FERNANDO PAULINO DE QUEIROZ
AUMENTO DA PERMEABILIDADE DO LATOSSOLO VERMELHO PARA A UTILIZAÇÃO EM
JARDINEIRAS
Artigo apresentado ao curso de graduação
em Engenharia Civil da Universidade
Católica de Brasília, como requisito parcial
para a obtenção de Título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Orientador: Haroldo da Silva Paranhos, Msc:
Engenharia Civil
Brasília
2014
Artigo de autoria de (Fernando Paulino de Queiroz), intitulado “
AUMENTO DA PERMEABILIDADE DO LATOSSOLO VERMELHO PARA A UTILIZAÇÃO EM
JARDINEIRAS, apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em
Engenharia Civil da Universidade Católica de Brasília
__________________________________________________
Prof. Msc Engenharia Civil. Haroldo S. Paranhos
Orientador
Curso de Engenharia Civil – UCB
__________________________________________________
Prof. (titulação). (Nome do membro da banca)
Examinador
Curso de Engenharia Civil – UCB
Brasília
2013
DEDICATÒRIA
Dedico este trabalho a todos que me ajudaram e apoiaram. Em especial para meus pais:
ELVIRA ROSA DOS SANTOS;
GENÊSIO PAULINO DE QUEIROS.
Minha noiva:
LETICIA SAMARA DE SOUZA PORTO.
AGRADECIMENTO
Agradeço a todos que me ajudaram e tiveram ao meu lado todo esse tempo.
LEIDIANE GARCIA; PAULO SERGIO; HAROLDO PARANHOS; RIDECI DE
JESUS; PEDRO GUSTAVO. Pela ajuda prestada durante e realização do trabalho.
ALLYSON JOSÉ; ANDERSON PAULO; BRUNA BABRIELLY; CASSIO
BRENNER; DANILO FRANCO ; DAVI CARVALHO ; FABRICIO LIMA; FELIPE
DE SOUSA; FILIPE NOGUEIRA; GUSTAVO RODRIGUES FAUSTO HENRIQUE;
MATEUS BARROSO PEDRO GUILHERME; NÍCOLAS RODRIGUES ; YAGO
ENRIQUE; ENRIQUE CAMARA; JOSÉ RICARDO; LUIZ FELIPE; RICARDO
CENCI; VINICIO TAMASHIRO; VINICIUS BESSA; SÓCRATES ALVES;
GABRIELA. Todos companheiros de jornada, grandes amizades e grandes momentos,
desculpe se alguém ficou de fora, agradeço a todos.
DIOCINIO PAULINO; FERNANDA DE QUEIROZ; ANA PAULA DE QUEIROZ.
Aos meus irmãos pelo apoio
E todos os demais amigos e parentes que teve o todo esse tempo me dando força para
continuar.
Sumário
1-RESUMO: .................................................................................................................................. 7
2-INTRODUÇAO: ........................................................................................................................ 7
3-MATERIAIS E MÉTODOS: ..................................................................................................... 9
3.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO ................................................................................ 9
3.1-ENSAIO DE COEFICIENTE DE PERMABILIDADE CARGA VARIÁVEL. .............. 11
3.2-GRUNULOMETRIA ........................................................................................................ 12
4-PERMAEBILIDADES EM SOLOS........................................................................................ 15
4.1-PERMEABILIDADE EM SOLOS ARGILOSOS ............................................................... 16
4.2-INFLUÊNCIA DA PERMEABILIDADE EM JARDINEIRAS: ..................................... 16
5-ÁGUA PRESENTE NO SOLO E ÁGUA ARAMZENADA NO SOLO ................................ 17
6-ORIGEM DA VERMICULITA .............................................................................................. 18
A vermiculita quanto a sua granulometria pode ser classificado de acordo com a NBR 11.355,
como médio, fino, superfino e micron, como mostra a figura 6 ................................................. 19
8-LATOSSOLOVERMELHO MODIFICADO EM LABORATORIO ..................................... 20
8.1-ESTUDO EMPÍRICO ....................................................................................................... 23
9-CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 25
10-REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ....................................................................................... 27
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Permeâmetro com preenchimento de bentonita pela lateral do copo-de-prova.
........................................................................................................................................ 11
Figura 2: Sedimentação de sólidos utilizando defloculante para a para determinar a
granulometria por peneiramento. .................................................................................... 13
Figura 3:.Dispersor e copo dispersor, utilizado para quebrar as ligações entre os grãos
de solos. ..............................................................................................................................
