Uniersidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Rurais
Departamento de Solos
Introdução às
propriedades físicas do solo
SOLO  CONCEITO FÍSICO
 Meio
poroso,
não
rígido,
trifásico,
formado de partículas que possuem
complexidade de forma, tamanho e
estrutura
mineralógica
e
algumas
partículas finitamente divididas de maneira
a apresentar uma grande área superficial.
Meio trifásico
Partículas que
apresentam
diferentes
tamanhos
Ar
20 a 30%
Minerais
Espaço
Poroso
45%
Sólidos
do solo
Água
20 a 30%
Mat. Org.
5%
Frações
granulométricas
ou
Frações texturais
Como é um solo
fisicamente ideal?
SOLO FISICAMENTE IDEAL
É aquele que apresenta:
 Boa aeração e retenção de água;
 Bom armazenamento de calor;
 Pouca resistência mecânica ao crescimento
radicular.
Solo fisicamente ideal
Solo fisicamente degradado
Relações físicas com a produção de
plantas
Temperatura
Aeração
ds
ds, tamanho poros
Água
ds, tamanho poros
Resistência mecânica
Características do perfil
Textura, Estrutura, Densidade do
Solo, etc...
Água
Aeração
Temperatura
Resistência Mecânica
Textura, mineralogia, Grau de desenvolvimento do perfil,
Agentes cimentantes, Estrutura, Coloração, Topografia.
Lavração,
plantio,
adição
fertilizantes
Estrutura
Densidade do solo
Agregação
Tamanho de poros
Caract. perfil
Irrigação/
drenagem
Chuvas
Quantidade de
água
Água, Aeração,
Temperatura, Resistência
mecânica.
Crescimento e
Desenvolvimento de
Plantas
Radiação
Propriedades Físicas do Solo
 Textura do solo
 Área superficial específica
 Consistência do solo
 Agregação do solo
 Densidade do solo
 Densidade de partículas
 Porosidade do solo
 Resistência do solo à penetração
Textura do solo
Propriedades Físicas do Solo
 TEXTURA DO SOLO
É
a
proporção
relativa
das
classes
tamanho de partículas de um solo.
de
Propriedades Físicas do Solo
 A
textura
é
importante
para
o
entendimento do comportamento e manejo
do solo.
 Durante a classificação do solo em um
determinado local, a textura é muitas
vezes a primeira e mais importante
propriedade a ser determinada
 A partir da textura, muitas conclusões
importantes podem ser tomadas
Propriedades Físicas do Solo
Classes de tamanho de partículas do solo
FRAÇÃO
GRANULOMÉTRICA
Matacão
Calhau
Cascalho
Areia grossa
Areia fina
Silte
Argila
DIÂMETRO
(mm)
> 200
200 –20
20 - 2
2 – 0,2
0,2 – 0,05
0,05 – 0,002
< 0,002
Propriedades Físicas do Solo
 Os solos podem ser agrupados em 13 classes
texturais - TRIÂNGULO TEXTURAL
Ex: 42% argila
6% silte
52% areia
Classe textural
ARGILA ARENOSA
40%
silte
33%
argila
27% areia
É possível alterar a
textura pelo manejo?
Propriedades Físicas do Solo
 Determinação
_em laboratório: análise granulométrica
_a campo: pela sensação que o solo
molhado e amassado oferece ao tato
Propriedades Físicas do Solo
 Objetivo:
separar
as
frações
constituintes do solo (areia, silte e
argila) de acordo com seu diâmetro.
 A metodologia consiste em dispersão
química e mecânica dos constituintes do
solo e separação por peneiramento e
sedimentação.
Propriedades Físicas do Solo
Destorroamento
Peneiramento
Peneira de
2mm
Amostra
Seca ao
Ar
Tapete de
Borracha
Terra Fina
Seca ao Ar
(TFSA)
Propriedades Físicas do Solo
TFSA
Balança
Agitador
Determinação
da areia
Determinação
de Argila
TFSA
Fração
Matacões
Calhaus
Cascalhos
Areia grossa
Areia fina
Silte
Argila
Diâmetro
 20 cm
20 mm a 20 cm
2 a 20 mm
2 a 0,2 mm
0,2 a 0,05 mm
0,05 a 0,002 mm
 0,002 mm ou 2 
Lei de Stokes
h d g D p  D f

t
18
2
V =

na qual:
d = diâmetro de partículas efetivo;
h = distância;
t = tempo;
g = aceleração da gravidade = 9,81 Newton por quilograma (9,81
N/kg);
= viscosidade da água a 20 C = 1/1000 Newton–segundos por m2
(10 –3 Ns/m2);
Dp = densidade das partículas sólidas, para muitos solos = 2,65 x
103 kg/m3;
Df = densidade do fluido (água) = 1,0 x 103 kg/m3.
Propriedades Físicas do Solo
No Campo:
A textura é feita por estimativa, esfregando
uma massa de solo úmida e homogeneizada
entre os dedos
Areia
Sensação aspereza, não plástico, não pegajoso
Silte
Sensação sedosidade, plástico, não pegajoso
Argila
Sensação sedosidade, plástico, pegajoso
Propriedades Físicas do Solo
Distribuição do tamanho de partículas de três solos com ampla
variação de textura. Note que há uma transição gradual na
distribuição do tamanho de partículas em cada um destes solos.
Propriedades Físicas do Solo
 Relaciona-se com:
1) Mineralogia
_FRAÇÃO AREIA – minerais 1° (quartzo e outros
silicatos)
_FRAÇÃO ARGILA – minerais 2° (argilominerais:
caulinita, esmectita, etc, e óxidos: hematita,
goethita, etc)
2) CTC
3) ASE
4) Porosidade e densidade do solo
Propriedades Físicas do Solo
Relação entre tamanho de partícula e tipo de mineral presente.
_O quartzo é dominante na fração areia e em frações mais
grosseiras de silte.
_Silicatos primários como o feldspato, hornblenda e mica estão
presentes na areia e em menores quantidades na fração silte.
_Minerais secundários, como óxidos de ferro e alumínio, são
predominantes na fração silte de menor diâmetro e na fração argila
mais grosseira.
Propriedades Físicas do Solo
Condiciona todos os fatores de crescimento em
menor ou maior grau.

