métodos de análises físicas do solo
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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA-UDESC
CENTRO DE CINCIAS AGROVETERINRIAS-CAV
PS-GRADUAO EM CINCIAS AGRRIAS
DEPARTAMENTO DE SOLOS E RECURSOS NATURAIS
MTODOS DE ANLISES FSICAS DO SOLO
Rodrigo Vieira Luciano
Jackson Adriano Albuquerque Patricia Prtile
.
Lages/SC
2010
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SUMRIO
1. INTRODUO .................................................................................................................... 4
1.1. Preparo das amostras .............................................................................................................. 4
2. CARBONO ORGNICO ..................................................................................................... 5
2.1. Determinao do teor de carbono orgnico ............................................................................. 5
2.1.1. Mtodo Tedesco (1995) .......................................................................................................... 5
2.2. Oxidao da matria orgnica ................................................................................................. 6
2.2.1. Mtodo via mido simplificado (Albuquerque, 2008) ............................................................. 6
3. ANLISE GRANULOMTRICA ....................................................................................... 7
3.1. Mtodo da Pipeta - Day (1965) e Gee & Bauder (1986) .......................................................... 7
3.1.1. Exemplo dos clculos do mtodo da pipeta ............................................................................. 9
3.2. Mtodo do Densmetro (Hidrmetro de Bouyoucos) Simplificado ..................................... 10
3.2.1. Exemplo dos clculos do Mtodo do Densmetro Simplificado ............................................. 11
3.3. Mtodo do Densmetro (Hidrmetro de Bouyoucos) ............................................................. 12
3.3.1. Exemplo dos clculos do mtodo do densmetro (frao areia determinada pelo densmetro). 13
3.4. Grau de Floculao ............................................................................................................... 13
4. DISTRIBUIO DO TAMANHO E ESTABILIDADE De AGREGADOS ESTVEIS
EM GUA .......................................................................................................................... 14
4.1. Mtodo por Via mida Padro (Kemper, W. D. & Chepil, W. S., 1965) ............................... 14
4.1.1. Exemplo dos clculos do mtodo por via mida padro (Kemper, W. D. & Chepil, W. S.,
1965) .................................................................................................................................... 15
4.2. Mtodo por Via mida 2 (Kemper, W D. & Rosenau, R. C., 1986) ....................................... 17
4.2.1. Exemplo dos clculos do mtodo por via mida 2 - (Kemper, W.D. & Rosenau, R.C., 1986) 18
5. DENSIDADE DE PARTCULAS (REAL) ........................................................................ 19
5.1. Mtodo do balo volumtrico modificado (Gubiane et al., 2000) ........................................... 19
5.1.1. Exemplo dos clculos do mtodo do balo volumtrico modificado (Gubiane et al., 2000) .... 19
5.2. Mtodo do balo volumtrico (Embrapa, 1997)..................................................................... 20
5.2.1. Exemplo do clculo do mtodo do balo volumtrico (Embrapa, 1997) ................................. 20
6. DENSIDADE DO SOLO (APARENTE) ........................................................................... 21
6.1. Mtodo do anel volumtrico ................................................................................................. 21
6.1.1. Exemplo de clculo do mtodo do anel volumtrico .............................................................. 21
7. UMIDADE ATUAL ............................................................................................................ 22
7.1. Umidade Gravimtrica.......................................................................................................... 22
7.1.1. Exemplo de clculo da umidade gravimtrica ....................................................................... 22
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7.2. Umidade Volumtrica ........................................................................................................... 22
7.2.1. Exemplo de clculo da umidade volumtrica ........................................................................ 23
8. POROSIDADE ................................................................................................................... 24
8.1. Porosidade do solo................................................................................................................ 24
8.1.1. Exemplo de clculos de porosidade do solo .......................................................................... 25
9. Curva de reteno de gua no solo ........................................................................................ 27
9.1. Determinao da curva de reteno de gua no solo .............................................................. 27
9.1.1. Exemplo de clculos da curva de reteno de gua no solo.................................................... 29 9.1.2. Clculos do fracionamento da porosidade do solo e da gua disponvel no solo ..................... 30
10. CONDUTIVIDADE HIDRULICA SATURADA ........................................................... 31
10.1. Determinao da condutividade hidrulica saturada .............................................................. 31
11. RESISTNCIA DO SOLO PENETRAO DE RAZES ............................................ 32
11.1. Determinao da resistncia do solo penetrao de razes ................................................... 32
12. ENSAIO DE PROCTOR NORMAL ................................................................................. 33
12.1. Determinao do ensaio de proctor normal (Klein, 2008) ...................................................... 33
12.1.1. Exemplo de clculo do ensaio de Proctor Normal .................................................................. 34
13. LIMITE DE LIQUIDEZ .................................................................................................... 36
13.1. Determinao do limite de liquidez (Embrapa, 1997) ............................................................ 36
13.1.1. Exemplo de clculo do clculo do limite de liquidez .............................................................. 37
14. LIMITE E NDICE DE PLASTICIDADE ........................................................................ 38
14.1. Determinao do limite de plasticidade (Embrapa, 1997) ...................................................... 38
14.1.1. Exemplo de clculo do limite de plasticidade ........................................................................ 39
15. LIMITE PEGAJOSIDADE................................................................................................ 40
15.1. Determinao do limite de pegajosidade (Embrapa, 1997) .................................................... 40
16. VALORES DE REFERNCIA DOS ATRIBUTOS FSICOS DO SOLO ....................... 41
17. TRANSFORMAES DE UNIDADES ............................................................................ 42
18. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................... 43
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1. INTRODUO
1.1. Preparo das amostras
Para as anlises fsicas do solo devem ser coletadas amostras representativas da rea do estudo,
visando detectar a variabilidade do solo e conforme os objetivos propostos nos experimentos.
Conforme a anlise que ser realizada as amostras podem ter a estrutura alterada tambm
denominada de amostra deformada, ou devem ter a estrutura preservada tambm denominada de
amostra indeformada. As amostras com estrutura alterada so coletadas com trados, esptulas, facas,
ps ou colher de pedreiro. J as amostras com estrutura preservada, so coletadas com cilindros de ao
de volumes variados, geralmente entre 50 e 370 cm3. Em situaes especficas, solo muito compactado
ou com presena de cascalho, o que inviabiliza o uso dos cilindros, um torro com um volume
prximo de 100 a 200 cm3 pode ser coletado, o qual no laboratrio impermeabilizado para
determinar a densidade e porosidade do solo.
As amostras com estrutura preservada so utilizadas para determinar: a relao massa volume
do solo; umidade volumtrica; a reteno de gua em diferentes tenses; condutividade a gua e ao ar;
e a resistncia do solo a penetrao. Para evitar a formao de fendas na amostra s mesmas devem ser
mantidas com umidade prximo da capacidade de campo at o momento de serem processadas. Alm
disso, se o processamento no for imediato, os insetos presentes devem ser eliminados para evitar
distrbios na estrutura do solo.
As amostras com estrutura alterada so utilizadas para determinaes de: umidade gravimtrica;
distribuio do tamanho das partculas (tambm denominado de textura); disperso ou floculao da
argila; consistncia do solo; coeficientes de contrao e expanso; e estabilidade de agregados. As
amostras devem ser secas ao ar (TFSA) ou em estufa de circulao de ar no ultrapassando a
temperatura de 50C. Aps a secagem as amostras devem ser peneiradas a 2 mm de dimetro e
acondicionadas em embalagens at o processamento. Para estabilidade de agregados as amostras
devem ser preparadas com umidade prxima da friabilidade.
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2. CARBONO ORGNICO
2.1. Determinao do teor de carbono orgnico
2.1.1. Mtodo de Tedesco (1995)
1) Tomar aproximadamente 20 g da TFSA, moer em almofariz de gata e peneirar em malha de 50 mesh/polegada (0,297 mm).
2) Pesar 0,2 g da amostra em erlenmeyer de 125 mL.
3) Adicionar 5 mL de dicromato de potssio (K2Cr207) 1,25 moI L-1, com pipeta volumtrica ou
seringa de vidro calibrada.
4) Adicionar 10 mL de cido sulfrico (H2SO4) concentrado com pipeta volumtrica ou seringa de vidro calibrada.
5) Aquecer as amostras em chapa aquecedora. Aps a amostra atingir a temperatura de 150C, deixar por 1 minuto.
6) Retirar as amostras da chapa e deixar esfriar. Adicionar s amostras um volume de 50 mL de gua destilada (no precisa ser com preciso porque apenas para facilitar a visualizao do ponto
de viragem).
7) Acrescentar 3 gotas de indicador ferroin.
8) Titular com sulfato ferroso (FeSO4) 0,25 mol L-1
at observar o ponto de viragem da cor verde intenso para vermelho intenso. Utilizar uma lmpada para melhor visualizar o ponto de viragem.
Reagentes
- K2Cr2 O7 1,25 moI L-1
: pesar 61,30 g de K2Cr2O7 (seco a 105C por 2 horas) e dissolver a 1 L
em balo volumtrico com gua destilada;
- FeSO4 0,25 moI L-1
: dissolver 69,5 g de FeSO4.7H2O em 400 mL de gua destilada. Adicionar
15 mL de H2SO4 concentrado e diluir a 1 L em balo volumtrico com gua destilada. Essa soluo
dever ser preparada a cada 10-15 dias.
- Indicador ferroin (complexo ortofenantrolina - FeSO4 0,025 moI L-1
): dissolver 1,485 g de
ortofenantrolina (monohidratado) e 30,695g de FeSO4.7H20 em gua destilada e completar o volume
para 100 mL.
Clculos
a) Teor de carbono orgnico:
1
*6,256,25 *0,003*100*1,12
( kg )
amostra
brancoCO g
gramas de solo
O valor de 6,25 calculado pelo volume de K2Cr2O7 adicionado multiplicando pela sua
molaridade (5x1,25=6,25), esse valor deve ser ajustado de acordo com o volume gasto na prova em branco.
b) Clculo do teor de matria orgnica:
Para calcular o teor de matria orgnica utilizar a equao abaixo:
1( kg ) *1,7239MO g CO
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2.2. Oxidao da matria orgnica
2.2.1. Mtodo via mido simplificado (Albuquerque, 2008)
1) Pesar 70 g de terra fina seca ao ar (TFSA) em potes plsticos de 500 mL e adicionar 7 mL de perxido de hidrognio (H2O2) a 30 volumes (9%). Agitar as amostras com um basto de vidro e verificar a reao efervescente.
2) Deixar em repouso por uma noite.
3) Adicionar diariamente na amostra 7 mL de H2O2 30V e agitar com basto de vidro. Esse procedimento deve ser feito at o total desaparecimento da reao efervescente.
4) Secar a amostra em estufa de circulao de ar forado a temperatura de 50C.
5) Moer a amostra em almofariz, quando necessrio, e realizar a anlise granulomtrica.