Figura 4: Lavagem do material retido na peneira 200. ................................................... 14
Figura 5: Solos separados após o peneiramento. ............................................................ 14
Figura 6: Granulometria da vermiculita de acordo com a NBR 11. 355. ....................... 19
Figura 7: Método de observação e resultados empíricos ................................................ 24
Figura 8: Drenos na base da jardineira para a coleta da água......................................... 24
Figura 9: Vista aérea da jardineira .................................................................................. 25
7
AUMENTO DA PERMEABILIDADE DO LATOSSOLO VERMELHO PARA A UTILIZAÇÃO EM
JARDINEIRAS
FERNANDO PAULINO DE QUEIROZ
1-RESUMO:
Este trabalho tem como objetivo modificar as características físicas do latossolo
vermelho, com a finalidade de aumentar sua permeabilidade sem perder a capacidade de
retenção da água, podendo assim ser utilizado em jardineiras. O latossolo vermelho por
ter uma alta concentração de argila e outros solos de granulometria baixa, em muitos
casos não tem uma condutividade hidráulica apropriada para tal uso, portando a
utilização do mesmo pode gerar alguns eventuais problemas como o transbordamento
da água pelas faces da jardineira. Com o intuito de solucionar esse problema foi feito
um estudo adicionando areia e vermiculita para aumentar seu coeficiente de
permeabilidade e garantir a capacidade do solo de manter a umidade necessária para a
sobrevivência da vegetação.
Palavras chaves: vermiculita. Permeabilidade. Latossolo. solo
2-INTRODUÇAO:
Com a expansão urbana a sociedade tem cada vez mais, buscado o contato com a
natureza, fazendo assim plantio de vegetação em diferentes tipos de ambientes
procurando um contato direto com as plantas melhorando o clima e muitas vezes
proporcionando uma arquitetura agradável e verde. Ao buscar essa melhoria ao
ambiente através de áreas verdes, muitos adotam as jardineiras, que podem ser
construídas em locais concretados introduzindo solos para ser feito o plantio, porem
muitas vezes esses solos não são adequados para essa finalidade, pois suas
características não permitem tal uso, que é o caso do solo estudado ( latossolo
vermelho), além de ser um solo de baixa permeabilidade, quando retirado da natureza e
8
quebrado a suas cimentações, pela alta concentração de argila, em caso de jardineiras
em edifícios sobre a laje há um aumento significativo de carga sobre os elementos
estruturais. Com isso procurou se alterar as características originais do solo
introduzindo outras substâncias aumentando sua permeabilidade e diminuindo a massa
específica. A permeabilidade do solo usado em jardineiras construídas em locais
impermeáveis é de suma importância para que as plantas não morram com o excesso de
água retido no solo e a percolação da água seja em menos tempo passível para ser
captada pelos drenos e não transbordar, havendo assim um equilíbrio entre quantidade
de água retida e tempo de percolação.
A permeabilidade é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento
da água através dele, sendo o grau de permeabilidade expresso numericamente pelo
coeficiente de permeabilidade (CAPUTO,1996). Chama-se permeabilidade a maior ou
menor facilidade com que a percolação d’água ocorre através de um solo. Os solos são
permeáveis em função da existência de vazios interconectados pelos quais a água pode
fluir de pontos de alta energia para pontos de baixa energia (DAS, 2007).
Segundo Djalma Martinhão, da agencia de informação Embrapa, latossolos
são formados a partir de processos de latolização, que acontece a partir da remoção da
sílica e das bases do perfil (Ca2+, Mg2+, K+ etc). Depois da transformação dos
minerais primários da rocha.
O latosso tem diversas classes, podendo ser definidas como sete grupos, sendo
diferentes apenas nas combinações de características com o teor de ferro, mudando
também a coloração e relação de Ki (SiO2/Al203)
São solos minerais, nã -hidromórficos, geralmente com profundidades superiores
a 2 metros.
MARTINHÃO Djalma (acessado em 25 de maio de 2014) fala:
São solos minerais , não-hidromórficos, profundos (normalmente superiores a
2 m), horizontes B muito espesso (> 50 cm) com seqüência de horizontes A,
B e C pouco diferenciados; as cores variam de vermelhas muito escuras a
amareladas, geralmente escuras no A, vivas no B e mais claras no C. A sílica
(SiO2) e as bases trocáveis (em particular Ca, Mg e K) são removidas do
sistema, levando ao enriquecimento com óxidos de ferro e de alumínio que
são agentes agregantes, dando à massa do solo aspecto maciço poroso;
apresentam estrutura granular muito pequena; são macios quando secos e
altamente friáveis quando úmidos.
Apresentam teor de silte inferior a 20% e argila variando entre 15% e 80%.
São solos com alta permeabilidade à água, podendo ser trabalhados em
grande amplitude de umidade.