-
Influi sobre:
Retenção, movimento e disponibilidade de água
Arejamento
Disponibilidade de nutrientes
Resistência à penetração de raízes
Estabilidade de agregados
Compactabilidade dos solos
Erodibilidade
Propriedades Físicas do Solo
 Estabilidade/Compactabilidade/Erodibilidade
Relacionadas com a suscetibilidade à
degradação do solo quando cultivado
Textura fina
Textura média
Textura grosseira
ARGILOSOS
francos
ARENOSOS
retenção de água elevada
Retenção de água baixa
Circulação de água difícil
Circulação de água fácil
Coesão elevada
Coesão baixa
Consistência plástica e
pegajosa (molhado) e dura
(seco)
Consistência friável (seco ou
molhado)
Densidade do solo menor
Densidade do solo maior
Porosidade total maior
Porosidade total menor
Microporosidade maior
Macroporosidade maior
Aeração deficiente
Boa aeração
Superfície específica elevada
Superfície específica baixa
Solos bem estruturados
Solos sem estrutura
CTC elevada
CTC baixa
Difícil preparo mecânico,
pouco lavados e mais ricos em
elementos fertilizantes
Fácil preparo mecânico, mais
lavados e mais pobres em
elementos fertilizantes
Área superficial específica
Propriedades Físicas do Solo
 ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA
ASE = área superficial
unidade massa
 Influenciada por
 Tamanho da partícula afeta:
atrito, adsorção, tensão superficial.
 Forma da partícula
 Natureza da partícula:
MO, ASE, decomposição.
 Composição da partícula:
atividade, superfície interna.
Propriedades Físicas do Solo
Relação entre a área superficial de um cubo de massa conhecida e o
tamanho de suas partículas.
_No cubo maior (a) cada lado possui 64 cm2 de área superficial. O cubo
tem seis lados, com área superficial total de 384 cm2 (6 lados x 64
cm2). Se o mesmo cubo fosse dividido em cubos menores (b) de modo
que cada um tenha 2 cm de lado, o mesmo material será agora
representado por 64 cubos pequenos (4 x 4 x 4). Cada lado do cubo
pequeno terá 4 cm2 (2 x 2) de área superficial, resultando em 24 cm2
de área superficial (6 lados x 4 cm2). A área superficial total será de
1536 cm2 (24 cm2 x 64 cubos). Deste modo, a área superficial deste
cubo será quatro vezes maior do que a área superficial do cubo maior.
Propriedades Físicas do Solo
 ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA
 Relacionada com
 CTC, retenção de água e nutrientes;
 retenção e liberação de poluentes;
 expansão / contração;
 propriedades mecânicas:
coesão, resistência, plasticidade.
Propriedades Físicas do Solo
Quanto mais fina a textura do solo, maior é a superfície efetiva
exposta por suas partículas. Note que a adsorção, a expansão e
outras propriedades físicas (plasticidade e coesão, calor de
umedecimento) seguem a mesma tendência e aumentam
rapidamente à medida que se aproximam da dimensão coloidal.
Consistência do solo
Propriedades Físicas do Solo
 CONSISTÊNCIA DO SOLO
_Resposta do solo às forças externas que
tentam deformá-lo ou rompê-lo.
_Manifestação das forças de coesão e adesão
sob diferentes condições de umidade.
Propriedades Físicas do Solo
 COESÃO: atração entre partículas de mesma
natureza (S-S) devido a:
_Atração eletrostática entre superfícies
_Atração molecular (Van der Walls)
_Materiais coloidais
_f = {ASE, H2O, distância, orientação}
 ADESÃO: atração entre partículas de natureza
distinta (L-S) devido a:
_Tensão superficial d’água (há necessidade ar)
Propriedades Físicas do Solo
 Consistência depende de
Textura:  em solo argiloso
Mineralogia:  em 2:1
Ex.: Vertissolo x Latossolo
MO:  em solo argiloso,  em solo arenoso
Estrutura:  com a agregação
Solo Molhado: Plasticidade e Pegajosidade
- Não plástico; Ligeiramente plástico; Plástico;
Muito plástico
- Não pegajoso; Lig. Pegajoso; Pegajoso; Muito
pegajoso
Propriedades Físicas do Solo
 Consistência condiciona
Condições de preparo e cultivo-APLIC. PRÁT.
Resistência à penetração raízes
Estrutura (estabilidade de agregados)
Erodibilidade
Propriedades Físicas do Solo
 UMIDADE X CONSISTÊNCIA
SECO
dureza
COESÃO
ÚMIDO
MOLHADO
friabilidade plasticidade
MUITO
MOLHADO
Pegaj.
ADESÃO
Propriedades Físicas do Solo
 SOLO SECO - não há adesão e a coesão é máxima DUREZA
 SOLO ÚMIDO - a coesão e a adesão. As duas forças
ocorrem conjuntamente - FRIABILIDADE (solo é menos
compactável)
 SOLO MOLHADO - a coesão desaparece e a adesão
atinge o máximo - PLASTICIDADE
 MUITO MOLHADO - os filmes de água que recobrem
as partículas se tornam mais espessos PEGAJOSIDADE
 SOLO SATURADO - FLUIDEZ