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3. ANLISE GRANULOMTRICA
3.1. Mtodo da Pipeta - Day (1965) e Gee & Bauder (1986)
1) Amostras de solo com teor de matria orgnica (MO) maior que 5% devem passar pelo tratamento de oxidao da MO antes da determinao da granulometria com dispersante qumico
(NaOH).
2) Para a correo da umidade do solo (fc), pesar aproximadamente 30 g da amostra de TFSA em latas de alumnio pr-pesadas e levar a estufa a 105C por 24 h, pesando a amostra seca.
3) Pesar aproximadamente 50 g de TFSA em frascos snap-cap de 150 mL, com duas repeties. Podem ser utilizadas balanas com preciso de duas casas decimais. Em solos com alto teor de argila,
pode-se utilizar 25 a 30 g de TFSA.
4) Adicionar aos snap-cap, juntamente com a amostra, 70 mL de gua destilada com proveta graduada e 10 mL de NaOH 1N com pipeta volumtrica ou seringa calibrada. Adicionar duas bolinhas
de acrlico e vedar os frascos com plstico e tampa para evitar o vazamento da amostra.
5) Para calcular o grau de floculao, repetir o procedimento anterior apenas com gua destilada, sem adicionar dispersante qumico (NaOH).
6) Efetuar uma prova em branco (pb), realizando o mesmo procedimento sem adicionar a TFSA, ou seja, adicionar em snap-cap 70 mL gua destilada e 10 mL de NaOH 1N.
7) Agitar as amostras utilizando agitador horizontal a 200 rpm, o que pode ser feito por trs mtodos:
1) Agitar por 15 minutos. Deixar em repouso por uma noite e agitar por 2 horas, sempre com os frascos na posio horizontal.
2) Agitar por 3 horas sem repouso. Segundo a literatura, os resultados so semelhantes
agitao de 15 min + 2 h.
3) Agitar por 4 horas sem repouso. O aumento do tempo de agitao tem resultado em melhor disperso do solo.
8) Transferir o material para uma proveta de 1000 mL, passando por peneira de malha 0,053 mm para separar a frao areia. Usar jatos d'gua destilada e funil. Completar o volume da proveta para 1000 mL.
9) Transferir a frao areia retida na peneira com o auxilio de jatos de gua para uma lata de alumnio pr-pesada. Deixar decantar a areia, retirar o excesso de gua e levar estufa de circulao de ar a 105
0C por 24 h. Aps secar, pesar a areia total. Separar a areia fina usando peneira de 0,25 mm.
Pesar a areia fina e obter areia grossa por diferena.
10) Nas provetas, medir a temperatura de algumas amostras (3-5) e da prova em branco, agitar cada amostra por um tempo fixo de 30 a 60 s com o auxlio de uma vareta com mbolo. Fazer a mdia da temperatura das amostras e marcar o tempo zero, deixando a suspenso em repouso por tempo pr-
determinado conforme a Tabela 1.
11) Aps o tempo de repouso da suspenso na proveta, pipetar lentamente 50 mL a 5 cm de profundidade. Colocar o volume pipetado em becker (seco e pr-pesado em balana de preciso de 3 a
5 casas decimais) e levar estufa de circulao de ar por at 48 h. Aps secar, pesar.
12) Os exemplos dos clculos da granulometria esto em percentagem. Transformar os resultados para g kg
-1 (g kg
-1 = % x 10) e kg kg
-1 (kg kg
-1 = % 100) e classificar o solo em relao as
classes texturais (Figuras 1 e 2).
Reagente
- NaOH 1N: pesar 40 g de NaOH e dissolver em gua destilada completando o volume para 1L
em balo volumtrico.
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Clculos
a) Fator de correo da umidade do solo:
sec
massa midafc
massa a
b) Desconto da umidade da amostra:
massaAmostramassaAmCorrigida
fc
c) Areia total:
( )*100
massaAreia pl plAT
massaAmCorrigida
d) Areia fina:
*100massaAreiaFina
AFmassaAmCorrigida
e) Areia grossa:
( )*100
massaAreiaTotal massaAreiaFinaAG
massaAmCorrigida
f) Prova em branco:
ker 1 kerpb massaBec soluoNaOH N massaBec
g) Argila:
ker ker*20*100
massaArgila bec bec pbArgila
massaAmCorrigida
h) Silte:
100Silte Argila AreiaTotal
Onde:
- pl = massa da lata;
Tabela1. Tempo de repouso, para pipetar 50 mL da soluo a 5 cm (Dp = 2,65g/cm3).
Temperatura (oC) Tempo de repouso
12 4h 55min
14 4h39min
16 4h 26min
18 4h 12min
20 4h 00min
22 3h 48min
24 3h 38min
Obs: Os valores de temperatura intermedirios aos da tabela acima, devem ser interpolados.
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3.1.1. Exemplo dos clculos do mtodo da pipeta
Exemplo 1. Determinar a granulometria de um Nitossolo Bruno do municpio de Painel/SC pelo mtodo da pipeta. A amostra inicial foi de 50 g. Na correo da umidade do solo o laboratorista
utilizou uma lata de alumnio de 16,325 g, a massa de solo mido (SU) mais lata foi de 33,840 g e solo
seco (SS) mais lata de 32,760 g. Na determinao da areia a massa da lata foi de 20,2850 g, lata mais areia total foi 24, 3293 g e areia fina foi 1,8153 g. A massa do becker mais argila foi de 49,7388 g e do
becker de 48,3678 g. Para a prova em branco (pb), a massa do becker mais a soluo NaOH foi de
48,5213 g e do becker de 48,4984 g.
a) Correo da umidade do solo:
(33,840 16,325) 17,5151,066
(32,760 16,325) 16,435fc fc
b) Correo da amostra:
5046,90
1,066massaAmCorrigida g
c) Areia total:
1(24,3293 20,2850) *100 8,62 % ou 0,0862 kg kg46,90
AT
.
d) Areia fina:
1,8153*100 3,87 %
46,90AF
e) Areia grossa:
(4,0443 1,8153)*100 4,75 %
46,90AG
f) Prova em branco:
48,5213 48,4984 0,0229 pb g g g
g) Argila:
49,7388 48,3678 0,0229*20*100 57,49 %
46,90Argila
h) Silte
100 57,49 8,62 33,89 %Silte
Para granulometria, os resultados so expressos em nmeros inteiros e as unidades podem ser
em %, g kg-1
ou kg kg-1. Exemplo: 45%; 450 g kg
-1 ou 0,450 kg kg
-1.
Tabela 2. Granulometria de um Nitossolo Bruno do municpio de Painel/SC.
Areia Fina Areia Grossa Areia Total Silte Argila Total
--------------------------------------- % ---------------------------------------------
4 5 9 33 58
-
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0102030405060708090100
Silte
, %
Arg
ila, %
Areia,%
Muito Argilosa
Argilosa
Arenosa
Mdia Siltosa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0102030405060708090100
Silte
,%
Arg
ila,%
Areia,%
Muito Argilosa
Argilosa Argilo-siltosa
Argilo-arenosa
Franco-argilo-arenosa
Franco-arenosaAreia-franca
Arenosa
Franco-siltosa
Siltosa
Franca
Franco-argilosa Franco-argilo-siltosa
Figura 1. Diagrama triangular simplificado (utilizado
pela Embrapa) para a classificao textural do solo.
Figura 2. Diagrama triangular utilizado para a
classificao textural do solo.
3.2. Mtodo do Densmetro (Hidrmetro de Bouyoucos) Simplificado
1) Amostras de solo com teor de matria orgnica (MO) maior que 5 % devem passar pelo tratamento da oxidao da MO antes da determinao da granulometria com dispersante qumico.
2) Para a determinao da correo da umidade do solo (fc), pesar aproximadamente 30 g de TFSA em latas de alumnio pr-pesadas e levar a estufa a 105C por 24 h. Pesar as amostras secas.
3) Pesar aproximadamente 50 g de TFSA em frascos snap-cap de 150 mL, com duas repeties. Podem ser utilizadas balanas com preciso de duas casas decimais. Em solos com alto teor de argila,
pode-se utilizar 25 a 30 g de TFSA.
4) Adicionar aos snap-cap, juntamente com a TFSA, 70 mL de gua destilada com proveta graduada e 10 mL de NaOH 1N com pipeta volumtrica ou seringa calibrada. Adicionar duas bolinhas
de acrlico e vedar os frascos com plstico e tampa para evitar o vazamento da amostra. Para calcular o
grau de floculao, repetir o procedimento sem adicionar NaOH 1N.
5) Efetuar uma prova em branco (pb), realizando o mesmo procedimento sem adicionar a TFSA, ou seja, adicionar em snap-cap 70 mL de gua destilada e 10 mL NaOH 1N.
6) Agitar por 4 horas sem repouso, utilizando agitador horizontal a 200 rpm.
7) Transferir o material para uma proveta de 1000 mL, passando por peneira de malha 0,053 mm para separar a frao areia. Usar jatos d'gua destilada e funil. Completar o volume da
proveta para 950 mL.
8) Transferir a frao areia retida na peneira com o auxilio de jatos de gua para uma lata de alumnio pr-pesada. Deixar decantar a areia, retirar o excesso de gua e levar estufa de circulao
de ar a 105 C por 24 h. Aps secar, pesar a areia total. Separar a areia fina usando peneira de 0,25
mm. Pesar a areia fina e obter a areia grossa por diferena.
9) Agitar cada amostra por um tempo fixo de 30 a 60 s com o auxlio de uma vareta com mbolo. Marcar o tempo zero, deixando a suspenso em repouso por 2 h.
10) Aps o tempo de repouso, fazer as leituras das amostras imediatamente colocando o densmetro vagarosamente nas provetas. Aps a estabilizao do densmetro na suspenso, realiza-se a leitura rente a superfcie do lquido, considerando leituras intermedirias (Exemplos: 1,5 g L
-1,
12,5 g L-1). Anotar a leitura da prova em branco e as leituras das amostras.
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11
11) Aps a leitura com o densmetro, determinar a temperatura da prova em branco e das amostras (podendo ser a mdia de algumas amostras).
12) O densmetro calibrado a uma temperatura de 68 F (20 C), fornecendo leituras diretas das amostras em g L
-1. Para as demais temperaturas deve-se utilizar fatores de correo, conforme a
Tabela 3.
13) Os exemplos dos clculos da granulometria esto em percentagem. Transformar os resultados para g kg
-1 (g kg
-1 = % x 10) e kg kg
-1 (kg kg
-1 = % 100) e classificaar o solo em relao
as classes texturais (Figuras 1 e 2).
Reagente
- NaOH 1N: pesar 40 g de NaOH e dissolver em gua destilada completando o volume para 1L
em balo volumtrico.
Tabela 3. Valores para correo da leitura do densmetro em funo da temperatura da suspenso.