Os latossolos apresentam tendência a formar crostas superficiais,
possivelmente, devido à floculação das argilas que passam a comportar-se
funcionalmente como silte e areia fina. A fração silte desempenha papel
9
importante no encrostamento, o que pode ser evitado, mantendo-se o terreno
com cobertura vegetal a maior parte do tempo, em especial, em áreas com
pastagens. Essas pastagens, quando manejadas de maneira inadequada, como:
uso de fogo, pisoteio excessivo de animais, deixam o solo exposto e sujeito
ao ressecamento.
Os latossolos são muito intemperizados, com pequena reserva de nutrientes
para as plantas, representados normalmente por sua baixa a média capacidade
de troca de cátions. Mais de 95% dos latossolos são distróficos e ácidos, com
pH entre 4,0 e 5,5 e teores de fósforo disponível extremamente baixos, quase
sempre inferiores a 1 mg/dm³. Em geral, são solos com grandes problemas de
fertilidade.
A fração argila dos latossolos é composta principalmente por caulinita,
óxidos de ferro (goethita e hematita) e óxidos de alumínio (gibbsita). Alguns
latossolos, formados de rochas ricas em ferro, apresentam, na fração argila, a
maghemita e , na fração areia, a magnetita e a ilmenita. A esses últimos, estão
associados os elementos-traço (micronutrientes) como o cobre e o zinco,
importantes para o desenvolvimento das plantas.
3-MATERIAIS E MÉTODOS:
3.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO
Para a realização dos ensaios em latossolo vermelho com a finalidade de
caracterização e verificar os resultados de permeabilidade foi feito a coleta de uma
amostra de solo indeformada utilizando trado de acordo com a NBR 9603/1986. Os
aparelhos usados na coleta do material foram: trado cavadeira com diâmetro de 150
mm; trado helicoidal com diâmetro de 63,5; cruzetas, hastes e luva de aço; chaves de
grifo; medidor de nível de água; trena; sacos plásticos para amostras; fita colante;
etiqueta de identificação.
Para os ensaios de caracterização foram feitos os limites de atterberg; Limite de
Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP); Granulometria, com a preparação da
amostra de acordo com a NBR 6457/1986. Para a preparação da amostra foram
utilizados os seguintes aparelhos: almofariz e mão de gral; repartidor de amostra;
balança de alta precisão com resolução de 0,1g, 1g e 5g; peneiras de 76,2 – 50,8 – 19,1
– 4,8 – 2,0 – 0,42 mm, de acordo com a NBR 5734; bandeja metálica.
A determinação do Limite de Liquidez foi feito de acordo com NBR 6459/1984,
os aparelhos usados no ensaio foram: estufa capaz de manter a temperatura de 60 a
65°C e 105 a 110°C; capsula aproximadamente 120 mm de diâmetro; espátula de
lamina flexível; aparelho de casagrande; cinzel; balança de alta precisão; gabarito de
verificação da altura de queda da concha; esfera de aço de 8 mm de diâmetro.
10
O ensaio de Limite de Plasticidade foi realizado respeitando os critérios da NBR
7180/1984. Aparelhos utilizados: estufa capaz de manter a temperatura de 60 a 65°C e
105 a 110°C; capsula aproximadamente 120 mm de diâmetro; espátula de lamina
flexível; balança de alta precisão; gabarito cilíndrico para comparação, com diâmetro de
3 mm e cerca de 100 mm de comprimento; placa de vidro com superfície esmerilhada
com aproximadamente 30 cm de lado.
Para a determinação da granulometria foi feito de acordo com a NBR 7181/
1984, com a utilização de hexametafosfato de sódio, os aparelhos usados para esse
ensaio: Estufa capaz de manter a temperatura entre 60°C e 65°C e, entre 105°C e 110°
C; Balanças que permitam pesar nominalmente 200 g, 1,5 kg, 5 kg e 10 kg, com
resoluções de 0,01 g, 0,1 g, 0,5 g e 1 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis;
Recipientes adequados, tais como dessecadores, que permitam guardar amostras sem
variação de umidade; Aparelho de dispersão, com hélices substituíveis e copo munido
de chicanas; a rotação da hélice do aparelho não deve ser inferior a 9.000 rpm; Proveta
de vidro, com cerca de 450 mm de altura e 65 mm de diâmetro, com traço de referência
indicando 1,000 cm³a 20°C; Densímetro de bulbo simétrico, calibrado a 20°C e com
resolução de 0,001, graduado de 0,995 a 1,050; Termômetro graduado em 0,1°C, de
0°C a 50°C; Relógio com indicação de segundos; Béquer de vidro, com capacidade de
250 cm³;Proveta de vidro, com capacidade de 250 cm³e resolução de 2 cm³; Tanque
para banho, com dimensões adequadas à imersão das provetas até o traço de referência,
capaz de manter a temperatura da suspensão aproximadamente constante durante a fase
de sedimentação. Este banho é dispensável quando o ensaio for efetuado em ambiente
com temperatura aproximadamente constante; Peneiras de 50, 38, 25, 19, 9,5, 4,8, 2,0,
1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15 e 0,075 mm, de acordo com as normas NBR-NM-ISO 2395:97,
NBR-NM-ISO 3310-1:97 e NBR-NM-ISO 3310-2:97; Escova com cerdas metálicas;
Agitador mecânico de peneiras, com dispositivo para fixação de até seis peneiras,
inclusive tampa e fundo; Bagueta de vidro; Bisnaga.
