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Recuperação de Ambientes Agropecuários Degradados - Estimativa da erosão João Paulo Bestete de Oliveira
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Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS ou USLE, em inglês)
Em 1954, com base na análise dos dados de escoamento superficial e perdas de solo
obtidos em mais de 10.000 parcelas experimentais, em condições de chuvas naturais e
simuladas,pesquisadores da Universidade de Purdue (EUA) desenvolveram uma equação
empírica conhecida na literatura como Equação Universal de Perdas de Solo (Universal Soil
Loss Equation, USLE). A USLE é a equação de estimativa de erosão mais conhecida e
utilizada até os dias de hoje. Wischmeier & Smith (1978) fizeram com que a equação
evoluísse para um modelo computacional que expressa a perda anual de solo por unidade de
área como o produto de seis fatores.
P u = R K L S C P
em que
Pu = perda de solo por unidade de área, t ha-1 ano-1;
R = fator erosividade da chuva, MJ ha-1 mm h-1 ano-1;
K = fator erodibilidade do solo, (t ha-1)/(MJ ha-1 mm h-1);
L = fator que leva em conta a distância ao longo da qual ocorre o escoamento superficial,
adimensional;
S = fator que considera a declividade do terreno, adimensional;
C = fator que leva em conta o uso e manejo do solo, adimensional; e
P = fator que considera as práticas conservacionistas adotadas, adimensional.
Esta equação estima erosão laminar e erosão em sulcos usando valores que
representam os cinco fatores que mais influem no processo erosivo. Estes fatores são
erosividade da chuva,
erodibilidade do solo, topografia do terreno, uso e manejo do solo, e práticas
conservacionistas.
Os dois primeiros fatores da equação (R e K) representam, respectivamente, a
erosividade da chuva e a erodibilidade do solo. Entende-se por erosividade a capacidade da
chuva em causar erosão num solo sem proteção. Já a erosividade expressa a quantidade de
solo erodido por unidade do índice de erosão da chuva (erosividade) para um solo
específico, que é mantido numa condição padrão (sem cobertura embora submetido a
práticas culturais normais em um declive de 9% e comprimento de rampa de 73 pés, ou
22,25 m).
O simples produto entre R e K, expressa a perda de solo por unidade de área
mantida na condição padrão. Os demais fatores da USLE (L, S, C, P), entram na equação
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apenas para corrigir o valor de perda de solo para uma condição diferente daquela
considerada como padrão, e justamente por isso são fatores adimensionais. Para estes
fatores, valores maiores que a unidade representa perdas de solo maiores que na condição
padrão, e valores menores que a unidade representa perdas menores que a condição padrão.
Os fatores C e P influenciam a interceptação das chuvas, a resistência ao
escoamento superficial, a infiltração da água no solo, o armazenamento superficial, o
comprimento e o direcionamento do escoamento superficial. Em geral, o valor associado
estes dois fatores é menor ou igual a 1, uma vez que a falta de cobertura do solo e a não
utilização de práticas conservacionistas refletem, na maioria das vezes, uma condição de
uso do solo que causa as maiores perdas possíveis, sendo que qualquer outra forma de
utilização pode acarretar em menores perdas. Entretanto o fator C pode atingir valores
maiores de até 1,5 em solos muito desagregados e que produzam muito escoamento
superficial.
Os valores associados aos fatores L e S podem também ser maiores que a unidade,
desde que o terreno tenha declividade e/ou comprimento de rampa maiores que a condição
padrão.
Fator erosividade da chuva (R)
Conforme anteriormente exposto, a erosividade expressa a capacidade da chuva em
causar erosão num solo sem proteção. Esse fator considera tanto a quantidade precipitada
quanto à energia cinética das gotas de chuva que incidem sobre o solo, que é influenciada
pela intensidade da chuva e pelo tamanho das gotas.
Tabelas e mapas de isoerosividade são utilizados no modelo USLE para estimar os
valores de R em localidades dos Estados Unidos. Em outros países, diversas pesquisas
foram desenvolvidas para estimar os índices de erosividade da chuva para serem aplicados
no modelo USLE.