Temperatura C Correo (ct)
12 -2,88
13 -2,52
14 -2,16
15 -1,80
16 -1,44
17 -1,08
18 -0,72
19 -0,36
20 0,00
21 +0,36
22 +0,72
Clculos
a) Areia total:
( )*100
massaAreia pl plAT
massaAmCorrigida
b) Areia fina:
*100massaAreiaFina
AFmassaAmCorrigida
c) Areia grossa:
( )*100AG massaAreiaTotal massaAreiaFina
d) Argila:
[( ) ( )]*2*Argila LAmostra ct LPB ct fc
e) Silte:
AreiaArgilaSilte 100
Onde:
- LAmostra = Leitura da suspenso da amostra;
- LPB = Leitura da prova em branco.
3.2.1. Exemplo dos clculos do Mtodo do Densmetro Simplificado
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12
Exemplo 2: Determinar a granulometria pelo mtodo do densmetro simplificado. A
temperatura da amostra no momento da leitura era de 18 C e a leitura foi de 19,5 g L-1
, a temperatura
da prova em branco era 19 C e a leitura de 0,5 g L- 1
. O fator de correo da umidade (fc) de 1,072.
a) Argila:
[( ) ( )]*2*Argila LAmostra ct LPB ct fc
[(19,5 0,72) (0,5 0,36)]*2*1,072Argila
(18,78 0,14)*2*1,072 39,96 %Argila
Tabela 4. Granulometria de um Latossolo Vermelho, do municpio de So Carlos-SP horizonte B Mtodo do Densmetro Simplificado.
Areia Fina Areia Grossa Areia Total Silte Argila Total
-------------------------------------------- % ---------------------------------------------------
31 27 58 2 40
3.3. Mtodo do Densmetro (Hidrmetro de Bouyoucos)
1) Realizar a oxidao da matria orgnica nas amostras de solo com mais de 5% de MO.
2) Calcular a correo da umidade do solo (fc).
3) Colocar 50 g de TFSA no copo do agitador, adicionar 1/3 do copo com gua destilada (230 mL) e 10 mL de NaOH 1N.
4) Agitar por 10 minutos em agitador eltrico a 12.000 rpm. O agitador eltrico pode ser substitudo pela agitao horizontal por 4 h sem repouso em frasco do tipo snap cap de 150 mL.
5) Transferir o material diretamente para uma proveta de 1000 mL usando jatos d'gua destilada sob um funil. Completar o volume da proveta para 1000 mL. A areia deve ser separada
utilizando peneira de 0,053 mm, segundo as metodologias da Pipeta ou Densmetro Simplificado.
6) Agitar cada amostra por um tempo fixo de 30 a 60 s com auxlio de uma vareta com mbolo. Marcar o tempo zero.
7) Fazer a leitura de silte mais argila com o densmetro aos 40 s aps o incio da sedimentao (1 leitura). Medir a temperatura da suspenso para correo da leitura. Obs.: o densmetro deve ser colocado com cuidado para evitar perturbao na suspenso e choque com o fundo da proveta. Aps
cada leitura, deve-se lavar o densmetro com gua destilada.
8) Aps 2 h de repouso (2 leitura), retirar 250 mL da parte superior das provetas com 1000 mL de suspenso e transferir para provetas de 250 mL. Inserir o densmetro vagarosamente na proveta de
250 mL. Aps a estabilizao do densmetro na suspenso, realizar a leitura rente a superfcie,
considerando leituras intermedirias. Medir a temperatura da prova em branco e das amostras para
correo (ct).
9) O densmetro calibrado a uma temperatura de 68 F (20 C), fornecendo leituras diretas das amostras em g L
-1, para as demais temperaturas utilizam-se fatores de correo conforme Tabela 3.
10) Os exemplos dos clculos da granulometria esto em percentagem. Transformar os resultados para g kg
-1 (g kg
-1 = % x 10) e kg kg
-1 (kg kg
-1 = % 100) e classificar o solo em relao s
classes texturais (Figuras 1 e 2).
Reagente
- NaOH 1N = pesar 40 g de NaOH e dissolver em gua destilada completando o volume para 1L
em balo volumtrico.
Clculos
-
13
a) Argila:
(2 ) ( ) *2*Argila LAmostra ct LPB ct fc
b) Silte:
(1 2 ) ( ) *2*Silte LAmostra ct LAmostra ct LPB ct fc
c) Areia:
100 ( )Areia Argila Silte
Onde:
- 1 LAmostra = Leitura da suspenso da amostra aos 40s aps a agitao;
- 2 LAmostra = Leitura da suspenso da amostra aps 2 h aps a agitao.
3.3.1. Exemplo dos clculos do mtodo do densmetro (frao areia determinada pelo densmetro)
Exemplo 3. Determinar a granulometria do horizonte B de um Latossolo Vermelho-Amarelo, do
municpio de Piracicaba/SP pelo mtodo do densmetro. A temperatura da amostra no momento da 1 leitura (silte+argila) era de 17 C e a leitura foi de 16 g L
-1. No momento da 2 leitura a temperatura da
amostra era de 18 C e a leitura de 12,5 g L-1
. A temperatura da prova em branco era 19 C e a leitura
do densmetro foi de 0,5 g L-1
. O fc foi de 1,03.
a) Silte:
16 1,08 12,5 0,72 0,5 0,36 *2*1,03 3,21 %Silte
b) Argila:
(12,5 0,72) (0,5 0,36) *2*1,03 23,98 %Argila
c) Areia:
100 (23,98 3,21) 72,81 %Areia
Tabela 5. Granulometria de um Latossolo Vermelho- Amarelo, do municpio de Piracicaba-SP, horizonte B Mtodo do Densmetro.
Areia Silte Argila
---------------------------------------- % -----------------------------------------
73 3 24
No Mtodo do Densmetro pode-se obter o teor de areia atravs da separao por peneiramento,
utilizando as metodologias descritas nos mtodos da Pipeta ou do Densmetro Simplificado.
3.4. Grau de Floculao
1) Realizam-se as determinaes da frao argila do solo conforme os procedimentos
descritos anteriormente, determinando argila total (dispersa em gua e NaOH) e argila natural
(dispersa apenas em gua).
Clculo
100*)(
(%)lArgilatota
ralArgilanatulArgilatotaGF
-
14
4. DISTRIBUIO DO TAMANHO E ESTABILIDADE DE AGREGADOS ESTVEIS EM GUA
4.1. Mtodo por Via mida Padro (Kemper, W. D. & Chepil, W. S., 1965) 1) Coletar as amostras a campo quando o solo estiver mido. Coletar preferencialmente torres
maiores.
2) Trabalhar com as amostras no ponto de friabilidade do solo (at um ms aps a coleta). A separao dos agregados maiores em agregados menores deve ser realizada com as mos, nos planos naturais de fraqueza, aplicando foras no sentido de trao e nunca de compresso, no compactando
ou pulverizando o solo.
3) Peneirar as amostras de solo no conjunto de peneiras 8 e 4,76 mm. Guardar em potes plsticos com tampa aproximadamente 150 gramas de cada amostra que passou pela peneira de 8 mm
e ficou retida na peneira de 4,76 mm.
4) Antes da agitao em gua, passar as amostras novamente pela peneira de 4,76 mm, retirando os cascalhos e os restos vegetais. Pesar 3 sub-amostras de aproximadamente 25 g cada, sendo que uma deve ser transferida para lata de alumnio pr-pesada e levada a estufa a 105 C por
24 h, pesando o solo seco para a correo da umidade da amostra.
5) Preparar o aparelho de oscilao vertical colocando os conjuntos de peneiras pela seguinte ordem decrescente de tamanho: 4,76; 2,00; 1,00 e 0,250 mm.
6) Acrescentar gua no aparelho de agitao vertical, ajustar o nvel da gua at atingir aproximadamente 1 cm acima da base das peneiras de 4,76 mm quando o conjunto estiver em sua posio mais alta; e no submergir por completo as peneiras de 4,76 mm em sua posio mais baixa.
Ajustar a rotao do aparelho para 42 rotaes por minuto. As peneiras no devem bater entre si ou
nas paredes do aparelho.
7) Distribuir uniformemente a amostra sobre a peneira de 4,76 mm de um conjunto. Os agregados devero ficar submersos em gua por 10 minutos em repouso para umedecimento.
8) Aps o tempo de repouso, ligar o aparelho e deixar oscilando por 10 minutos.
9) Desligar o aparelho, retirar os conjuntos de peneiras da gua e transferir o material retido em cada peneira para latas de alumnio, previamente pesadas e identificadas, com auxlio de jatos de gua.
10) Eliminar o excesso de gua e colocar as latas em estufa de circulao de ar a 105 C por 24 h. Aps secar, pesar o material retido em cada peneira.
11) Para amostras de solos mais cascalhentos, determinar a quantidade de material inerte (outros que no agregados) retida em cada peneira. Para isso, transferir os agregados de cada lata para
sua respectiva peneira utilizando jatos de gua e imergir a peneira em uma soluo de hidrxido de
sdio NaOH 1N. Mexer por aproximadamente 1 minuto o solo com um basto de vidro at sobrar apenas areia e cascalho. Lavar com jato de gua, transferir o material inerte para lata de alumnio e
secar em estufa. Pesar o material seco e descontar da massa de cada classe de agregados.
12) Calcular a percentagem de agregados por classe de tamanho, o dimetro mdio ponderado (DMP) e o dimetro mdio geomtrico (DMG). Se a distribuio de agregados nas peneiras tiver
distribuio normal deve ser calculado o DMP e se tiver distribuio log normal calcular o DMG.
Reagente
- NaOH 1N = pesar 40 g de NaOH e dissolver em gua destilada completando o volume para 1L
em balo volumtrico.
Clculos
-
15
a) Clculo da umidade gravimtrica do solo (Ug):
1 ( )( )mSU mSS
Ug kg kgmSS
Onde:
- mSU = massa do solo mido (g)
- mSS = massa do solo seco (g)
b) Massa seca inicial de agregados (TAgr):
(1 )
massaAmostraTAgr
Ug
c) Percentagem de agregados por intervalo de classe de tamanho:
( )% *100
( )
imAgr miAGRiTAgr miT
d) Dimetro Mdio Ponderado (DMP):
1
( ) *n
i
i
mAgr miDMP mm ci
TAgr miT
e) Dimetro Mdio Geomtrico (DMG):
1
* .( )
ni
i
mAgr mi Ln ciDMG mm EXP
TAgr miT
Onde:
- imAgr = massa de agregados em cada classe (g);
- mi = massa de material inerte em cada classe (g);
- TAgr = massa de agregados da amostra inicial (g);
- miT = massa de material inerte total (de todas as classes) (g); - ci = dimetro mdio da classe de agregados (mm) (Tabela 6);
- Ln = logaritmo natural.
Tabela 6. Dimetro mdio da classe de agregados (ci).