Para a verificação da permeabilidade será utilizado um Permeâmetro com carga
variável, seguindo os critérios da NBR 14545/2000; utilizando o método B. Os
aparelhos necessários para a execução do ensaio são os seguintes listados: sistema para
aplicação e medição das cargas hidráulicas; permeâmetro; argila plástica; areia grossa;
equipamento para compactação do corpo-de-prova; balanças; termômetro; cronômetro.
11
3.1-ENSAIO DE COEFICIENTE DE PERMABILIDADE CARGA VARIÁVEL.
O solo utilizado para o experimento é um solo com muitos finos e em seu estado
natural seu coeficiente de permeabilidade é baixo, em relação aos demais solos, por
isso, optou a utilizar o ensaio de permeabilidade em carga variável, método B, destinada
a solos argilosos de acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR
14545.
A aplicação da carga hidráulica foi feito através de uma bureta de vidro graduada
em decimo de centímetro, em um permeâmetro de aproximadamente 15 cm de diâmetro
e 13 cm de altura, figura 2, acoplado a duas tampas, onde é feiro a saturação do corpo
de prova por ascensão de água. Entre o corpo de prova e a parede do permeâmetro
utiliza se argila bentonítica para a vedação, impedindo a passagem de água por fora do
copo de prova, e na parte inferior e superior do permeâmetro utilizou se uma camada de
areia grossa de aproximadamente 2 cm evitando carreamento do solo durante o ensaio.
Figura 1: Permeâmetro com preenchimento de bentonita pela lateral do copo-de-prova.
FONTE: Autor
12
Após a retirada do ar do solo por percolação de água por fluxo ascendente, foi
utilizado uma bureta graduada para a realização do ensaio com fluxo descendente.
O coeficiente de permeabilidade pode ser obtido pela Equação 1:
( )
Equação 1
Onde:
K é o coeficiente de permeabilidade, expresso de forma exponencial (base 10),
com dois algarismos significativos em centímetro por segundo.
t é dado pela diferença entre os instantes t2 e t1, em segundos
h1 é a carga hidráulica no instante t1, em centímetros;
h2 é a carga hidráulica no instante t2, em centímetros.
a é a área interna da bureta de vidro, em centímetro quadrados;
H é a altura inicial do corpo-de-prova, em centímetros;
A é a área inicial do copo-de-prova em centímetros quadrados.
3.2-GRUNULOMETRIA
Para fins comparativos, foi feito uma análise granulométrica do solo natural, com
o intuito de determinar as dimensões dos grãos do solo em estudo para fins de
caracterização do solo, o ensaio foi feito de acordo com a NBR 7181/1984, por
sedimentação, exemplificado na figura 2, localizado na pagina 13. Onde foi utilizado o
dispersor e copo dispersor, imagem 3, pagina 13. Após o fim do ensaio obteve as
dimensões dos grãos por lavagem na peneira 200 ABNT e peneiramento após secagem
de 24 horas na estufa. Ilustrado nas figuras 4 e 5, localizadas na pagina 13. Obtendo
assim o gráfico de granulometria, gráfico 1, pagina 14.
13
Figura 2: Sedimentação de sólidos utilizando defloculante para a para determinar a granulometria por
peneiramento.
Fonte: Autor
Figura 3:.Dispersor e copo dispersor, utilizado para quebrar as ligações
entre os grãos de solos.
Fonte: Autor
14
Figura 4: Lavagem do material retido na peneira 200.
FONTE: Autor
Figura 5: Solos separados após o peneiramento.