Diversos trabalhos têm sido realizados para a obtenção dos valores dos índices de
erosividade da chuva para algumas localidades do Brasil, a Tabela 1 apresenta alguns destes
valores determinados. Ressalta-se que, no Espírito Santo, apenas a região de Aracruz possui
valor de R conhecido (Martins et al., 2003). Além dos trabalhos citados nesta tabela, outros
pesquisadores determinaram valores dos índices de erosividade de diversas localidades de
Estados do Brasil, como Minas Gerais, Paraná e Rio de Janeiro. Moreira et al. (2006)
desenvolveram um software capaz de obter o índice R para qualquer localidade do Estado
de São Paulo a partir de Redes Neurais Artificiais.
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Fator erodibilidade do solo (K)
Expressa a quantidade de solo erodido por unidade do índice de erosão da chuva
para um solo específico, que é mantido sem cobertura embora submetido a práticas culturais
normais em um terreno com declividade de 9% e comprimento de rampa de 22,25 m.
O fator K tem seu valor determinado experimentalmente em parcelas unitárias,
sendo expressa como a perda de solo (Pu) por unidade de índice de erosão da chuva (R).
Medidas do valor de K são custosas e requerem muitos anos de determinações, além de ser
difícil isolar os efeitos de solo de outros fatores.
Existem três maneiras de se determinar a erodibilidade do solo. A primeira envolve
a determinação do fator K em condições de campo, sob chuva natural, a qual é onerosa e
muito demorada. O segundo método é semelhante ao primeiro, porém baseia-se na
quantificação do fator K em razão das perdas de solo e do fator erosividade, sob condições
de chuva simulada. O terceiro método baseia-se em regressões múltiplas que contenham,
como variáveis independentes, atributos do solo correlacionados com o fator K obtido pelos
dois métodos anteriores, tidos como padrões. A carência de dados básicos e a indefinição do
melhor método para determinação da erodibilidade de maneira indireta, que possibilite
enquadrar os solos em classes de resistência à erosão, constituem problemas na utilização
destes métodos indiretos, particularmente nos Latossolos brasileiros.
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Silva et al. (2000) constataram que, de 23 métodos indiretos testados para a
estimativa da erodibilidade para o conjunto de Latossolos do Brasil, nenhum se mostrou
recomendável, sendo necessário, desenvolver modelos específicos para este grupamento de
solos. Denardin (1990) indica a utilização de uma das duas equações a seguir para a
estimativa da erodibilidade dos solos do país. Entretanto, o autor salienta que o uso da
equação 1.9, obtida com a utilização de parâmetros dos solos brasileiros e alguns solos dos
EUA, fornece uma melhor estimativa da erodibilidade.
K = 0,00608397 Perm + 0,00834286MO - 0,00116162 Al - 0,00037756 d0,5-2
K = 0,00000748MO + 0,00448059 Perm - 0,06311750DMP2 + 0,01039567 Rmn
em que,
Perm = permeabilidade do perfil do solo codificada conforme Wischmeier et al. (1971);
MO = teor de matéria orgânica (teor de carbono orgânico total multiplicado por 1,72), %;
Al = teor de óxido de alumínio extraível por ácido sulfúrico, %; e
D0,5-2 = teor de partículas com diâmetro entr 2,0 e 0,5 mm, determinado pelo método da
pipeta, %.
DMP2 = diâmetro médio ponderado das partículas menores que 2 mm, mm; e
Rmn = relação entre o teor de matéria orgânica e o teor da “nova areia” determinada pelo
método da pipeta.
Poucos estudos têm sido realizados para a determinação direta da erodibilidade de
solos brasileiros. A Tabela 2, adaptada de Denardin (1990) e Silva et al. (2000), apresenta
valores de erodibilidade de alguns solos brasileiros disponíveis na literatura. Bertoni &
Lombardi Neto (1999) também apresentam valores de K para solos do Brasil.
