O que é solo? - Sena Geologia e Engenharia

Origem e Formação
dos Solos
Disciplina: Mecânica dos Solos
Professor: Marcel Sena Campos
E-mail: [email protected]
Várzea Grande - MT
2014
Ciclo das rochas
e Origem dos Solos
Rochas Ígneas
• Rochas formadas pela solidificação do magma
fundido e expelido do fundo do manto
terrestre.
• Tipos:
• Intrusivos: Granito, Gabro, Diorita, Sienita,
Periedotito, etc.
• Extrusivos: Riolito, Basalto, Andesita, Tranquito,
etc.
Rochas Sedimentares
• Rocha resultante da consolidação de
fragmentos soltos provenientes de rochas
previamente existentes e acumuladas em
camadas. (clástica).
• Ou uma rocha formada pela precipitação de
minerais a partir de solução tanto por
processos orgânicos como inorgânicos.
Rochas metamórficas
Rochas metamórficas são formadas por
transformações físicas ou químicas sofridas por
outras rochas, sem que estas sofram fusão. As rochas
metamórficas são o produto da transformação de
qualquer tipo de rocha levada a um ambiente onde
às condições físicas (pressão, temperatura) são muito
distintas daquelas onde a rocha se formou
Solos - Diferentes Visões
• Língua portuguesa: Chão ( do latim “solum”);
• Agricultura: sustentação das raízes;
• Geologia: sobrejacente a rocha;
• Engenharia civil: aglomerados usado como
material na construção civil e como suporte.
O que é solo?
• Material inconsolidado , que recobrem a superfície
terrestre emersa, entre a litosfera e a atmosfera
originados a partir da decomposição das rochas pela
ação de agentes de intemperismo
• Os solos são constituídos de três fases : sólida
(minerais e matéria orgânica), líquida (solução no
solo) e gasosa (ar).
Engenharia rodoviária
• Material orgânico ou inorgânico que possa ser
escavado com pá, picareta, escavadeiras etc, sem o
uso de explosivos
Intemperismo
• É o conjunto de modificações de ordem física
(desagregação) e química (decomposição) que as
rochas sofrem ao aflorar na superfície da Terra.
Os produtos do intemperismo : rocha alterada
(saprolito) e solo
• Pedogênese: processo de formação dos solos
ROCHA----INTEMPERISMO----REGOLITO----SAPROLITO
BIOTA----MAT. ORGÂNICA----DECOMPOSIÇÃO----HUMUS
SOLO
Produtos residuais do
Intemperismo
• A ação dos processos de intemperismo físico e químico produz
alterações de caráter granulométrico (diminuição do tamanho
das partículas) e de caráter composicional (destruição de
espécies minerais e aparecimento de outras).
• Quando a rocha foi totalmente modificada e o produto residual
que se observa já pode receber a denominação “solo”.
• Porém, quando estes produtos residuais do intemperismo
permanecem no local onde os processos se deram eles são
denominados solos , quando os materiais são resíduos e
transportados para outro local eles são designados sedimentos.
Como se originam os
solos:
Intemperismo Físico
e Químico
Ação Climática e
Biológica
+
Processos
Pedogenéticos
Incorporação da matéria
orgânica; movimentos da
matéria mineral e
orgânica
Diferenciação
dos Horizontes
Origem do Solo
Clima
• Alteração física e química dos minerais do substrato;
• Influência indireta pela vegetação;
• Aumento da velocidade das reações com o aumento
da temperatura;
• Interferência da produção e acumulação de matéria
orgânica
• Importância da água: reação química – transporte de
solução no interior do solo – remoção de elementos
solúveis – acumulação de elementos solúveis.
Materiais de origem
•
•
•
•
•
•
Rochas ricas em sílica: arenosos;
Rochas ricas em ferro-magnesianos e feldspatos: argilosos;
Silício e alumínio: formação de argilominerais;
Micas potássicas: argilas tipo ilitas;
Minerais ricos em cálcio e magnésio: argilas tipo esmectita;
Ferro e manganês: processo de oxirredução influenciando
na coloração do solo;
• Rochas pobres em bases: solos com Ph ácido (lateríticos).
Relevo
• RELEVO SUAVE E TERRENO PERMEÁVEL:
•
•
•
•
Predomínio da infiltração em relação ao escoamento
Processos intensos de alteração e lixiviação
Pequena perda por erosão
Solos profundos e lixiviados (latossolos)Ferro e manganês:
processo de oxirredução influenciando na coloração do solo;
• RELEVO SUAVE E TERRENO POUCO PERMEÁVEL
• Baixa infiltração
• Saturação do solo no período e chuva
• Solos hidromórfico ou solos salinos.