Limites da classe (mm) Dimetro mdio da classe ci (mm)
Classe 1 8,00 - 4,76 6,38
Classe 2 4,76 - 2,00 3,38
Classe 3 2,00 - 1,00 1,50
Classe 4 1,00 - 0,25 0,625
Classe 5 0,25 0,00 0,125
4.1.1. Exemplo dos clculos do mtodo por via mida padro (Kemper, W. D. & Chepil, W. S., 1965)
Exemplo 4: Determine o percentual de agregados, o dimetro mdio ponderado (DMP) e o
dimetro mdio geomtrico (DMG) de um Neossolo Litlico do municpio de So Joaquim/SC na
camada de 0 a 0,15 m. Dados: massa de solo mido + massa lata = 50,93 g; massa de solo seco +
massa lata = 44,59 g; massa lata = 16,33 g; massa inicial de agregados = 25,14 g.
Tabela 7. Dados da Estabilidade dos Agregados de um Neossolo Litlico na camada de 0 a 0,15 m, no
municpio de So Joaquim-SC.
-
16
Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4
Agregados retidos na classe (g) 18,24 0,25 0,04 0,08
Material inerte (g) 0,06 0,04 0,01 0,00
Massa de material inerte total = 0,11 g.
1) Clculos da percentagem de agregados:
a) 1(50,93 16,33) (44,59 16,33) 34,6 28,26 0,22
(44,59 16,33) 28,26Ug Ug kg kg
b) 25,14
20,61 (1 0,22)
gTAgr g
c) 5 20,61 (18,24 0,25 0,04 0,08) 2,00 Classe g
d) (18,24 0,06)
1 *100 88,68 %(20,61 0,11)
iAgrClasse
e) (0,25 0,04)
2 *100 1,02 %(20,61 0,11)
iAgrClasse
f) (0,04 0,01)
3 *100 0,15 %(20,61 0,11)
iAgrClasse
g) (0,08 0,00)
4 *100 0,39 %(20,61 0,11)
iAgrClasse
h) 2,00
5 *100 9,76 %(20,61 0,11)
iAgrClasse
2) Clculos do Dimetro Mdio Ponderado (DMP):
1
*n
i
i
mAgr miDMP ci
TAgr miT
a) (18,24 0,06)
1 *6,38 5,66 (20,61 0,11)
AgrClasse mm
b) (0,25 0,04)
2 *3,38 0,03 (20,61 0,11)
AgrClasse mm
c) (0,04 0,01)
3 *1,5 0,002 (20,61 0,11)
AgrClasse mm
d) (0,08)
4 *0,625 0,002 (20,61 0,11)
AgrClasse mm
e) 2,00
5 *0,125 0,01 (20,61 0,11)
AgrClasse mm
f) 1 2 3 4 5)DMP AgrClasse AgrClasse AgrClasse AgrClasse AgrClasse
5,66 0,03 0,00 0,00 0,01 5,70 DMP mm
-
17
3) Dimetro Mdio Geomtrico (DMG):
1
*n i
i
mAgr mi Ln ciDMG EXP
TAgr mi
a) 18,24 0,06 * 6,38
1 1,6420,61 0,11
LnClasse DMG EXP
b) 0,25 0,04 * 3,38
2 0,0120,61 0,11
LnClasse DMG EXP
c) 0,04 0,01 * 1,5
3 0,0020,61 0,11
LnClasse DMG EXP
d) 0,08* 0,625
4 0,0020,61 0,11
LnClasse DMG EXP
e) 2,00* 0,125
5 0,2020,61 0,11
LnClasse DMG EXP
f) 1,64 0,01 0 0 0,20DMG EXP
g) (1,45) 4,26 DMG EXP DMG mm
Tabela 8. Percentagem dos agregados de um Neossolo Litlico de So Joaquim/SC, na camada de 0 a 0,15 m.
Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5
------------------------------------------ % -------------------------------------------
88,68 1,02 0,15 0,39 9,76
Tabela 9. Dimetro Mdio Ponderado (DMP) e Dimetro Mdio Geomtrico (DMG) de um Neossolo Litlico
de So Joaquim/SC, na camada de 0 a 0,15 m.
DMP DMG
-------------------------------- mm ---------------------------------
5,70 4,26
4.2. Mtodo por Via mida 2 (Kemper, W D. & Rosenau, R. C., 1986)
1) Destorroar o solo agregado seco ao ar e passar em peneiras de 2 e 1 mm, guardando o solo que passar pela peneira de 2 mm e ficar retido na peneira de 1 mm.
2) Pesar 3 subamostras de 4 g, secando uma delas em estufa a 105 C por 24 h para determinar a umidade.
3) Preparar o aparelho de oscilao vertical para 35 rotaes por minuto e amplitude de 1,3 cm. Fixar a peneira de 0,25 mm, colocar o aparelho em sua amplitude mais elevada e, acrescentar gua at que o nvel fique aproximadamente 1 cm acima da malha da peneira.
4) Distribuir, uniformemente, a amostra sobre a peneira e deixar umedecendo em repouso por 10 minutos.
5) Depois do repouso, ligar o aparelho por 10 minutos.
-
18
6) Desligar o aparelho, transferir o solo retido na peneira para uma lata de alumnio previamente pesada e colocar em estufa a 105 C por 24 h. Pesar depois de seco.
7) Para amostras de solos mais cascalhentos, determinar a quantidade de material inerte (outros que no agregados) retida em cada peneira com soluo NaOH 1N.
Clculos
a) Estabilidade de Agregados:
( )*100
( )
massaAgr A mAEA
TAgr mA
Onde:
- EA = estabilidade de agregados em %;
- massaAGR A = massa de agregados + areia (g); - mA = massa de areias (g);
- TAgr = amostra corrigida em relao o teor de umidade (g).
b) ndice de Estabilidade de Agregados do Solo (IEA) (Castro Filho et al., 1998):
25*100
TAgr wp areiaIEA
TAgr areia
Onde:
- 25wp = peso dos agregados < 0,25 mm (g);
4.2.1. Exemplo dos clculos do mtodo por via mida 2 - (Kemper, W.D. & Rosenau, R.C., 1986)
Exemplo 5. Determinar o percentual de agregados de um Latossolo Bruno do municpio de Entre Rios/PR na camada de 0 a 0,025 m, no sistema de plantio direto incorporado. Dados: massa de
agregados + areia = 2,36 g; massa de areia = 0,03 g; massa inicial da amostra = 4 g; Ug = 0,39 kg kg-1
.
a) Estabilidade de Agregados
2,36 0,03*100 82%
2,88 0,03EA EA
-
19
5. DENSIDADE DE PARTCULAS (REAL)
5.1. Mtodo do balo volumtrico modificado (Gubiane et al., 2000)
1) Macerar, em gral de gata, aproximadamente 50 g de TFSA, colocar em lata de alumnio e
secar em estufa a 105 C por 24 horas.
2) Aferir o volume de bales volumtricos de 50 ml (com bureta ou pesagem) com
antecedncia.
3) Retirar as amostras de solo da estufa e resfriar em dessecador.
4) Pesar o balo ( mB ), transferir aproximadamente 20 g de solo seco em estufa para o balo e
pesar novamente o balo contendo o solo ( secmB mS o ).
5) Utilizando uma bureta, adicionar o lcool no balo com o solo, aproximadamente at a
metade, e agitar cuidadosamente com movimentos circulares para eliminar o ar at a ausncia de
bolhas. Deixar em repouso por 15 minutos.
6) Adicionar o lcool at ajustar o volume de lcool na marca de aferio de 50 mL do balo e
pesar ( secmB mS o mA ).
7) Determinar a densidade do lcool a partir da massa de lcool em 50 mL. Usar a mdia de trs
repeties.
8) Calcular a densidade de partculas (g cm-3; kg m-3; Mg m-3 ).
Clculos
a) Densidade do lcool:
50 mL
massalcoolDa
b) Densidade de partculas:
sec
sec sec50
mB mS o mBDp
mB mS o mA mB mS o
Da
Tabela 10. Densidade dos principais solos tropicais (Klein, 2008)
Material Densidade Mg m-3
Quartzo 2,50 2,80
Feldspatos 2,50 2,60
Micas 2,70 3,00
Argilas 2,20 2,60
Matria Orgnica < 1,00
Para as condies de solos tropicais e subtropicais assume-se valores de 2,65 Mg m-3, em funo da composio
mdia dos constituintes dos solos.
5.1.1. Exemplo dos clculos do mtodo do balo volumtrico modificado (Gubiane et al., 2000)
-
20
Exemplo 6. Determine a densidade de partculas de um Neossolo Litlico do municpio de So
Joaquim/SC na camada de 0 a 0,15 m em um vinhedo comercial. Dados: secmB mS o mA = 92,14 g; secmB mS o =57,87 g; mB =37,69 g; massa de lcool em 50 mL = 41,27 g.
a) Densidade do lcool
341,27 0,825 50
gDa g cm
mL
b) Densidade de partculas
3(57,87 37,69) 20,18 2,385 c(50 41,54)92,14 57,87
500,825
Dp g m
5.2. Mtodo do balo volumtrico (Embrapa, 1997) 1) Macerar aproximadamente 30 g de TFSA e deixar em estufa a 105 C deixar por 24 horas.
2) Transferir aproximadamente 20 g de solo seco para balo aferido de 50 mL.
3) Adicionar lcool etlico com bureta, agitando bem o balo para eliminar as bolhas de ar formadas. Prosseguir com a operao vagarosamente at a ausncia de bolhas e completar o volume
do balo.
4) Anotar o volume de lcool gasto.
Clculo
a) Densidade de partculas:
3 sec (g cm )(50 )
massaS oDp
mL volume lcool
Onde:
- secmassaS o = massa do solo seco a 105 C (g);
- volume lcool = volume do lcool adicionado (mL).
5.2.1. Exemplo do clculo do mtodo do balo volumtrico (Embrapa, 1997)
Exemplo 7. Determine a densidade de partculas de um Cambissolo Hplico do municpio de
Ituporanga/SC na camada de 0 a 0,40 m. Dados: secmassaS o = 19,95 g; volume lcool = 42,11 mL.
a) Densidade de partculas
-319,95 2,53 g cm
(50 42,11)Dp
-
21
6. DENSIDADE DO SOLO (antigamente denominada de densidade aparente)
6.1. Mtodo do anel volumtrico
1) Determinar o volume do anel que contm a amostra de solo (Ex: 50 cm, 100 cm).
2) Colocar as amostras na estufa a 105C, por um perodo de 24 a 48 horas. Pesar o conjunto solo seco mais anel (mSs+mA) em balana digital com preciso de duas casas decimais.
3) Retirar o solo do anel, lavar o anel metlico, secar e pesar (mA).
4) Calcular massa de solo seco ( secomS ) contida no anel, por diferena entre mSs+mA e mA.
