EMPREGO DE AGENTES DISPERSANTES CONVENCIONAIS E ALTERNATIVOS
PARA DETERMINAÇÃO DA TEXTURA DE SOLOS DO CERRADO DO AMAPÁ
Caio Sérgio Silva dos ANJOS1; Beatriz Costa MONTEIRO2; Ailton Freitas Balieiro FERREIRA2; Daniel Marcos de
Freitas ARAUJO3; Nagib Jorge MELÉM JÚNIOR3
1
IMMES/Embrapa Amapá; 2UEAP/Embrapa Amapá; 3Embrapa Amapá. Email:[email protected]
RESUMO: A análise granulométrica depende do êxito da quantificação das frações areia, silte e argila no
solo. O processo de dispersão compreende uma etapa de contato entre a amostra e um agente químico
dispersante e a segunda etapa, a dispersão mecânica (física), responsável pelo aumento do atrito entre as
partículas. Neste trabalho determinou-se a textura de quatro solos provenientes do Cerrado do Amapá,
empregando o método padrão de dispersão (método da pipeta). Um Plintossolo Argilúvico Alumínico, um
Latossolo Amarelo Hiperdistrófico, um Latossolo Amarelo Hiperdistrófico Concrecionário e um Cambissolo
Háplico Alumínico. Após análise pela metodologia padrão, foram empregados os seguintes agentes para
comparação: KOH, (NaPO3)6 e Na2B4O7. Para cada agente específico, o tempo de análise em dispersor de
solos foi alterado para verificar a influência nos valores de argila. Os tempos de análise para cada reagente
foram de 5 a 20 minutos. Verificou-se que as proporções daspartículas foram influenciadas pelo tipo de
dispersante usado e pelo tempo de agitação no dispersor de solos. O melhor dispersante para todas as
amostras de solo testadas foi NaOH. Resultados semelhantes foram alcançados ao empregar (NaPO3)6 e
KOH, porém, com leve decréscimo nos teores de argila. Dos dispersantes testados, o Na2B4O7 apresentou a
pior capacidade de dispersão daspartículas do solo, indicando que este não deve ser considerado em futuras
determinações. Por outro lado, verificou-se que há uma tendência na obtenção de maiores valores de argila
ao empregar tempos de análise crescentes durante a etapa mecânica, ou seja, a eficiência na dispersão das
partículas é melhorada.
Palavras-chave: granulometria, agente dispersante, textura do solo.
INTRODUÇÃO
A textura do solo é constituída pelas características mais estáveis, sendo representada pela
distribuição das partículas sólidas minerais (possuem dimensão menores que 2 mm de diâmetro).
Esta estabilidade é de extrema relevância para que a textura seja considerada como identificador
descritivo dos solos. As frações texturais do solo com variações mensuráveis são a areia, silte e
argila em função do sistema de classificação adotado. Segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do
Solo, a areia apresenta dimensões menores que 0,002 mm; ao passo que silte apresenta dimensões
de 0,05 a 0,002 mm e areia 0,05 a 2,00 mm (JONG VAN LIER, 2010). A análise textural é
realizada em laboratório, tendo como principal finalidade determinar o percentual de distribuição de
cada uma das partículas unitárias menores que 2 mm. Antes de proceder com a análise, é necessário
utilizar uma amostra de terra fresca seca ao ar (TFSA) ou de terra fina seca em estufa (TFSE).
A determinação da análise granulométrica depende do êxito da completa dispersão das
frações que compõem o solo (areia, silte e argila). Esta dispersão de partículas é realizada por
processos químicos e físicos tornando possível o cálculo em percentual destas unidades estruturais.
A dispersão é a etapa crítica da análise de textura, pois a mesma tem de ser eficiente para manter
separadas as partículas do solo durante o decorrer da análise (AMARO FILHO et al, 2008).
O processo de dispersão compreende uma etapa inicial de contato entre a amostra e um
agente químico dispersante e a segunda etapa, a dispersão mecânica (física), responsável pelo
578
aumento do atrito entre as partículas completando o processo iniciado pelo agente químico
(AMARO FILHO et al, 2008; MAURI, et al, 2011). A quebra dos componentes agregados é
realizada por meio da agitação, entretanto, somente a agitação não é suficiente, há a necessidade de
introduzir agentes químicos para auxiliar na dispersão das partículas. Os agentes comumente
empregados que apresentam maior eficiência no processo de separação são os que possuem os
cátions Li+, Na+, K+ e NH4 + em sua composição. Após a realização da combinação entre o agente
químico e etapa mecânica, as partículas maiores que 50 µm são separadas por peneiramento ao
passo que as frações mais finas, silte e argila, são separadas por meio da sedimentação diferencial.
