Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS ou USLE, em...

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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