poros de diâmetro maior que 0,05 mm e como microporos poros com diâmetro menor que 0,05 mm.

        Nos solos tropicais a estrutura altera-se através do perfil de intemperismo. As camadas superiores com solos profundamente intemperizados apresentam uma distribuição de poros bimodal com macroporos interagregados e microporos intra-agregados. Entretanto para maiores profundidades, os solos menos intemperizados tem uma distribuição de poros uniforme a bem graduada (CAMAPUM DE CARVALHO et al., 2015b).

        Pode-se analisar a estrutura de um solo utilizando a Microscopia Eletrônica de Varredura e a Curva Característica.

        A microscopia eletrônica de varredura se apresenta como uma técnica mais adequada, pois permite aumentos de 300.000 vezes ou mais, e por isso é a técnica que vem sendo mais frequentemente utilizada para estudos da microestrutura dos solos.

        A curva característica é vista como propriedade chave na geotecnia. Segundo Araújo (2010) ela é essencial para conhecer as propriedades mecânicas e hidráulicas do solo não saturado.