5) Com a massa de solo seco e o volume do anel, determinar a densidade do solo.
Clculos
a) Volume do anel (cilindro):
22
4
DV h ou V r h .
Onde:
- V = volume do anel (cm); - = 3,1416; - D = dimetro interno do anel (cm);
- r = raio do anel (cm); - h = altura do anel (cm).
b) Densidade do solo:
secomSDs
V
6.1.1. Exemplo de clculo do mtodo do anel volumtrico
Exemplo 8. Determine a densidade de um Neossolo Litlico do municpio de So Joaquim/SC
na camada de 0 a 0,15 m. Foi utilizado nas coletas das amostras um anel metlico com dimetro
interno de 5,956 cm e altura de 2,508 cm. Dados: mSs+mA = 138,5 g; mA = 69,49 g.
a) Massa do solo seco a 105C:
seco 138,5 69,49 69,01 mS g
b) Volume do anel: 2
35,9563,1416* *2,508 69,876 cm4
V
c) Densidade do solo:
369,01 0,987 g cm69,876
Ds
-
22
7. UMIDADE ATUAL
7.1. Umidade Gravimtrica
1) Coletar amostras de solo nas camadas de estudo do solo em estrutura alterada. Utilizar latas de alumnio ou embalagens plsticas evitando perda de umidade da amostra.
2) Pesar aproximadamente 30 g das amostras de solo em latas de alumnio pr-pesadas ( mL ),
anotar a massa de solo mido mais a massa da lata ( mSU mL ). Transferir as amostras para estufa de circulao de ar a 105C por perodo de 24 a 48 h. Pesar o solo seco ( mSS mL ).
3) Calcular a umidade gravimtrica (kg gua/kg solo, kg kg-1, Mg Mg-1 ou g g-1).
Clculo
a) Umidade gravimtrica
1 ou % *100mSU mSS mSU mSS
Ug kg kg UgmSS mSS
7.1.1. Exemplo de clculo da umidade gravimtrica
Exemplo 9. Determinar a umidade gravimtrica de um Neossolo Litlico do municpio de So
Joaquim/SC na camada de 0 a 0,15 m em dezembro de 2008. Dados: mSU mL = 139,09 g; mSS mL = 106,32 g e mL = 29,01 g.
a) Umidade gravimtrica:
1(139,09 29,01) (106,32 29,01) (110,08 77,31) 0,424 k k(106,32 29,01) 77,31
Ug Ug g g
7.2. Umidade Volumtrica
1) Coletar amostras de solo utilizando anis metlicos, com solo de estrutura preservada. Utilizar latas de alumnio ou papel alumnio para acondicionar as amostras evitando a perda de umidade.
2) Preparar as amostras no laboratrio, de modo que o solo fique rente ao anel e no ocorram espaos vazios visveis nas duas faces do anel. Limpar tambm a face externa do anel.
3) Pesar as amostras de solo. Anotar a massa de solo mido mais a massa do anel metlico
( mSU mAnel ).
4) Transferir as amostras para estufa de circulao de ar a 105C por 24 a 48 h. Pesar o solo
seco ( mSS mAnel ).
5) Calcular a umidade volumtrica ( ou Uv ) (cm3 cm-3; m3 m-3).
6) Para os clculos, utilizam-se as equaes abaixo, considerando-se a densidade da gua igual a 1 g cm
-3, logo, 1 g de gua igual a 1 cm
-3.
Clculos
a) Umidade volumtrica:
-
23
= *mSU mSS
ou Ug DsV
b) Armazenamento de gua em uma determinada camada de solo: 3 3
1 3
( ) ( )* ( )
( ) ( )* ( c )* ( )
MdiaH m m m h m
H m Ug kg kg Ds g m h m
7.2.1. Exemplo de clculo da umidade volumtrica
Exemplo 10. Determine a umidade de um Neossolo Litlico do municpio de So Joaquim/SC na camada de 0 a 0,15 m. Foi utilizado nas coletas das amostras um anel metlico com volume de 50
cm. Dados: mSU mA = 106,30 g; mSS mA = 82,15 g; mA = 32,71 g.
a) Umidade volumtrica:
3 3(73,59 49,44) = 0,483 m m50
7.2.2. Exemplo de clculo de armazenamento de gua no solo
Exemplo 11. Determine a altura de gua em um Neossolo Litlico do municpio de So
Joaquim/SC na camada de 0 a 0,30 m. Em dezembro de 2008, fez-se trs leituras da umidade gravimtrica nas camadas de 0 a 0,15 m nos dias 12, 17 e 22, sendo as leituras de 0,42, 0,44 e 0,36 kg
kg-1
, respectivamente. Na camada de 0,15 a 0,30 m, nos mesmos dias, as leituras foram 0,42, 0,41 e
0,35 kg kg-1, respectivamente. A densidade do solo (Ds) na camada de 0 a 0,15 foi de 0,987 g cm
-3 e na
camada de 0,15 a 0,30 m foi de 0,900 g cm-3
, sendo a densidade da gua de 1 g cm-3.
a) Camada de 0-0,15 m: 1 3 3 3
12 = 0,42 kg kg *0,987 c 0,415 g m m m
1 3 3 3
17 = 0,44 kg kg *0,987 c 0,434 g m m m
1 3 3 3
22 = 0,36 kg kg *0,987 c 0,355 g m m m
0 0,15
0,415 0,434 0,355 = *0,15 0,060 ou 60 mm
3mH m
b) Camada de 0,15-0,30 m: 1 3 3 3
12 = 0,42 kg kg *0,900 c 0,375 g m m m
1 3 3 3
17 = 0,41 kg kg *0,900 c 0,369 g m m m
1 3 3 3
22 = 0,35 kg kg *0,900 c 0,315 g m m m
0,15 0,30
0,375 0,369 0,315 = *0,15 0,053 ou 53 mm
3mH m
0,15 0,30 0,15 0,30
0 0,30
+
60 53 113
Total m m
m
H H H
H mm mm mm
Assim, este perfil de solo no momento em que a 0-0,15 m = 0,401 m3 m
-3 e 0,15-0,30 m = 0,353 m
3
m-3
, contm 113 mm de gua ou 1130 m3
ha-1 ( 1 mm = 10 m
3 ha
-1) na camada de 0 a 0,30 m. Portanto,
se fosse possvel retirar toda a gua de 1 ha at 0,30 m desse perfil nessas condies de umidade,
obteria-se um volume de 1130 m de gua.
-
24
8. POROSIDADE
8.1. Porosidade do solo
1) Aps a coleta de amostras de solo com estrutura preservada em anis metlicos, realizar a limpeza do anel e o emparelhamento das duas superfcies do solo rente as bordaduras do anel com o
uso de estilete.
2) Aps o preparo das amostras, pesar o conjunto solo mais anel e colocar um tule na face inferior do anel com auxlio de um elstico. Pesar o tule e o elstico utilizado para cada amostra.
3) Colocar os anis para saturar em bandejas plsticas elevando o nvel da gua at prximo da borda superior do anel, deixando por 48 h. No caso de no ocorrer a saturao das amostras, coloc-las em recipiente com gua dentro de dessecador e aplicar vcuo.
4) Pesar as amostras saturadas (mSsat+mAnel) e retornar as amostras para a bandeja com gua, de forma a no baixar o nvel da gua.
5) Acondicionar os anis na mesa de coluna de areia previamente saturada e nivelada. Abaixar o nvel de gua para 10 cm , deixando por 48 horas.
6) Retirar os anis da mesa, limpar com um pincel a parte inferior do anel para retirar a areia aderida ao tule e pesar (mS10 cm+mAnel).
7) Retornar os anis para a mesa de areia e baixar o nvel de gua para 60 cm, deixando por 48 horas. Retirar, limpar e pesar os anis (mS60 cm+mAnel).
8) Transferir os anis para estufa de circulao de ar a 105C por 48 h. Pesar quando seco
( mSS mAnel ). Retirar o solo, lavar o anel metlico, secar e pesar ( mAnel ).
9) Calcular as porosidades do solo: macroporosidade, microporosidade, porosidade total, porosidade de aerao (m
3 m
-3, cm
3 cm
-3 ou %).
Clculos
a) Porosidade total:
3 3( ) 1 (%) 1 *100Ds Ds
PT m m ou PTDp Dp
Onde:
- Ds = densidade do solo (g cm-3);
- Dp = densidade de partculas (g cm-3).
Outra forma para o clculo da porosidade total do solo pela saturao:
3 3 ( ) ( )( ) = ou (%) = *100mSaturado mSS mSaturado mSS
PT m m PTV V
Onde:
- mSaturado = massa do solo saturado menos a massa do anel+tule+elstico (g).
- mSS = massa do solo seco a 105C menos a massa do anel+tule+elstico (g).
-V = volume do anel (cm).
Esta frmula para o clculo da PT no recomendada pela literatura cientfica, pela
possibilidade do solo no saturar totalmente, o que subestima a porosidade total.
b) Microporosidade:
-
25
3 3 ( 60 ) ( 60 )Micro( ) = (%) = *100mS cm mSS mS cm mSS
m m ou MicroV V
Onde:
- 60 mS cm = massa do solo a 60 cm de suco menos a massa do anel+tule+elstico (g);
- mSS = massa do solo seco a 105C menos a massa do anel+tule+elstico (g);
-V = volume do anel (cm).
c) Macroporosidade:
3 3( )Macro m m PT Micro
(%) *100Macro PT Micro
d) Volume de bioporos:
3 3 ( 10 )Bio ( ) =mSsat mS cm
m mV
Onde:
- 10 mS cm = massa do solo a 10 cm de suco menos a massa do anel+tule+elstico (g);
- mSsat = massa do solo sarurado (m3 m-3);
-V = volume do anel (cm).
e) Porosidade atual de aerao do solo:
3 3( ) Ea m m PT Uv
Onde:
- PT = porosidade total do solo (m3 m-3)
-Uv = umidade volumtrica do solo (m3 m-3)
f) Volume ocupado pelas partculas slidas:
3 3( ) 1Vp m m PT
8.1.1. Exemplo de clculos de porosidade do solo
Exemplo 12. Determine as porosidades de um Neossolo Litlico do municpio de So
Joaquim/SC na camada de 0 a 0,15 m. Dados: volume do anel metlico = 50 cm; densidade do solo =
1,14 g cm-3
; densidade de partculas = 2,529 g cm-3
e umidade volumtrica = 0,44 m3 m
-3.