Este método é conhecido como método da pipeta sendo considerado adequado, simples e preciso
para a determinação da fração argila (JONG VAN LIER, 2010).
O dispersante químico tem como principal função a neutralização de outros agentes
químicos tais como, (i) íons floculantes, como o cálcio e o magnésio, (ii) agentes de cimentação,
como material orgânico, óxidos de ferro e alumínio e outros sais (AMARO FILHO et al, 2008).
Segundo VIANA et al (2010), os solos amazônicos apresentam características peculiares, os quais
necessitam de novos testes de validação dos métodos. Por esta razão, este trabalho tem como
objetivo avaliar o efeito de quatro dispersantes químicos, e como eles afetam a dispersão das
partículas em função do tempo empregado. As amostras utilizadas são de ocorrência do Estado do
Amapá e serão analisadas com dispersor de solos a fim de padronizar a metodologia para futuras
determinações.
OBJETIVO
(i)
(ii)
(iii)
Determinar a textura de quatro solos provenientes do cerrado do Amapá;
Determinar o agente dispersante mais adequado para quantificação de argila das
amostras selecionadas;
Determinar o tempo ideal de dispersão empregando o método de agitação rápida.
METODOLOGIA
As amostras de solo coletadas foram secas ao ar e peneiradas em malha de 2 mm. As
análises granulométricas foram realizadas conforme o Manual de Métodos de Análises de Solo da
Embrapa (DONAGEMMA et al, 2011). O hidróxido de sódio (NaOH) comumente utilizado como
agente dispersante foi considerado como o padrão de referência. A concentração dos demais
agentes dispersantes foi preparada de forma a igualar com o reagente de referência.
Empregou-se 20 g da amostra de solo em 100 mL de água destilada seguida da adição de 10
mL do reagente preparado. A mistura resultante foi agitada com bastão de vidro, mantendo em
seguida em repouso por 16 horas. Após o período de contato entre o solo e o agente químico, as
amostras foram submetidas ao tratamento físico empregando o dispersor de solos Lucadema LUCA
115, nos tempos de 5, 10, 15 e 20 minutos a uma velocidade de 21.500 RPM. O conteúdo foi
transferido para uma proveta de 1000 mL após o conteúdo de areia ser retido em uma peneira de
malha 0,053 mm. O conteúdo de areia foi transferido para uma cápsula de porcelana e pesada após
secagem.
O volume da proveta foi completado até 1000 mL e agitado com bastão durante 20
segundos. A temperatura foi medida e após o tempo de sedimentação de silte, foram coletados 50
mL da fração argila. O mesmo procedimento foi realizado empregando somente o reagente para
subtração do mesmo no cálculo final.
Foram selecionadas para este trabalho quatro amostras de solo coletadas no Cerrado
Amapaense. Um Plintossolo Argilúvico Alumínico (FTa) coletado no município de
Tartarugalzinho, um Latossolo Amarelo hiperdistrófico Concrecionário (LAhc) coletado no
município de Macapá, um Latossolo Amarelo hiperdistrófico (LAh) coletado no município Amapá
e um Cambissolo Háplico Alumínico (CXa) coletado no município de Macapá. Destas amostras,
579
uma apresenta alto teor de argila, duas amostras com teores médios de argila e uma com baixo teor
de argila. Para auxílio na dispersão das frações de areia, silte e argila das amostras de solo, foram
empregados os seguintes agentes químicos: (i) hidróxido de sódio (NaOH) 1 M, (ii) hidróxido de
potássio (KOH) 1 M, (iii) hexametafosfato de sódio 35,7 g/L (NaPO3)6 + carbonato de sódio 7,94
g/L (Na2CO3), (iv) tetraborato de sódio 70,4 g/L (Na2B4O7.10H2O) + carbonato de sódio 7,94 g/L
(Na2CO3).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As proporções de argila, areia e silte nas amostras testadas foram influenciadas pelo tipo de
dispersante usado e pelo tempo de agitação no dispersor de solos. Para melhor visualização do
efeito causado por cada parâmetro estudado, observou-se apenas a quantidade de argila recuperada
em cada análise. Empregando como agente dispersante NaOH, foram encontrados os seguintes
valores (em g/Kg) para textura do solo das amostras testadas.