FONTE: Autor
15
Gráfico 1. Curva granulométrica do solo estudado
Granulometria
Argila
Areia
fina
Silte
100
Areia
média
Areia
grossa Pedregulho
90
80
(%) Passante
70
60
50
40
30
20
10
0
0,0010
0,0100
0,1000
1,0000
10,0000
100,0000
Diâmetro dos grãos (mm)
Ao observar a curva de granulometria, nota se claramente que no latossolo
estudado há uma grande quantidade de finos, podendo ser classificado como uma argila
siltosa pouco arenosa, devida a essa quantidade de finos, é geralmente um solo de
permeabilidade baixa, pois apesar de muito fino, as formas dos grãos de argila por
serem laminados, dificulta ainda mais a passagem de água pelo seu interior.
4-PERMAEBILIDADES EM SOLOS.
A permeabilidade é a propriedade que o solo apresenta de permitir o escoamento
da água através dele, sendo o grau de permeabilidade expresso numericamente pelo
coeficiente de permeabilidade (CAPUTO,1996).
A permeabilidade depende de alguns fatores físicos dos solos, como: índice de
vazios, granulometria, composição mineralógica, temperatura, fluído, arranjo das
partículas, conectividade dos poros. A permeabilidade altera de acordo com o tipo de
solo, pois os arranjos, tamanho dos grãos e forma das partículas não são as mesmas para
todos os solos, solos mais arenosos apresentam uma permeabilidade maior, devido as
partículas serem maiores e geralmente mais uniformes aumentando i índice de vazios e
dando uma ótima condutividades dos poros.
16
4.1-PERMEABILIDADE EM SOLOS ARGILOSOS
Os solos argilosos por terem suas formas dos grãos laminadas e granulometria
baixa, tendem a serem solos de baixa permeabilidade devido a não ter uma boa
conectividade dos poros, na presença de alguns argilos minerais no solo a capacidade de
percolação da agua pelos seus espaços vazios é ainda menor devido a expansividades
das argilas na presença de água, existem dois tipos de expansão das argilas:
Inchamento Cristalino: ocorre quando o solo contem o argilomineral esmectita,
os cátions se localizam na superfície de suas camadas, entre o espaçamento das
camadas, nas presença de águas ocorre a hidratação dos cátions que por sua vez, muda
sua ondem, podendo haver um aumento significativo no volume do solo, esse
afastamento dos grãos interfere na resistência de cisalhamento do solo, deixando-o mais
instável em caso de transferências de esforços para o mesmo.
Inchamento Osmótico: diferente do inchamento cristalino que se dá pelo
rearranjo dos cátions entre as faces da argila, o osmótico se dá pelo afastamento das
partículas por repulsão entre as camadas dos grãos da argila, havendo um completo
agastamento dos grãos e aumentando significativamente o volume do solo.
Em solos e principalmente em argilosos a permeabilidade diminui de acordo
com a profundidade, isso se dá pelo fato da diminuição dos espaços vazios, pois quanto
maior a profundidade maior também será a tensão sofrida pelos grãos. No caso das
argilas quando há expansão entre as camadas, causada pela presença de água,
provocando um aumento do volume do solo, a permeabilidade tende a diminuir
consideravelmente, pois ha um aumento de tensões devido à expansão, havendo assim
uma diminuição nos espaços vazios. Em caso de solos escavados, que é o caso de
jardineiras, a permeabilidade diminui com o tempo devido a compactação do mesmo e
ao preenchimento dos espaços vazios com solos mais finos carreados pela água
quebrando assim a conectividade dos fluxos de água.
4.2-INFLUÊNCIA DA PERMEABILIDADE EM JARDINEIRAS:
A permeabilidade é de fundamental importância para que a jardineira não traga
transtornos futuramente, pois em casos de solos pouco permeável há o enchimento da
mesma causando derramamento de água pela sua superfície e dependendo do local onde
foi construída pode acarretar degradação de bens e transtorno para usuários do local,
17
principalmente em locais suspensos concretados onde não há um local próprio para a
destinação da água excedida, que muitas vezes ao vazar pela superfície levam junto
grãos de solos, podendo causar inundações em locais fechados. Outro fator importante é
a quantidade de agua retida no solo, dependendo de alguns tipos de plantas pode haver a
apodrecimento as raízes causando a morte da vegetação, já que o fluxo de água pelos
espaços vazios do solo é lento, e assim causam um acumulo de água no interior da
jardineira.
Outro cuidado a se tomar é o sistema de drenagem, pois mesmo que consiga um
solo altamente permeável, se haver um sistema eficiente de drenagem pode causar o
acumulo de agua no seu interior e com o passar do tempo não haverá condições de uso,
matando as plantas por apodrecimento das raízes e causando derramamento de água
pela superfície. O tipo de solo utilizado mesmo em casos que os drenos são
corretamente montados pode ocorrer o entupimento dos filtros e tornando o sistema
ineficaz, principalmente em caso de utilização de solos muito fino, o silte é um exemplo
de tipo de solo que pode causar problemas no sistema de drenagem, pois grãos ficam
retidos nos espações vazios do filtro causando o entupimento e deixando o sistema de
drenos comprometidos. Não montar corretamente o sistema de drenagem pode haver o
comprometimento da jardineira, causando grandes problemas já ciados acima.