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Tabela 2. Tipo de solo, local, erodibilidade e fonte de informação de alguns solos do Brasil
Solo Local
Erodibilidade
(t ha-1
)/(MJ ha-1
mm h-1
)
AQd, areia franca Tianguá (CE) 0,003
Argissolo Vermelho-Amarelo alumínico Sete Lagoas (MG) 0,033
Cambissolo húmico alumínico léptico, declividade 10,2% Lages (SC) 0,0115
Cambissolo húmico distrófico argiloso Lages (SC) 0,016
Latossolo Amarelo álico, argiloso, fase floresta equatorial subperenifólia, relevo plano a suave
ondulado
Tomé Açu (PA) 0,009
Latossolo Amarelo, textura média, fase floresta equatorial úmida, relevo plano) Manaus (AM) 0,011
Latossolo Roxo distrófico, argiloso, fase floresta subtropical alta, mista, com araucárias, relevo
ondulado e suave ondulado
Chapecó (SC) 0,016
Latossolo Roxo distrófico, argiloso, fase floresta subtropical, relevo ondulado Ijuí (RS) 0,009
Latossolo Roxo distrófico, muito argiloso, fase floresta tropical subcaducifólia, relevo suave
ondulado
Campinas (SP) 0,012
Latossolo Roxo eutrófico, muito argiloso, fase floresta subperenifólia Dourados (MS) 0,004
Latossolo Roxo eutrófico, muito argiloso, fase floresta tropical subperenifólia
Londrina (PR) 0,025
Latossolo Vermelho aluminoférrico típico
Chapecó (SC) 0,0212
Latossolo Vermelho distrófico típico
Planaltina (DF) 0,013
Latossolo Vermelho distrófico típico Ponta Grossa (PR) 0,0086
Latossolo Vermelho- Escuro álico, areia franca, fase floresta tropical subperenifólia, relevo plano
a suave ondulado
Paranavaí (PR) 0,0084
Latossolo Vermelho- Escuro álico, argiloso, fase cerradão subcaducifólio, relevo plano Planaltina (DF)
0,013
Latossolo Vermelho- Escuro álico, muito argiloso, fase cerrado tropical subcaducifólio, relevo
suave ondulado
Sete Lagoas (MG)
0,002
Latossolo Vermelho- Escuro distrófico, areia franca, fase floresta tropical subperenifólia, relevo
suave ondulado
Bela Vista do Paraíso
(PR)
0,026
Latossolo Vermelho- Escuro distrófico, argilo-arenoso, fase floresta subtropical, relevo ondulado
Passo Fundo (RS) 0,021
Latossolo Vermelho- Escuro distrófico, muito argiloso, fase floresta tropical perenifólia, relevo
suave ondulado
Ponta Grossa (PR) 0,022
Latossolo Vermelho- Escuro distrófico, textura argilosa, fase cerrado tropical subcaducifólio,
relevo suave ondulado
Goiânia (GO) 0,009
Latossolo Vermelho- Escuro distrófico, textura argilosa, fase floresta latifoliada tropical, relevo
ondulado
Jaboticabal (SP)
0,009
Latossolo Vermelho- Escuro distrófico, textura muito argilosa, fase cerrado, relevo suave
ondulado
Lavras (MG) 0,004 a 0,010
Latossolo Vermelho-Amarelo álico, textura média, fase floresta subperenifólia, relevo plano Areia (PB) 0,002
Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, franco arenoso, fase floresta subperenifólia, relevo plano Ubajara (CE) 0,034
Podzólico Vermelho eutrófico, argiloso Mococa (SP) 0,023
Podzólico Vermelho eutrófico, franco argilo-arenoso Alagoa Nova (PB) 0,031
Podzólico Vermelho eutrófico, franco argiloso com cascalho Teixeira (PB) 0,008
Podzólico Vermelho eutrófico, franco argiloso com cascalho Tavares (PB) 0,025
Podzólico Vermelho-Amarelo câmbico distrófico, argilo arenoso, fase terraço Viçosa (MG) 0,027
Podzólico Vermelho-Amarelo câmbico distrófico, franco argiloso Itaguaí (RJ) 0,028
Podzólico Vermelho-Amarelo, franco arenoso Patos (PB) 0,004
Podzólico Vermelho-Amarelo, franco argilo-arenoso Glória do Goiatá (PE) 0,0102
Podzólico Vermelho-Amarelo, franco-arenoso Santa Maria (RS) 0,032
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Fator que considera a distância ao longo da qual se processa o escoamento superficial e a
declividade do terreno (LS)
A intensidade de erosão hídrica é afetada tanto pela distância ao longo da qual se
processa o escoamento superficial quanto pela declividade do terreno. Esses dois efeitos são
representados na Equação Universal de Perdas de Solo pelos fatores L e S, respectivamente.
