CONTRAÇÃO DO SOLO

Gabriéle Santiago de Campos Marcelo Ricardo de Lima

Vídeo deste experimento

https://www.youtube.com/watch?v=pmbG8D2FSCA

Público sugerido

Alunos a partir do terceiro ano do ensino fundamental e do ensino médio. Dependendo do nível educacional a discussão deverá ser adequada.

Objetivos

a) Demostrar a capacidade de contração que alguns solos apresentam; b) Discutir as causas da contração e expansão dos solos; c) Discutir sobre os efeitos da contração e expansão no uso dos solos.

Materiais

a) Fogareiro elétrico (fonte de calor); b) Frigideira velha; c) Bandeja branca comum de laboratório; d) Frasco com água; e) Amostra de um solo coletado em um local (ou barranco) no qual não se apresentam rachaduras quando seco; f) Amostra de um solo coletado em um local (ou barranco) no qual se observam rachaduras pronunciadas no mesmo quando seco.

Foto: Marcelo Ricardo de Lima

CONTRAÇÃO DO SOLO

Procedimento

1) Pegar um pouco da amostra do solo que não apresenta expansão e colocar na mão, adicionando água suficiente para dar consistência de “massa de modelar”. Após dar a consistência desejada, modelar em formato de “hambúrguer” e colocar na frigideira. Fazer isso em cima da bandeja, para evitar sujeira;

Foto: Reprodução UFPR TV

2) Fazer o mesmo procedimento para a amostra do solo expansivo, colocando junto ao outro “hambúrguer” na frigideira. Fazer isso em cima da bandeja, para evitar sujeira;

Foto: Reprodução UFPR TV

3) Colocar a frigideira, com os dois “hambúrgueres” feitos com com os solo, sobre o fogão elétrico ligado para perder a umidade por aproximadamente 15 min. Esta atividade deverá ser feita por um adulto, para minimizar o risco de queimaduras;

Foto: Reprodução UFPR TV

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4) Após este período, o “hambúrguer” feito com a amostra do solo não expansivo, se manteve do mesmo jeito após aquecida. Pois, o solo não tem minerais que se contraem. No entanto, o “hambúrguer” feito com o solo expansivo apresenta rachaduras após secagem na frigideira aquecida.

Foto: Reprodução UFPR TV

Questões e sugestões de atividades

Sugere-se a utilização das perguntas abaixo antes de se iniciar o experimento, para que os alunos possam formular hipóteses do que irá acontecer, para depois, confrontar com os resultados obtidos após o experimento. Seria interessante escrever no quadro negro as respostas dos alunos. a) Será que todos os tipos de solos retém água da mesma forma?

b) Todos os solos racham quando secam? c) O que será que acontecerá com os “hambúrgueres” de solo ao serem aquecidos?

Após a realização do experimento sugere-se formular algumas perguntas como aquelas abaixo descritas: a) Os dois hambúrgueres tiveram comportamento semelhante ao serem aquecidos ou não? b) Qual é a consequência da contração do solo para a construção civil e crescimento das raízes das plantas?

Informações aos professores

Na fase sólida do solo encontram-se os minerais e a matéria orgânica. A fração mineral dos solos é composta de diversos minerais, sendo alguns herdados do material de origem do solo, e outros formados no próprio solo durante a sua a sua gênese. Alguns minerais do solo possuem o mesmo volume, tanto quando estão secos, tanto quando estão molhados. Estes minerais são denominados não expansivos. Alguns exemplos de minerais não expansivos encontrados nos solos são: mica, caulinita, quartzo, hematita, goethita, etc. Solos nos quais predominam minerais não expansivos praticamente não terão alteração de volume quando estão secos em comparação ao estado úmido ou molhado.

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Todavia, alguns minerais, que podem ser encontrados nos solos, apresentam volume diferente conforme estejam secos ou molhados. Estes minerais são denominados de expansivos. A vermiculita e a montmorilonita (mineral do grupo das esmectitas) são exemplos de minerais expansivos encontrados nos solos. Em função desta capacidade de expansão e contração, os solos que possuem este tipo de mineral aumentam de volume quando molhados (ver o experimento “Expansão do Solo” neste livro) e se contraem quando perdem água. De acordo com Lepsch (2011, p. 96) a montmorilonita, além da superfície externa do mineral, também tem uma superfície interna, razão pela qual é uma das argilas mais ativas do solo. Ela se expande muito quando umedecida e se contrai quando seca. Quando um solo com muita montmorilonita seca, as moléculas de água saem dos espaços entre as lâminas deste argilomineral, o mesmo se contrai e sua consistência torna-se extremamente dura, com rachaduras evidentes no solo (LEPSCH, 2011, p. 97).