Relevo
• RELEVO MUITO MOVIMENTADO COM
TOPOGRAFIA DECLIVOSA
• Baixa infiltração e alto escoamento
• Intensos processos erosivos
• Solos pouco profundos (Litólicos);
Organismo vivos
• VEGETAIS DE RAÍZES PROFUNDAS E SERES
VIVOS NO INTERIOR DO SOLO:
•
•
•
•
Desenvolvimento da porosidade;
Estruturação do solo pela matéria orgânica;
Estabilidade do solo;
Aumento da permeabilidade
Influência do fator tempo
• Dependência dos demais fatores;
• Processos de alteração e de lixiviação ocorrem com
maior rapidez em rochas permeáveis ricas em
minerais facilmente intemperizáveis pela Água;
• Superfície topográficas mais antigas de uma mesma
região não apresentam, necessariamente, solos mais
evoluídos ou mais espessos;
• Necessário relacionar a idade do solo com a
velocidade de Pedogênese.
Composição química e mineralógica
• Solo: Os minerais encontrados nos solos são os
mesmos das rochas de origem (minerais primários),
além de outros que se formam na decomposição
(minerais secundários).
• Quanto a composição química dos principais
minerais componentes dos solos grossos são eles:
•
•
•
•
Silicatos – feldespato, mica, quartzo, serpentina, clorita, talco;
óxidos – hematita, magnetita, limonita;
carbonatos – calcita, dolomita;
sulfatos – gesso, anidrita.
Argilominerais (minerais argílicos)
• As argilas são constituídas de pequeníssimos minerais
cristalinos, chamados minerais argílicos, dentre os
quais distinguem-se três grupos principais: caolinitas,
montmotilonitas e ilitas.
• Caolinita = estável
• Montmorilonitas = expansíveis
• Ilitas = pouco expansíveis
Reações Químicas
• DISSOLUÇÃO: solubilização de minerais em
contato com a água: Ex: (dissolução da calcita);
• HIDRÓLISE: moléculas de H2O se dividem em íons
de H+ e (OH-), reagindo com minerais fazendo-os
liberar mais cátions (Ca++, Mg++, K+, Si(OH)2
...intensificado pelo acido carbônico.
• OXIDAÇÃO: Reação O2 dissolvido na água. Fe+2
combina com O e forma o Fe+3.
• REDUÇÃO: Redução do Fe+3 para Fe+2 dissolvido
na água (Mn, etc...)
Hidrólise
Tipos de Solos
• RESIDUAIS OU “AUTÓCTONES”:
• Provenientes da decomposição e degradação de
rocha subjacente. Também chamados de “in situ”.
• TRANSPORTADOS:
• Formados a partir da erosão, transporte e
deposição de solos pré existentes.
Solos Residuais
• São os que permanecem no local da rocha de origem,
observando-se uma gradual transição do solo até a
rocha.
• Tipos de solos residuais:
• SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfície, apresentando-se
macroscopicamente homogêneo. Também chamado de
solo superficial e solo residual maduro.
• SOLO DE ALTERAÇÃO: Se apresenta heterogêneo
devido à presença das estruturas das rochas originais.
Também chamado de saprolito ou solo residual jovem .
Sucessão de horizontes e/ou camadas diferenciados por características
morfológicas, físicas, químicas e biológicas.
• Dentre os solos residuais merecem destaques os solos
lateríticos, os expansivos (como o “massapê” da
Bahia e o solo da Baixada Cuiabana) e os porosos(ex.:
solos de Brasília) também conhecidos como “solos
colapsíveis”.
Solos Transportados (alotóctones)
• ALUVIÃO: é constituído por material erodido, retrabalhado e
transportados pelos cursos d' água e depositados nos seus leitos e
margens, ou ainda em fundos e margens de lagoas e lagos, sempre
associados à ambientes fluviais.
• COLUVIÃO: é constituído por depósitos de material solto,
encontrados no sopé de encostas e que foram transportados pela ação
da gravidade ou, simplesmente, material decomposto, transportado
por gravidade.
• TÁLUS: é formado pelo mesmo processo de transporte por
gravidade, em encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se
pela presença ou predominância de blocos de rocha, resultando em
solos pouco espessos na fonte, o que restringe a ocorrência de tálus ao
sopé de encostas de forte declividade ou, então, ao pé de escarpas
rochosas
Importância para a Engenharia
• Com relação à mineralogia das frações de
granulometria mais grosseira do solo pode-se dizer
que sua maior importância está no fato de
constituírem importantes matérias de construção.
• Já as frações mais finas (a fração argila
principalmente), devido á presença de argilominerais
necessitam de uma atenção especial. Estes compostos
(argilominerais) apresentam propriedades de
expansão quando em contato com a água.
Questionário (AI-2)
1. O que é o solo? Quais são os 5 fatores no processo de formação dos
solos?
2. Desenhe um perfil de solo caracterizando os horizontes O,A,E,B,C e
R.
3. Como se formam os solos residuais ou “in situ”? O que é um solo
eluvial e um solo de alteração?
4.
Como são formados os solos transportados? Explique as diferenças
entre os depósitos de aluvião, coluvião e tálus.
5. Qual a importância dos solos para engenharia civil? E por que é
importante sua conservação?