Tabela 11. Dados para clculos das porosidades de um Neossolo Litlico na camada de 0 a 0,15 m, no
municpio de So Joaquim/SC. Solo mido
+ anel
Tule +
elstico
Solo saturado + anel
+ tule + elstico
Solo a 10 cm + anel
+ tule + elstico
Solo a 60 cm + anel
+ tule + elstico
Solo seco
+ anel Anel
------------------------------------------------- g --------------------------------------------
114,74 0,9 121,88 119,00 113,42 89,47 32,52
a) Porosidade total:
3 3 3 31,14( ) 1 = 0,55 2,529
PT m m m m
3 3 3 3(88,46 56,95)( ) = 0,63 50
PT m m m m
-
26
b) Macroporosidade:
3 3 3 3(88,46 80)( ) = 0,17 50
Macro m m m m
c) Microporosidade:
3 3 3 3( ) 0,55 0,17 0,38 Micro m m m m
d) Volume de Bioporos:
3 3 3 3(88,46 85,58)Volume de Bioporos ( ) = 0,06 m m m mV
e) Porosidade atual de aerao do solo:
3 3 3 3( ) 0,55 0,44 0,11 Ea m m m m
f) Volume ocupado pelas partculas slidas: 3 3 3 3( ) 1 0,55 = 0,45 Vp m m m m
-
27
9. CURVA DE RETENO DE GUA NO SOLO
9.1. Determinao da curva de reteno de gua no solo
1) A curva de reteno de gua do solo, em mesa de coluna de areia e cmara de presso, pode ser determinada nas mesmas amostras de estrutura preservada em anis metlicos usadas para a
determinao das porosidades, nos potenciais de 1, 6, 10, 33, 100, 300, 500, 1000 e 1500 kPa. Os
resultados so expressos em base volumtrica. Obs.: 100 kPa equivale a 1 Bar.
2) Pesar as amostras saturadas (mSsat+mAnel).
3) Colocar os anis na mesa de areia previamente saturada e nivelada. Baixar o nvel da gua at 10 cm, deixando por 48 horas. Aps o perodo retirar os anis da mesa, limpar com um pincel o tule e pesar (mS10 cm+mAnel).
4) Retornar os anis para a mesa de areia e baixar o nvel da gua at 60 cm deixando por 48 horas. Retirar os anis, limpar e pesar (mS60 cm+mAnel).
5) Retornar os anis para a mesa de areia e baixar a gua at o nvel de 100 cm deixando por 48 horas. Retirar os anis, limpar e pesar (mS100 cm+mAnel).
6) A tenso de 100 cm pode ser feita em cmara de presso tambm.
7) Colocar os anis em cmara de presso (Cmara de Richards) sobre placa porosa de 0,5 ou 1 bar. Adicionar presso de 0,33 bar deixando por 48 horas ou at que a tenso aplicada no retire mais
gua da amostra. Retirar os anis e pesar (mS330 cm+mAnel).
8) Retornar os anis para a cmara de presso e adicionar uma presso de 1 bar, deixando por 72 horas ou at que a tenso aplicada no retire mais gua da amostra. Retirar os anis e pesar (mS1 bar+mAnel).
9) Colocar os anis em cmara de presso de 5 bar sobre placa porosa de 5 bar. Adicionar tenso de 3 bar deixando por 120 horas ou at que a tenso aplicada no retire mais gua da amostra. Retirar os anis e pesar (mS3 bar+mAnel). Repetir o procedimento aplicando tenso de 5 bar (mS5
bar+mAnel).
10) Colocar os anis em cmara de presso de 15 bar com placa porosa de 15 bar. Adicionar uma presso de 10 bar deixando por 168 horas ou at que a tenso aplicada no retire mais gua da
amostra. Retirar os anis e pesar (mS10 bar+mAnel). Repetir o procedimento aplicando tenso de 15
bar (mS15 bar+mAnel).
Tabela 12. Tempo (dias) para a permanncia das amostras na mesa de areia e nas panelas de presso utilizando
anis cilndricos metlicos de 0,025 m de altura.
Ponto da Curva, Tenso em bar Tempo (Dias)
Saturao 2
0,01 2
0,06 2
0,10 2
0,33 2
1 3
5 6
10 6
15 7
Secagem a 105C 2
11) Observao: as placas porosas de cermica devem estar saturadas na ocasio de seu uso.
Para isso, deix-las imersas em gua por 48 h.
-
28
12) Concluda a pesagem a 15 bar transferir os anis para estufa de circulao de ar a 105C
por 48 h. Pesar quando seco ( mSS mAnel ). Retirar o solo, lavar o anel metlico, secar e pesar ( mAnel ).
13) Para os clculos, descontar a massa do anel+tule+elstico.
14) Transformar os dados para valores de umidade volumtrica.
15) Com os valores da umidade volumtrica do solo e do potencial matricial, ajustar a equao de Van Genuchten (Van Genuchten, 1980):
1s
r mn
m
r
Onde:
- = umidade volumtrica; - r = umidade volumtrica residual; - s= umidade volumtrica do solo saturado; - m= potencial mtrico da gua no solo; - , m, n = parmetros empricos de ajuste da equao.
16) Com as determinaes de umidade e da curva de reteno de gua possvel quantificar a gua armazenada em cada camada avaliada e em todo o perfil do solo amostrado e expressar ndices
de disponibilidade de gua para as culturas.
17) Ajuste de Equao de Van Genuchten utilizando o software Sigma Plot:
a) Clicar nos pontos x y. b) Com o boto direito do mouse direito clicar em curve fit. c) Edit code. d) Inserir a equao abaixo com os valores da umidade na saturao e a residual:
f = 0.1343 + ((0.3155 - 0.1343)/(1+(a*x)^n)^m) fit f to DepVar0
e) Initial parameters: a = 0.5' {{previous: 0,0578843}}
n = 0.5' {{previous: 0,818615}}
m = 0.5' {{previous: 0,631572}} f) Variables x = col (1)
DepVar0 = col (2)
g) Ok. h) Next. i) Inserir as colunas com dados x e y (se ainda no foi feito). j) Seguir os passos do programa.
Clculos
a) Bioporos:
3 3 ( 10 )Bioporos ( ) =mSsat mS cm
m mV
b) Macroporos:
3 3 ( 10 60 )( ) =mS cm mS cm
Macro m mV
c) Microporos:
3 3 ( 60 15 )( ) =mS cm mS bar
Micro m mV
-
29
d) Criptoporos:
3 3 ( 15 ) ( ) =mS bar mSSeco
Criptoporos m mV
e) gua disponvel:
Solo arenoso = ( ) (100 ) (15 )*AD mm CC cm PMP bar h
Solo argiloso = ( ) (0,33 ) (15 )*AD mm CC bar PMP bar h
Onde:
- CC = umidade na capacidade de campo (cm3 cm-3); - (15 )PMP bar = umidade no ponto de murcha permanente (cm3 cm-3);
- h = profundidade da camada de solo (mm).
9.1.1. Exemplo de clculos da curva de reteno de gua no solo
Exemplo 13. Determine a curva de reteno de gua e o fracionamento da porosidade de um
Latossolo Vermelho do municpio de Campos Novos/SC na camada de 0 a 0,05 m. Dados: volume do anel = 49,5 cm; massa do anel+tule+elstico = 31,56 g.
Os valores so a soma do solo com sua respectiva umidade com anel+tule+elstico.
a) Clculos da umidade volumtrica para cada ponto da curva:
3 3(94,64 62,23) =0,655 m m 49,5
SoloSat SoloSat
3 3
0,1 0,1
(89,59 62,23)=0,553 m m
49,5m m
3 3
0,6 0,6
(86,6 62,23)=0,492 m m
49,5m m
Tabela 14. Resultados da umidade volumtrica () em cada ponto da curva para os clculos de reteno de gua de um Latossolo Vermelho na camada de 0 a 0,05 m, no municpio de Campos Novos/SC.
Solo saturado 0,1 m 0,6 m 1 m 0,33 bar 1 bar 3 bar 5 bar 15 bar
--------------------------------------------------- m3m-3 --------------------------------------------------
0,655 0,553 0,492 0,483 0,465 0,450 0,409 0,379 0,369
b) Ajuste da curva de reteno de gua no solo com o uso do software Sigma Plot 11.0:
Tabela 13. Dados para os clculos da curva de reteno de gua de um Latossolo Vermelho na camada de 0 a
0,05 m, no municpio de Campos Novos/SC.
Solo saturado 0,1 m 0,6 m 1 m 0,33 bar 1 bar 3 bar 5 bar 15 bar Solo seco
-------------------------------------------------------- g --------------------------------------------------------
126,20 121,15 118,16 117,69 116,81 116,07 114,05 112,56 112,06 93,79
-
30
Testemunha
gua Drenvel
Umidade Residual
Potencial de gua no Solo (PA), cm
1 10 100 1000 10000
Um
ida
de
Vo
lum
tr
ica
(U
v),
m3 m
-3
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
21 3,575e 7,294e
0,655 0,36900,3690
[1 [4,492e ] ]
0,9586
PA
R
CC
PMP
gua Disponvel
gua Drenvel
Figura 3. Curva de reteno de gua ajustada de um Latossolo Vermelho na camada de 0 a 0,05 m, no municpio
de Campos Novos /SC, 2009.
9.1.2. Clculos do fracionamento da porosidade do solo e da gua disponvel no solo
a) 3 3 3 3(94,64 89,59)Bioporos ( ) = 0,10
49,50m m m m
b) 3 3 3 3(89,59-86,60)( ) = 0,06
49,50Macro m m m m
c) 3 3 3 3(86,60 80,50)( ) = 0,12
49,50Micro m m m m
d) 3 3 3 3(80,50 62,23) ( ) = 0,37
49,50Criptoporos m m m m
e) ( ) (0,465 0,369)*50 4,8 AD mm mm
-
31
10. CONDUTIVIDADE HIDRULICA SATURADA
10.1. Determinao da condutividade hidrulica saturada
1) Determinar os dimetros das trs mangueiras que constituem o aparelho de condutividade hidrulica atravs de leituras diretas com rgua. Encher as mangueiras com gua e definir um intervalo
de altura. Coletar o volume de gua do intervalo determinado e pesar. Com a massa de gua e a altura
do intervalo, definir o volume de cada uma das mangueiras. 2
4
DV h
Onde:
- V = volume de gua (g);
- = 3,1416; - D = dimetro da mangueira (cm);
- h = altura do intervalo da mangueira (cm).
2) A preparao das amostras a mesma utilizada para a curva de reteno de gua.
3) Saturar e colocar as amostras de solo com estrutura preservada em anel metlico no aparelho de condutividade hidrulica com a base do anel, devidamente protegido com tule e elstico, sob a grade do aparelho.
4) Encaixar o anel no aparelho.
5) Encher com gua as trs mangueiras.
6) Expulsar o ar da amostra com o respiro do aparelho aberto, soltando uma coluna de gua at sada de gua pelo respiro. Fechar o respiro em seguida.
7) Encher novamente a mangueira com gua e soltar, agora sobre a amostra sem ar, para verificar vazamentos de gua fora da amostra.
8) Usar o computador prximo ao aparelho, utilizando a planilha do software Ksat 2008.