5-ÁGUA PRESENTE NO SOLO E ÁGUA ARAMZENADA NO SOLO
Segundo PEREIRA, J. S. (2012, 215p), o solo é um sistema composto de
sólidos, líquidos e gases. As partes solida forma um arranjo na qual apresentam espaços
vazios entre as partículas dos solos, esses espaços denominam poros e tem capacidade
de armazenar líquidos, que podem ser água e gases. A relação entre quantidade de água
e quantidade de sólidos denomina – se teor de umidade e independente do uso do solo, é
um estudo muito importante quando trabalhado com algum tipo de uso do solo. Existem
vários métodos para a determinação da umidade e pode ser determinada diretamente ou
indiretamente.
Para a determinação da umidade do solo de forma direta pode ser feito o método
gravimétrico, que consiste em coletar a amostra em campo e determinar sua massa
úmida seca. A massa úmida da amostra é obtido no estado natural do solo coletado e
pesado em uma balança, o peso seco do solo se dá por pesagem após a extração da água
18
em uma estufa até a constância de massa no solo, o mais utilizado é o método da estufa,
já qual a amostra é submetido a um aquecimento por 24 horas. Para determinação da
umidade por ser usado a formula. (CAMAPUM DE CARVALHO, 2007)
( )
Equação 2
Onde:
Mw = massa de água
Mt= massa total (solido + água + ar);
Ms = massa dos sólidos (solo seco)
O armazenamento de água no solo se da em termos de altura de água, que é a
quantidade de água existente em qualquer camada de solo, que pode ser expresso pelo
valor numérico pelo produto entre a umidade e a profundidade do solo.
6-ORIGEM DA VERMICULITA
Segundo Parente Oliveira (1986), a vermiculita é um silicato hidratado contendo
magnésio, cálcio e alumínio e ferro em proporções variadas. É classificada como um
mineral vinda da família as argilas micáceas hidratada magnesianas e pode mudar sua
formação de acordo com o processo geológico. Formulação química se da por: [(Mg,
Fe+2, Al)3 (Al, Si)4 O10 (OH)2 4 H2O] (POLLACK, 2010).
É um mineral que assemelha com as micas constituídas de silício, porem
apresenta clivagem basal paralela. A vermiculita se destaca principalmente pela ótima
capacidade de troca iônica e sua capacidade expansiva. (PARENTE E OLIVEIRA,
1986)
A vermiculita possui uma célula unitária do tipo 2:1, constituída por duas
folhas tetraédricas e uma folha octaédrica entre elas. As folhas tetraédricas
são compostas por tetraedros de silício (SiO4), onde ocasionalmente o silício
pode ser substituído isomorficamente pelo alumínio. As folhas octaédricas
são
formadas de átomos de alumínio, oxigênio e hidrogênio, compondo Al(OH),
onde o alumínio pode ser substituído por magnésio, ferro, ou por outros
19
elementos. As camadas TOT(tetraedro-octaedro-tetraedro) são separadas
por duas ou mais camadas de moléculas de água arranjadas em um
formato ou estrutura hexagonal, onde os cátions trocáveis, principalmente
o magnésio, e também o cálcio e o sódio, encontram-se localizados entre
as folhas de moléculas de água (ROSENBURG, 1969; PARENTEe
OLIVEIRA, 1986; SANTOSE NAVAJAS, 1981; VALDIVIEZOet al, 2002).
A estrutura cristalina da vermiculita, e as cargas envolvidas nela,
encontram-se desbalanceadas, principalmente por substituições isomórficas
nas camadas tetraédricas do Si4+pelo Al3+. Essas substituições podem ser
parcialmente compensadas por outras substituições; porém, existe um
excesso de cargas negativas, ou seja há uma deficiência de cargas positivas,
as quais conduziriam a manter a eletroneutralidade do sistema. Esta
deficiência de cargas é compensada pelos cátions trocáveis, que conforme
foi colocado anteriormente, são o magnésio, o cálcio, o alumínio e o sódio
para Assunção (1985) citado por Parente e Oliveira (2004, 79p)
A vermiculita quanto a sua granulometria pode ser classificado de acordo com a
NBR 11.355, como médio, fino, superfino e micron, como mostra a figura 6
Figura 6: Granulometria da vermiculita de acordo com a NBR 11. 355.