A amostra (FTa) apresentou 140 de argila, 225 de areia e 635 de silte sendo classificada
como franco-siltosa segundo a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS). A amostra (LAhc)
apresentou 346 de argila, 495 de areia e 159 de silte sendo classificada como franco-argiloarenosa
segundo a SBCS. A amostra (LAh) apresentou 359 de argila, 461 de areia e 180 de silte sendo
classificada como argiloarenosa segundo a SBCS. A amostra (CXa) apresentou 540 de argila, 124
de areia e 336 de silte sendo classificada como argila segundo a SBCS.
Os dispersantes químicos alternativos apresentaram resultados diferenciados quando
comparados ao padrão NaOH. De forma geral, observou-se que nenhum agente apresentou maior
quantidade de argila que NaOH; os demais dispersantes apresentaram resultados semelhantes ou
inferiores. O resultado que apresenta maior dispersão e manutenção da estabilidade da fase dispersa
pode ser considerado como o que melhor representa a condição física da amostra. Dessa forma, o
incremento da quantidade de argila dependendo da condição pode ser considerado um indicador da
maior efetividade do tratamento.
Tabela 1 – Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo
de dispersão referentes à amostra FTa
Entrada
Reagente
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
NaOH
NaOH
NaOH
NaOH
KOH
KOH
KOH
KOH
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Tempo de
agitação (min)
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
Argila
(g Kg-1)
137
137
142
146
136
136
139
140
129
130
133
138
85
85
85
88
Areia
(g Kg-1)
219
232
226
224
216
220
211
201
214
234
210
262
376
349
367
330
Silte
(g Kg-1 )
645
632
632
630
648
645
650
660
657
637
657
601
540
566
548
583
Conforme pode ser observado na Tabela 1, os teores de argila foram superiores quando foi
utilizado o reagente NaOH. Com relação à amostra FTa, o tempo de agitação não proporcionou
mudanças significativas no teor de argila, havendo sensível aumento nos valores para todos os
580
reagentes empregados. Empregando o reagente KOH e tempo de agitação em 15 minutos (Tabela 1
- Entrada 6), o resultado é similar ao encontrado com NaOH.
Tabela 2 – Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo
de dispersão referentes à amostra LAh
Entrada
Reagente
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
NaOH
NaOH
NaOH
NaOH
KOH
KOH
KOH
KOH
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Tempo de
agitação (min)
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
Argila
(g Kg-1)
348
355
360
374
332
335
335
341
335
354
350
364
89
120
139
172
Areia
(g Kg-1)
466
458
508
417
506
497
505
498
556
554
554
540
632
609
587
567
Silte
(g Kg-1)
187
187
132
209
157
168
160
161
109
91
95
96
279
272
275
261
Na Tabela 2, temos os resultados encontrados ao empregar Latossolo Amarelo
hiperdistrófico (LAh). Nesta amostra foram encontradas maiores valores de argila ao empregar
NaOH, com sensível diferença ao empregar (NaPO3)6 como agente dispersante. De forma
semelhante, o tetraborato de sódio apresentou os valores mais baixos de argila (Tabela 2 – Entradas
13-16), indicando que não ocorre dispersão do solo de forma eficiente.
Tabela 3 – Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo
de dispersão referentes à amostra CXa
Entrada
Reagente
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
NaOH
NaOH
NaOH
NaOH
KOH
KOH
KOH
KOH
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Tempo de
agitação (min)
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
Argila
(g Kg-1 )
508
510
557
582
496
497
420
547
500
509
530
542
430
424
432
439
Areia
(g Kg-1)
168
147
105
78
190
176
154
91
137
178
146
121
147
171
163
164
Silte
(g Kg-1)
324
343
338
341
313
327
357
362
364
313
323
337
423
395
405
396
581
Com relação à amostra CXa, o reagente NaOH novamente foi o mais eficiente para
dispersão das partículas e como consequência apresentou o maior valor de argila (Tabela 3 –
Entrada 4). Um resultado similar foi observado ao empregar KOH, porém com tempo de agitação
de 20 minutos, indicando que este reagente não apresenta a mesma capacidade que NaOH e requer
maior tempo de agitação mecânica. (Tabela 3 – Entrada 8). O emprego de hexametafosfato de sódio
apresentou resultado similar ao encontrado com hidróxido de potássio, porém ambos necessitam de
tempo de análise de 20 minutos. Ao utilizar tetraborato de sódio não foram obtidos resultados de
argila compatíveis com os demais dispersantes (Tabela 3 – Entradas 13 a 16). Os resultados estão
de acordo com as observações citadas na literatura (MAURI et al, 2011).