9) Aferir o cronmetro da planilha do software Ksat 2008 (arquivo , aferir cronmetro). Aps o aferimento do cronmetro a planilha inicia.
10) Na planilha, registrar o nmero da amostra, clicar em iniciar e abrir todo o registro da mangueira de maior dimetro do aparelho. Assim que a gua passar pelo ponto zero (primeira marca
na mangueira) apertar a tecla Enter, teclando Enter na passagem da gua pelas demais marcas da mangueira (de 20 em 20 cm).
11) Na passagem de gua pela ltima marca, parar o cronmetro e fechar o registro do aparelho para evitar a entrada de ar na mangueira.
12) Escolher a mangueira utilizada na planilha do software Ksat 2008 (P, M ou G) e registrar o valor da leitura (mm h
-1).
-
32
11. RESISTNCIA DO SOLO PENETRAO DE RAZES
11.1. Determinao da resistncia do solo penetrao de razes
A resistncia do solo a penetrao determinada com um penetrgrafo digital a campo (PLG1020 FALKER) em intervalos de 1 cm at a profundidade de 60 cm. A velocidade de penetrao deve ser mantida o mais constante possvel; as normas internacionais recomendam
perfurao a 30 mm s-1
. As leituras devem ser realizadas em diferentes estdios de desenvolvimento
das plantas e diferentes condies de umidade do solo.
Tabela 15. Resultados da umidade volumtrica () em cada ponto da curva para os clculos de reteno de gua de um Latossolo Vermelho na camada de 0 a 0,05 m, no municpio de Campos Novos/SC.
Classe Resistncia penetrao (MPa)
Extremamente baixa < 0,01
Muito baixa 0,01 - 0,1
Baixa 0,1 - 1,0
Moderada 1,0 - 2,0
Alta 2,0 - 4,0 Muito alta 4,0 - 8,0
Extremamente alta > 8,0
Fonte: Soil Survey Staff (1993), citado por Arshad, Lowery e Grossman (1996).
Resistncia a Penetrao, MPa
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Pro
fundid
ade,
cm
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Sem Pastejo
Diferido
Pastejado
Figura 4. Resistncia do solo penetrao de razes em um Cambissolo Hmico sob sistema integrao lavoura
pecuria e diferentes sistemas de manejo da pastagem.
-
33
12. ENSAIO DE PROCTOR NORMAL
12.1. Determinao do ensaio de proctor normal (Klein, 2008)
1) O ensaio de Proctor foi padronizado no Brasil pela ABNT (NBR 7.182/86). O cilindro
padro tem volume de 1000 cm3 (10 cm de dimetro e 12,73 cm de altura).
2) Coletar aproximadamente 15 kg de solo, secar ao ar e passar em peneira de 4,8 mm.
3) Determinar a umidade da amostra.
4) Pesar seis sub-amostras com 2,5 kg cada e acondicion-las em sacos plsticos.
5) Colocar a primeira sub-amostra em uma bandeja e pulverizar gua at atingir o ponto de friabilidade. Anotar o volume de gua adicionado a amostra.
6) Nas demais sub-amostras acrescentar gua lentamente, de forma que toda a amostra seja umedecida uniformemente. A variao de umidade entre as sub-amostras deve ser de 2 % para solos argilosos e de 1,5 % para solos arenosos para cada amostra. Normalmente acrescenta-se gua numa
quantidade na ordem 2 % da massa original de solo, em massa.
7) Embalar as sub-amostras em sacos plsticos, deixando em repouso por um perodo mnimo de 24 h, para a adequada distribuio da gua por todas as partculas de solo.
8) O ensaio deve ser iniciado pela segunda sub-amostra, podendo a primeira ser compactada para o primeiro e para o ltimo ponto (depois de reumedecida), conforme os resultados obtidos nos
outros pontos.
9) Realizar a compactao em trs camadas, utilizando 25 golpes do compactador do Proctor Normal. Colocar o solo solto no cilindro at uma altura tal que, o solo depois de compactado tenha
uma altura de 1/3 da altura do cilindro. Entre uma camada e outra, proceder escarificao da
superfcie para melhor contato entre as camadas. As camadas devem ser o mais uniformes possvel. Como o cilindro de 12 cm de altura, cada camada dever ter em torno de 4 cm de altura.
10) Aps a compactao, retirar cuidadosamente o colar. Cuidar para que o solo no exceda de 1 cm da borda superior do cilindro e nem que o cilindro no fique totalmente preenchido.
11) Retirar o excesso de solo de tal maneira que o volume do solo seja igual ao volume do cilindro.
12) Determinar a massa do solo + cilindro (g).
13) Colocar o cilindro no extrator de amostra e retirar o solo.
14) Determinar a umidade do solo compactado, retirando do interior do corpo de prova (cilindro) uma amostra composta por parte do solo do tero superior, mdio e inferior.
15) Obtida a umidade gravimtrica (Ug ) e tendo-se a massa de solo mido ( mSU ) do
cilindro do Proctor, calcular a massa de solo seco ( mSS ).
16) Obtidos os pares de valores de umidade (eixo X) e densidade do solo (eixo Y), plotar grfico e traar as curva que melhor ajustam os pontos.
17) Determinar o valor da densidade do solo mxima (pico da curva) e a umidade tima.
Clculos
a) Volume de gua a ser adicionado:
( ) *1
mSUVa mL UgD UgI
UgI
Onde:
-
34
- Va = Volume de gua a ser adicionado (mL);
- mSU = Massa de solo mido (g);
- UgI = Umidade gravimtrica inicial (g g-1);
- UgD = Umidade gravimtrica desejada (g g-1).
b) Clculo da umidade gravimtrica do solo:
1 ( )( )mSU mSS
Ug g gmSS
Onde:
- mSU = massa do solo mido (g);
- mSS = massa do solo seco (g).
c) Massa inicial de solo ( mInc ):
( )(1 )
massaAmostramInc g
Ug
d) Clculo da densidade do solo:
3( )
mIncDs g cm
Volume do cilindro
Onde:
- mInc = massa inicial de solo (g);
- Volume do cilindro = volume do cilindro padro do aparelho = 1000 cm.
12.1.1. Exemplo de clculo do ensaio de Proctor Normal
Exemplo 14. Determinar a curva de compactao com os dados obtidos no ensaio de Proctor
Normal de um Nitossolo Bruno do municpio de Painel/SC no horizonte A. Dados: volume do cilindro padro = 1000 cm, massa do cilindro padro = 2509,1 g e umidade inicial da amostra = 0,10 kg kg
-1.
Tabela 16. Dados do ensaio de proctor normal segundo ABNT (NBR 7.182/86) para os clculos da curva de
compactao de um Nitossolo Bruno no horizonte A, no municpio de Painel/SC.
Sub-amostras
Antes da compactao Aps compactao Umidade
gua adicionada Solo mido +
cilindro Solo mido Lata
Solo mido +
lata Solo seco + lata
mL ---------------------------------- g ---------------------------------------------
1 300 4.028,7 1.519,6 28,21 188,75 154,81
2 400 4.188,3 1.679,2 29,46 232,88 183,84
3 500 4.264,4 1.755,3 30,61 249,8 192,07
4 600 4.246,1 1.737,0 28,21 257,02 190,22
5 700 4.198,3 1.689,2 29,46 294,22 208,91
6 800 4.173,1 1.664,0 30,61 324,22 225,36
Clculos para a sub-amostra 1:
a) 2500
* 0,27 0,10 386,36 1 0,10
Va mL
b) 1(160,54 126,60) 0,27
126,60Ug kg kg
-
35
c) 1519,6
1196,53 1 0,27
mInc g
d) 31198
1,196 1000
Ds g cm
Tabela 17. Resultados do ensaio de proctor normal segundo ABNT (NBR 7.182/86) para os clculos da curva
de compactao de um Nitossolo Bruno no horizonte A, no municpio de Painel - SC.
Sub-amostra gua adicionada UG Ds
mL kg kg-1 Mg m-3
1 300 0,27 1,20
2 400 0,32 1,27
3 500 0,36 1,29
4 600 0,41 1,23
5 700 0,48 1,14
6 800 0,51 1,10
Umidade do Solo (kg kg -1
)
0,27 0,30 0,33 0,36 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 0,54
Den
sid
ade
do S
olo
(M
g m
-3)
1,05
1,10
1,15
1,20
1,25
1,30
1,35
2Ds 8,170x 5,831x 0,233
R 0,946
Figura 5. Curva de compactao de um Nitossolo Bruno, localizado no municpio de Painel-SC, sobre campo
natural.
-
36
13. LIMITE DE LIQUIDEZ
13.1. Determinao do limite de liquidez (Embrapa, 1997)
1) Passar as amostras de solo (TFSA) em peneira de malha n 40 (#0,42 mm) da ABNT.
2) Pesar aproximadamente 100 gramas da amostra e passar 50 g para uma cpsula de porcelana. Acrescentar gua destilada e com o auxlio de uma colher ou esptula mexer at formar uma massa
homognea.
3) Espalhar aproximadamente 30 ml desta massa na cpsula metlica do aparelho de Casagrande, de tal maneira que a parte central fique com uma espessura de 1 cm.
4) Cortar a massa de solo no sentido transversal na sua parte central utilizando o cortador calibrado do prprio aparelho.
5) Realizado o corte, girar a manivela do aparelho numa velocidade constante de 2 rotaes por segundo. Verificar o nmero de pancadas quando o rachadura central se fechar espessura de 1 cm.
6) Se o nmero de pancadas for maior que 18 e menor que 32, encerra-se a determinao, retirando uma frao da massa de solo para determinar o teor de umidade. Para isso, coletar uma frao da amostra, de preferncia prxima a rachadura, e passar para latas de alumnio de massa
conhecida. Pesar a amostra + lata e colocar em estufa a 105 C por 48 horas.
7) Fazer de 3 a 5 repeties por amostra, repetindo o procedimento dos itens acima. Registrar o nmero de pancadas correspondentes e o teor de umidade resultante (Ug).
8) O limite de liquidez representado pelo valor da percentagem de umidade retida pela amostra, correspondente ao fechamento do vinco no solo a 25 pancadas.
9) Quando no se consegue obter a condio estipulada pelo mtodo para as 25 pancadas, empregam-se equaes que do esse valor em funo de um nmero de pancadas compreendido entre
certos limites. O American Society for Testing Materials, citado por Sowers, utiliza a equao abaixo:
0,12
( )25
N
NLimite de Liquidez LL W
Onde:
- NW = percentagem de umidade correspondente a N pancadas;
- N = nmero de pancadas. Tabela 18. Valores de (N/25)0,12 correspondentes ao nmero de pancadas para a determinao do limite de
liquidez.