FONTE: Terra Mater
20
8-LATOSSOLOVERMELHO MODIFICADO EM LABORATORIO
O latossolo vermelho estudado, por ter uma grande quantidade de argila, não é
eficiente para a construção de jardineiras, pois tem uma baixa permeabilidade e em
alguns tipos de vegetação pode ocorrer a morte da planta pelo acumulo de água em suas
raízes, assim procurando melhorar esses aspectos físicos, acrescentou se quantidades
variadas de vermiculita e areia, procurando um aumento de permeabilidade sem perder
a retenção de água necessária para a sobrevivência da vegetação, com a adição de
vermiculita há um outro aspecto importante em caso de construção de jardineiras em
estruturas, pois com o passar o tempo e ao perder o contando com a natureza, o homem
procura cada vez mais uma melhor qualidade de vida em harmonia com a natureza,
sendo assim nos últimos tempos houve um grande aumento de construções de áreas
vertes em terraços ou frente dos edifícios que muitas vezes há subsolo e não sobrando
espaços para um plantio em solo, foi necessário a criação de jardineiras em concreto.
Com a utilização da vermiculita além de um ganho na permeabilidade sem perder a
retenção de água, há também a diminuição da massa especifica, que nesse caso é muito
importante, pois diminui os esforções transferidos para as estruturas do edifício.
Ao variar a quantidade de composição de vermiculita, areia e latossolo
vermelho, determinou se diferentes valores para o coeficiente de permeabilidade. Onde
está disposto no gráfico1, no eixo x estão os valores referentes a quantidade de
vermiculita e no eixo Y encontram os valores referentes ao. Pode notar que de acordo
com o gráfico 1 , o aumente da permeabilidade é de forma exponencial, tendo um
aumento maior quando os valores de vermiculita no solo ultrapassam 20%, gerando
uma curva mais acentuada no eixo Y. Analisar gráfico 1 pagina 21.
Pra escolher a melhor composição de solo e vermiculita para cada caso, é
necessário que um especialista na ária de plantio especifique a umidade ideal para cada
tipo de vegetação de acordo com o ambiente onde ela será plantada, após saber a
umidade a ser trabalhada, tentar encontrar um ponto nos dois gráficos (1 e 2)
procurando atingir a umidade detalhada em projeto e a permeabilidade desejada pelo
projetista, encontrando assim um ponto de equilíbrio entre absorção de água e
permeabilidade para cada tipo de vegetação e ambiente. Gráfico 1 e 2
21
Gráfico 1: Variando a quantidade de Vermiculita há um ganho de permeabilidade
Gráfico: 2: Gráfico de absorção de água pelo solo
Absorção de água (%)
ABSORÇÃO DE ÁGUA
70
68
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
40
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Quantidade de vermiculita (%)
Para efeito comparativo dos resultados, foi feito um ensaio de permeabilidade
com uma amostra deformada de latossolo vermelho, sem acréscimo, 100% de solo, e
22
teve o resultado do coeficiente de permeabilidade do solo no seu estado natural
deformado. Posteriormente foi feito outros ensaios alterando a composição entre;
vermiculita, areia e latossolo vermelho, para cada ensaio foi determinado um coeficiente
de permeabilidade, nota se na tabela 1 e no gráfico 1 que houve um aumento
significativo na condutividade hidráulica sem perder a capacidade de retenção de água.
Tabela 1
Tabela 1: Resultados obtidos em laboratório
Tabela de comparativo de coeficiente de permeabilidade
Numero do experimento
1
2
3
4
5
Quantidade de vermiculita
(%)
0
10
15
25
35
15
Quantidade de areia (%)
0
10
15
25
Quantidade de solo (%)
100
80
70
50
50
Teor de umidade saturado
(%)
56,3
52,35
47,5
55,4
66,4
Coeficiente de
permeabilidade (m/s)
0,0013
0,0019
0,0028
0,0076
0,062
Para determinar a capacidade de sobrevivência e seu comportamento no solo da
vegetação, foi feito uma observação durante sete meses com as plantas: Duranta repens
conhecida popularmente como pingo-de-ouro e grama tradicional. Durante esse tempo a
23
vegetação manteve verde durante todo o tempo, mesmo passando por mais de semanas
sem receber agua, ainda assim manteve visivelmente saldável.
Este estudo com modificação do solo não foi levado em consideração os
minerais necessários para um plantio, à finalidade da pesquisa é apenas criar um solo
adequado para o sistema construtivo, caso seja utilizado em algum plantio deve se
procurar uma especialista da área em jardinagem para adicionar os nutrientes
necessários de acordo com o tipo de vegetação e local.