Com relação à amostra LAhc, houve pouca variação ao empregar NaOH ou KOH, porém,
diferente das demais amostras, os valores de argila foram pouco alterados em função de maiores
tempos de análise, mesmo após 20 minutos sob agitação mecânica (Tabela 4 – Entrada 12).
Novamente, os resultados obtidos ao empregar tetraborato de sódio apresentaram os menores
valores de argila dentre os agentes químicos testados.
Tabela 4 – Distribuição dos teores de argila, areia e silte em função do reagente empregado e tempo
de dispersão referentes à amostra LAhc
Entrada
Reagente
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
NaOH
NaOH
NaOH
NaOH
KOH
KOH
KOH
KOH
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
(NaPO3)6
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Na2B4O7
Tempo de
agitação (min)
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
5
10
15
20
Argila
(g Kg-1)
340
339
352
352
319
326
337
335
272
272
292
311
84
146
170
171
Areia
(g Kg-1 )
495
508
494
486
489
496
515
485
539
525
510
503
550
527
520
519
Silte
(g Kg-1)
165
153
154
163
192
178
148
181
190
203
198
187
367
327
310
310
De uma forma geral, os solos apresentaram teores de argila diferenciados em função da
natureza química empregada, sendo NaOH o dispersante ideal para as determinações.
CONCLUSÃO
O melhor dispersante para todas as amostras de solo testadas foi hidróxido de sódio (NaOH).
Resultados semelhantes foram alcançados ao empregar hexametafosfato de sódio (NaPO3)6 e
hidróxido de potássio (KOH), porém, com leve decréscimo nos teores de argila. Dos dispersantes
testados, o tetraborato de sódio (Na2B4O7) não apresentou a mesma capacidade de dispersão do
solo, indicando que este reagente não deve ser considerado em futuras determinações. Por outro
lado, verificou-se que há uma tendência na obtenção de maiores valores de argila ao empregar
tempos de análise crescentes durante a etapa de dispersão mecânica, ou seja, a eficiência na
dispersão das partículas do solo é melhorada. Para solos com baixos teores de argila, o tempo de
dispersão adequado é de 5 a 10 minutos, enquanto que para solos mais argilosos o tempo necessário
para análise é de 15 a 20 minutos.
582
REFERÊNCIAS
AMARO FILHO, J., ASSIS JÚNIOR, R. N., MOTA, J. C. A., Física do Solo – Conceitos e
Aplicações, Imprensa Universitária, Fortaleza, 2008, 290p.
DONAGEMMA, G. K., CAMPOS, D. V. B., CALDERANO, S. B., TEIXEIRA, W. G., VIANA, J.
H. M., Manual de Métodos de Análise de Solo, Série Documentos 132, 2ª edição revista, Embrapa
Solos, Rio de Janeiro, 2011.
JONG VAN LIER, Q. Física do Solo, 1ª Edição. Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa,
Minas Gerais, 2010, 298p.
MAURI, J., RUIZ, H. A., FERNANDES, R. B. A., KER, J. C., REZENDE, L. R. M., Dispersantes
químicos na análise granulométrica de Latossolos. Revista Brasileira de Ciências do Solo, v. 35, p.
1277-1284, 2011.
RODRIGUES, W. S., LACERDA, N. B., OLIVEIRA, T. S., Análise granulométrica em solos de
diferentes classes por agitação horizontal, Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 40, n. 4, p.
474-485, out-dez, 2009.
VIANA, J. H. M., DONAGEMMA, G. K., CEDDIA, M. B., UNTERLINE, B., ANDRADE, H. M.,
Granulometria dos Solos do Acre da IX RCC do Acre, IX Reunião Brasileira de Classificação e
Correlação de Solos: Sistemas Amazônicos – Solos Sedimentares em Potencialidade de Demanda e
Pesquisa, 2010.
583