N (N/25)0,12 N (N/25)0,12
18 0,961 26 1,005
20 0,974 28 1,014
22 0,985 30 1,022
24 0,995 32 1,03
25 1 - -
Clculos
a) Limite de liquidez: 0,12
25
N
NLL W
b) Umidade:
100*NmSU mSS
WmSS
-
37
Onde:
- mSU = massa da amostra mida retirada aps as pancadas (%);
- mSS = massa da amostra seca em estufa a 105 C (%).
13.1.1. Exemplo de clculo do limite de liquidez
Exemplo 17. Determinar o limite de liquidez com os dados obtidos no ensaio com a utilizao
do aparelho de Casangrande de uma amostra do horizonte A de um Cambissolo Hmico do municpio de Lages/SC.
Tabela 19. Dados do ensaio do limite de liquidez com o uso do aparelho de Casagrande de um Cambissolo Hmico no horizonte A, no municpio de Lages/SC.
Repetio
N
mLata
mL+SU
mL+SS
---------------------- g ----------------------
1
20 15,75 24,76 22,13
2
22 17,11 28,54 25,18
3
20 16,04 29,35 25,51
a) 9,01 6,38
100* 41,22 %6,38
NW
b)
0,1220
41,22 40,15 %25
LL
O Limite de Liquidez representado pela mdia das trs repeties. Para o Cambissolo Hmico,
os limites de liquidez das repeties foram 40,15, 41,01 e 39,49 % e a mdia de 40,22 %.
-
38
14. LIMITE E NDICE DE PLASTICIDADE
14.1. Determinao do limite de plasticidade (Embrapa, 1997)
1) Retirar aproximadamente 10 a 15 g da amostra de solo do aparelho de Casagrande aps a determinao do limite de liquidez.
2) Com as mos, fazer uma esfera com a amostra e comprimi-la sobre uma placa de vidro at formar um basto cilndrico de 3 a 4 mm de dimetro e 100 mm de comprimento. Deve-se observar
rachaduras na amostras quando o cilindro atingir o dimetro de 3 a 4 mm (condio de plasticidade).
3) O cilindro deve ser comparado, ficando o mais parecido possvel com um cilindro gabarito.
4) Atingindo essa condio, colocar os cilindros em latas de alumnio pr-pesadas e identificadas, pesar em balanas com preciso de 0,01 g e levar para estufa a 105 C por 48 h. Pesar a
massa seca das amostras e determinar a umidade gravimtrica existente no limite de plasticidade.
5) Realizar a de 3 a 5 repeties por amostra.
Clculos
a) Limite de plasticidade:
(%) 100*mSU mSS
LPmSS
Onde:
- mSU = massa da amostra mida no final da determinao do limite de plasticidade (%);
- mSS = massa da amostra seca a 105 C (%).
b) ndice de plasticidade:
(%)IP LL LP
Onde:
- LL = limite de liquidez (%); - LP = limite de plasticidade (%).
c) ndice de Consistncia
( )(%)
LL UgnatIC
IP
Onde:
-Ugnat = Umidade natural do solo (%);
- IP = ndice de Plasticidade (%). Tabela 20. Classificao da consistncia do solo segundo Almeida (2005).
Classes da Consistncia ndice de consistncia (%)
Muito Mole IC < 0
Mole 0 < IC < 0,5
Mdia 0,5 < IC < 0,75
Rija 0,75 < IC < 1
Dura IC > 1
d) ndice de atividade:
%
IPIA
Argila
Onde:
- % Argila = porcentagem de argila da amostra.
-
39
14.1.1. Exemplo de clculo do limite de plasticidade
Exemplo 18. Determinar o limite e o ndice de plasticidade, o ndice de consistncia e o ndice
de atividade de uma amostra do horizonte A de um Cambissolo Hmico do municpio de Lages/SC.O LL determinado foi de 40,15 %, a Ugnat de 23 % e o teor de argila de 33 %.
Tabela 22. Dados do ensaio do limite de plasticidade do horizonte A de um Cambissolo Hmico do municpio
de Lages/SC.
Repetio Lata Solo mido + lata Solo seco + lata
------------------------- g ---------------------------
1 16,29 18,83 18,21 2 17,02 19,18 18,68
3 17,77 20,10 19,52
a) 2,54 1,92
100* 32,29 %1,92
LP
O Limite de Plasticidade representado pela mdia das trs repeties. Para o Cambissolo
Hmico as repeties foram 32,29, 30,12 e 33,14 % e o valor do LL de 31,85 %.
b) (40,22 23)
2,15 %8
IC
Segundo Almeida (2005), o IC de 2,15% classifica o Cambissolo Hmico como um solo de
consistncia dura.
c) 8
0,2433
IA
Segundo Almeida (2005), o IA de 0,24 classifica o Cambissolo Hmico como um solo de atividade normal.
Tabela 21. Classificao da atividade da argila do solo segundo Almeida (2005).
Atividade da Argila ndice de atividade
Normal IA < 0,7
Mdia 0,7 < IA < 1,5
Grande IA > 1,5
-
40
15. LIMITE DE PEGAJOSIDADE
15.1. Determinao do limite de pegajosidade (Embrapa, 1997)
1) Retirar 50 a 100 g da amostra de solo do aparelho de Casagrande aps a determinao do limite de plasticidade.
2) Colocar a amostra em cpsula de porcelana e adicionar gua destilada at formar uma massa homognea.
3) Comprimir a face de uma esptula plstica ou colher metlica sobre a massa do solo, verificando sua aderncia. O solo deve aderir no material (limite de pegajosidade).
4) No atingindo o limite de pegajosidade, repetir a operao adicionando mais gua.
5) Atingindo o limite de pegajosidade, retirar uma amostragem da massa de solo e colocar em latas de alumnio pr-pesadas e identificadas. Pesar a massa mida e levar a estufa a 105 C. Pesar a
massa seca e determinar a umidade gravimtrica no limite de pegajosidade.
6) Realizar a de 3 a 5 repeties por amostra.
7) Conclui-se a determinao do limite de pegajosidade quando os teores de umidade gravimtrica no diferirem mais do que 2 % entre as repeties.
Clculos
a) Limite de Pegajosidade
(%) 100*mSU mSS
LPegmSS
Onde:
- LPeg = Limite de Pegajosidade (%);
- mSU = massa da amostra mida no final da determinao do limite de plasticidade (%);
- mSS = massa da amostra seca a 105 C (%).
15.1.1. Exemplo de clculo do Limite de Pegajosidade
Exemplo 19. Determinar o limite de pegajosidade de uma amostra do horizonte A de um
Nitossolo Hplico do municpio de Palmeiras/SC, com granulometria igual a 25 % de areia, 37 % de silte e 38 % de argila, classe textural franco argiloso.
Tabela 23. Dados do limite de pegajosidade do horizonte A de um Nitossolo Hplico do municpio de
Palmeiras/SC.
Repetio Lata Solo mido + lata Solo seco + lata
------------------------- g ---------------------------
1 16,60 44,03 35,74 2 16,55 44,97 36,57
3 15,78 43,23 35,18
a) 27,43 19,14
100* 43,31 %19,14
LPeg
O Limite de Plasticidade representado pela mdia das trs repeties. Para o Nitossolo
Hplico, os LPeg das repeties foram 43,31, 41,96 e 41,49 % e o valor do LPeg de 42,26 %.
-
41
16. VALORES DE REFERNCIA DOS ATRIBUTOS FSICOS DO SOLO
Quadro 1. Propriedades fsicas e parmetros relacionados para avaliar a qualidade do solo (valores
crticos).
Parmetro Valores crticos Fonte
Densidade do solo crtica Mg m
-3
1,4 a 1,8 dependendo do contedo de argila
Jones (1983)
1,4 a 1,6 (argila) Veihmeyer & Hendrickson
(1948)
1,6 a 1,8 (franco; arenoso) Veihmeyer & Hendrickson
(1948)
1,25-1,30 (muito argiloso) Reichert et al (2003)
1,30-1,40 (Argila) Reichert et al (2003) 1,40-1,50 (franco argiloso) Reichert et al (2003)
1,56 (franco siltoso) Reichert et al (2003)
1,70-1,80 (franco arenoso) Reichert et al (2003)
Resistncia penetrao 2,0 MPa Taylor & Gardner (1963) 2,5 MPa Lapen et al. (2004)
Porosidade de aerao 0,10 a 0,15 m3 m
-3 Cockrooft & Olson (1997)
gua disponvel 0,15 a 0,25 m3 m
-3 Cockrooft & Olson (1997)
Aerao/Porosidade 1 CC/PT = 0,66
EA/PT = 0,34 Olness et al. (1998)
Intervalo hdrico timo Maior que zero Silva et al. (1994); Reichert et al
(2003)
-
42
17. TRANSFORMAES DE UNIDADES
1) Unidades de potenciais
2101,325 101 0,1 1 1,013 76 10,33 Pa kPa MPa atm bar cmHg mH O
2) Unidades de densidade do solo e de partculas 3 3 3 3 31 1 1000 1 1 g cm kg dm kg m Mg m t m
3) Unidades de granulometria do solo 1 1 11 % 1 /100 0,01 g 1 kg 10 g kgg g g dag
-
43
18. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
ALMEIDA,G.C.P. Caracterizao Fsica e Classificao dos Solos.Universidade Federal de Juiz de
Fora. Faculdade de Engenharia.Departamento de Transporte.2005.145p.
BOUYOUCOS, G. J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils.
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COCKROOFT, B., OLSSON, K.A. Case study of soil quality in south-eastern Australia: management of
structure for roots in duplex soils. IN: GREGORICH, E.G., CARTER, M.R. Eds., Soil Quality for Crop Production and Ecosystem Health. Developments in Soil Science, vol. 25. Elsevier,
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analysis. American Society of Agronomy, 1: 545-566.
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GEE, G.W. & BAUDER, J.W. 1986. Particle-size analysis. In: KLUTE, A. Methods of soil analysis.
American Society of Agronomy, 1: 383-411
GUBIANI, P.I; REINERT, D.J.; REICHERT, J.M. Mtodo alternativo para a determinao da
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REICHERT, J.M.; REINERT, D.J. & BRAIDA, J.A. Condies fsicas de solos associadas sua
qualidade e sustentabilidade de sistemas agrcolas. Ci. Ambiente, 27:29-48, 2003.
SILVA, A.P.; IMHOFF. S. & CORSI. M. Evaluation of soil compaction in an irrigated short-duration
grazing system. Soil Till. Res., 70:83-90, 2003.
TAYLOR, H.M. & GARDNER, H.R. Penetration of cotton seedling taproots as influenced by bulk density, moisture content, and strength of soil. Soil Sci. 96:153-156, 1963.
VEIHMEYER, F.J. & HENDRICKSON, A.H. Soil density and root penetration. Soil Sci. 65:487 493, 1948.
-
44
Vale muito mais errar tentando fazer alguma coisa, do que acertar por omisso. Quem optar por esta ltima deciso estar to somente aumentando o
contingente dos pobres de esprito
Neroli Cogo