Na aplicação prática da USLE, esses efeitos são considerados conjuntamente por meio de
um fator designado topográfico (LS), que representa a relação entre as perdas de solo em
uma área com declive e comprimento de rampa quaisquer e as perdas que ocorrem em uma
parcela unitária padrão, com 22,25 m de comprimento e 9% de declividade.
Segundo Schwab et al. (1981), o fator LS pode ser calculado por
em que,
λ = distância ao longo da qual se processa o escoamento superficial, m;
α = declividade do terreno, %; e
x = coeficiente de ajuste dependente da declividade do terreno (S); sendo 0,5 para s > 4%,
0,4 para 3% ≤ s ≤ 4 %, 0,3 para s < 3,0%
Bertoni & Lombardi Neto (1999) apresentam a seguinte equação, derivada de
estudos feitos em solos do estado de São Paulo.
LS = 0,00984 λ 0,63
α 1,18
Fator uso e manejo do solo (C)
O fator C quantifica o efeito combinado de cobertura e manejo do solo, sendo a
relação entre as perdas de solo de um terreno cultivado nas condições de interesse e as
perdas que ocorrem em um terreno mantido continuamente sem cobertura e sob práticas de
cultivo, isto é, nas mesmas condições em que o fator K é determinado. Este talvez seja o
fator mais importante da USLE por representar as condições que podem ser mais facilmente
modificadas a fim de controlar a erosão do solo.
O efeito das variáveis uso e manejo do solo deve ser avaliado de forma conjunta por
causa das diversas interações que ocorrem entre essas práticas. Assim, segundo Schwab et
al., (1981), o fator C inclui os efeitos da cobertura vegetal, seqüência de cultivos (rotação de
culturas), nível de produtividade, duração do estágio de crescimento da cultura, práticas de
manejo do solo, manejo de resíduos vegetais e a distribuição temporal esperada das chuvas
erosivas.
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De Maria & Lombardi Neto (1997) obtiveram valores do fator C variando entre
0,025 e 0,156 para a cultura do milho, conforme as variações de solo, clima e manejo.
Bertol et al. (2001) obtiveram valores desse fator variando de 0,0455 a 0,1437 para a soja, e
de 0,0588 a 0,2158 para o trigo, sendo que estes valores são dependentes do sistema de
manejo do solo. Bertol et al. (2002), analisado três diferentes sistemas de preparo do solo
(preparo convencional, plantio direto e escarificação + gradagem),constataram que o fator C
variou entre 0,0372 e 0,0671 para a aveia e de 0,0610 a 0,1097 para o milho, sendo que os
menores valores se referem ao sistema de plantio direto e os maiores são relativos ao
preparo convencional. A Tabelas 3 apresenta alguns valores gerais para o índice C.
Tabela 3. Valores do fator C
Cultura Fator C
Milho 0,25
Mandioca 0,20
Algodão 0,15
Feijão / Soja 0,10
Café 0,1126
Pastagem (60 a 80% de cobertura) 0,025
Floresta 0,012
Savana (cerrado) 0,042
Estepe (caatinga) 0,130
Solo descoberto 0,70
Fator práticas conservacionistas (P)
É o fator que considera as práticas conservacionistas adotadas e expressa a relação entre as
perdas de solo de um terreno cultivado com a prática de interesse e as perdas de solo
quando o plantio é feito no sentido do declive (plantio “morro abaixo”). Entre as práticas
conservacionistas estão incluídas o cultivo em contorno, o cultivo em faixas, a alternância
de capinas, e o terraceamento.
Marques et al., citados por Bertoni & Lombardi Neto (1999), determinaram o valor
do fator P para algumas práticas conservacionistas. Para plantio em contorno o valor de P
foi igual a 0,5; para alternância de capinas mais cultivo em contorno foi 0,4; e 0,2 para
cordões de vegetação permanente. Convém lembrar que o valor de P para plantio morro
abaixo é igual à unidade.
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De acordo com Schwab et al. (1981) a utilização de terraceamento afeta o
comprimento de rampa do terreno, de modo que o fator L deve ser ajustado à distância entre
terraços no cálculo das perdas de solo.
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