Ao modificar a composição do latossolo, alterou sua granulometria, elevando os
espaços vazios, tendo assim uma condutividade hidráulica melhor que seu estado
natural, essa variação de tamanho de grãos se dá pela espessura da vermiculita e da
areia, a vermiculita se encontra em diferentes granulometrias.
8.1-ESTUDO EMPÍRICO
Durante as observações feitas nos ensaios de laboratório e no protótipo de uma
jardineira, utilizando o método empírico, o lado negativo na utilização desse tipo de
solo, é o cuidado durante o dimensionamento dos drenos, pois ao mudar a granulometria
do material, ganha um aumento no coeficiente de permeabilidade e por outro lado, um
ganho também de energia no escoamento pelos poros do solo, sendo assim, as partículas
menores tendem a ser carreadas pela água e caso não tenha um sistema eficiente de
drenagem e executados de maneira correta, pode aparecer eventuais problemas como:
entupimento dos filtros, carreamento de partículas pela água levando a diminuição de
solo presente na jardineira, excesso de água dentro da jardineira caso não tenha drenos
ou estejam comprometidos.
Experimento empírico, foi observado durante 7 (sete) meses o comportamento
da vegetação, e o resultado foi satisfatório, não havendo diminuição considerável da
permeabilidade com o passar do tempo e aparentemente a vegetação se comportou de
maneira estável. É de suma importância lembrar que esse estudo foi feito voltado para a
permeabilidade, as questões de fertilidade do solo, tipo de ambiente para a vegetação,
deve ser analisado por um profissional da área, não podendo levar em consideração este
estudo para plantio. A proposta desse trabalho foi analisar o ganho de permeabilidade
do solo ao acrescentar vermiculita a um solo considerado de baixa permeabilidade para
24
jardineiras, quando o mesmo é retirado da natureza e modificando as suas características
físicas naturais. As imagens 7, 8 e 9 referente ao estudo empírico.
Figura 7: Método de observação e resultados empíricos
FONTE: Autor
Figura 8: Drenos na base da jardineira para a coleta da água
FONTE: Autor
25
Figura 9: Vista aérea da jardineira
FONTE: Autor
9-CONCLUSÃO
Concluir se portando perante aos resultados obtidos e apresentados
anteriormente que os valores foram satisfatórios, o homem busca cada dia mais o
contato direto com a vegetação em busca de uma melhor qualidade de vida em
harmonia com a natureza. Sabe se que com o aumento das áreas impermeabilizadas nas
grandes cidades, a utilização de espaços verdes ou até mesmo locais onde pode se da um
destino à água de precipitação ou até mesmo outros tipos de água desde que não esteja
contaminada ou poluída, são cada dia mais importante para que não haja alagamentos
ou outros tipos de transtornos para a população. Sendo assim esse trabalho realizado
pode ajudar em construções para áreas de infiltração, mesmo quando não se tem um
solo de boa condutividade hidráulica, pois ao modificar o solo se consegue bons
resultados relacionado á permeabilidade.
Para construções que buscam locais mais verdes, seja na fachada ou em qualquer
outro local, fica muito viável a utilização da vermiculita, pois o gasto realizado para a
aquisição da vermiculita e a modificação do solo, pode ser recompensado no alivio de
26
cargas do edifício, já que, o peso específico do solo com vermiculita é menor que o solo
no seu estado natural.
Um estudo de drenos em uma jardineira é de suma importância para o
funcionamento perfeito do sistema, tudo pode ser levado a ruina se caso o sistema de
drenagem não exista ou não atendam as necessidades de projeto. Os drenos serão os
condutos que darão um destino á água em excesso na jardineira.
Durante a realização deste estudo, não foi levado em consideração alguns fatores
que podem ser de grande relevância em alguns usos desse tipo de solo, como a
vermiculita é expansiva, é importante a realização de um estudo determinando a
influência desse ganho de volume dentro da jardineira e também a sua retração no caso
de perda de água.
ABSTRACT.
This work aims to modify the physical characteristics of dystrophic Red Latosol
(Oxisol) to increase its permeability without losing the ability to hold water and then, to
use on agriculture in the future . The dystrophic red latosol has a high concentration
of clay and other soils with small particle sizes, in many cases it doesn’t have a
suitable hydraulic conductivity for such use, so its use may cause some potential
problems such as overflow of water through the sides of the planter. To solve this
problem, this work studies the addition of sand and vermiculite to increase the
coefficient of permeability and ensure the ability of soil to keep the humidity necessary
for the survival of vegetation.
Keywords: vermiculite. Permeability. Oxisol. soil
27
10-REFERENCIA BIBLIOGRAFICA.
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Solo
-
28
ASSOCIAÇÃO
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TÉCNICAS.
Solo
–
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ENTENDENDO o que é a vermiculite expandida:
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