Fotos: Marcelo Ricardo de Lima

Impactos dos solos expansivos Um aspecto relacionado aos solos que apresentam minerais expansivos é a condutividade hidráulica. Quando estão secos estes solos apresentam elevada condutividade hidráulica (permitem que água infiltre com facilidade) devido às grandes fendas. Porém, à medida em que o solo se torna mais úmido, as esmectitas se expandem, fazendo que a condutividade hidráulica atinja valores muito baixos (OLIVEIRA, 2008, p. 481). De acordo com Oliveira (2008, p. 484) os solos com muita esmectita apresentam restrições para o crescimento de plantas arbóreas, pois estas apresentam raízes grossas, que requerem poros relativamente grandes para penetrarem. Além disso, ALMEIDA (2017, p. 427) pontua que a formação de fendas profundas e largas na época seca pode inclusive danificar as raízes das plantas mais sensíveis, além destes solos serem mais susceptíveis à erosão hídrica, sendo frequente a ocorrência de erosão em sulcos e voçorocas nestes solos. De acordo com Kämpf et al. (2012, p. 98) a alta capacidade de expansão, de contração e de adsorção de água das esmectitas tem efeitos físicos que limitam o manejo e a execução de obras de engenharia nos solos onde predominam estes minerais, pois seu comportamento físico muda radicalmente do período seco para a época das chuvas. O intenso fendilhamento e o acentuado movimento de expansão e contração dos solos expansivos comprometem a estabilidade das construções (OLIVEIRA, 2008, p. 486), sendo um fator muito limitante para a construção civil. É comum encontrar rachaduras em casas em áreas com este tipo de solo. Estes problemas também se estendem à manutenção rodoviária. Por exemplo, a rodovia BR 324, que liga Salvador a Feira de Santana, apresenta maiores problemas e custos de manutenção nos trechos situados em áreas de solos expansivos, conhecidos localmente por “massapês” (CUERVO et al., 2017).

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Os Vertissolos Dentre as classes do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, aquela que é mais característica da presença de minerais expansivos são os Vertissolos (SANTOS et al., 2018), os quais apresentam aspectos como intenso fendilhamento quando secos, elevada plasticidade (moldabilidade) e pegajosidade quando molhados. Por sua natureza expansiva, elevada área superficial específica (ASE) e capacidade de reter cátions, as esmectitas são extremamente reativas, geralmente constituindo solos de boa fertilidade química (KÄMPF et al., 2012, p. 98). De acordo com Santos et al. (2018, p. 105-106) os Vertissolos são solos desenvolvidos normalmente em ambientes de bacias sedimentares ou a partir de sedimentos com predomínio de materiais de granulometria fina e com altos teores de cálcio e magnésio, ou ainda são desenvolvidos de rochas básicas ricas em cálcio e magnésio. Ocorrem distribuídos em diversos tipos de clima, dos mais úmidos (mas com estação seca definida) aos mais secos, tendo grande expressão nas bacias sedimentares da região semiárida do Nordeste Brasileiro. Quanto ao relevo, estes solos se distribuem, normalmente, em área planas ou suave onduladas.

Foto: Marcelo Ricardo de Lima

Porém, ao contrário do que muitos imaginam, de acordo com Araújo Filho (2017, p. 250), os Vertissolos são poucos expressivos no domínio da caatinga, onde ocupam uma extensão ao redor de 1,3%.

Variações neste experimento

É importante o docente discutir variações na montagem do experimento com os alunos, inclusive no sentido de adequar à realidade local. Algumas sugestões de variação neste experimento, sendo que podem haver outras: a) Utilizar diferentes amostras de solo; b) Utilizar amostras de solo de diferentes camadas do mesmo solo; c) Comparar o solo com areia; d) Verificar se o processo pode ocorrer naturalmente colocando os hambúrgueres de solo exposto ao sol.

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Reuso e reciclagem

Os solos utilizados neste experimento podem ser descartados no jardim ou horta, pois não apresentam resíduos tóxicos. Não descarte o solo no lixo comum, nem despeje o mesmo na rede de esgoto ou água pluvial.

Riscos

RISCO FÍSICO: O principal risco deste experimento refere-se ao uso de aquecedor elétrico, que deve ser realizado por adulto, preferencialmente com luva apropriada, para evitar queimaduras pelo calor.

RISCO QUÍMICO E BIOLÓGICO: Não coletar as amostras de solo em locais que aparentem qualquer risco de contaminação química ou biológica. Assim, não realizar a coleta em locais próximos a depósitos de lixo, áreas de uso contínuo por animais domésticos, esgoto a céu aberto, rios ou córregos contaminados, etc.

Bibliografia citada

ALMEIDA, J. A. Solos da pradarias mistas sul do Brasil (pampa gaúcho). In: CURI, N.; KER, J. C.; NOVAIS, R. F.; SCHAEFER, C. E. G. R. Pedologia: solos dos biomas brasileiros. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2017. p. 407-466. ARAÚJO FILHO, J. C.; RIBEIRO, M. R.; BURGOS, N.; MARQUES, F. A. Solos da caatinga. In: CURI, N.; KER, J. C.; NOVAIS, R. F.; SCHAEFER, C. E. G. R. Pedologia: solos dos biomas brasileiros. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2017. p. 227-260. CUERVO, J. C.; MELO, L. C.; ALMEIRA, P. S.; CAMPOS, L. E. P. Massapê, item de desiquilíbrio na manutenção rodoviária: o caso da rodovia BR-324/BA. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento, São Paulo, ano 2, v. 15, p. 149-162, 2017. KÄMPF, N.; MARQUES, J. J.; CURI, N. Mineralogia de solos brasileiros. In: KER, J.C.; CURI, N.; SCHAEFER, C.E.G.R.; VIDAL-TORRADO, P. (Ed.). Pedologia: fundamentos. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2012. p. 81-145. LEPSCH, I. Dezenove lições de pedologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. 440 p. OLIVEIRA, J.B. Pedologia aplicada. 4. ed. Piracicaba: FEALQ, 2011. 592 p. SANTOS, H.G. et al. Sistema brasileiro de classificação de solos. 5. ed. Rio de Janeiro, Embrapa Solos, 2017. 353 p.