LIVRO - Barragens Subterr_neas

Universidade Federal de Campina Grande - UFCG Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

BARRAGENS SUBTERRÂNEAS

EDITORES José Wallace Barbosa do Nascimento Marluce Araújo de Azevedo Soahd Arruda Rached Farias

1a ED EDIÇ IÇÃO ÃO Campina Grande - PB, 2008

Coordenador Geral Prof. Dr. José Geraldo de Vasconcelos Baracuhy (UFCG)  Vice-coordenador Prof. Dr. Dermeval Araújo Furtado (UFCG) Projeto Gráfico (capa e miolo) Luiz Felipe de Almeida Lucena - Projetos e Consultoria em Design

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG  Avenida Aprígio Veloso 882, Bodocongó - CEP: 58109-970 Campina Grande - PARAÍBA

LICTA - Laboratório Interdisciplinar de Ciências e Tecnologias Agroambientais BLOCO CP - Fone: (83) 3310-1491 / 3310-1486  www.deag.ufcg.edu.br/licta e-mail: [email protected]

1a edição / 1a impressão (2008): 250 exemplares Direitos Reservados: A reprodução não-autorizada desta publicação, no todo ou em parte, constitui violação dos direitos autorais (Lei no 9.610). É permitida a reprodução parcial do conteúdo desta publicação desde que citada a fonte. Livro confeccionado com recursos oriundos do CNPq, referente ao edital MCT/CNPq/CTHIDRO: 37/2006

N244b

Nascimento, José Wallace Barbosa do Barragens Subterrâneas / José Wallace Barbosa do  Nascimento; Marluce Araújo de Azevedo; Soahd Arruda Rached Farias . - Campina Grande: Gráfica Agenda, 2008. 96p. il. ISBN: 978-85-60592-05-0 1. Barragens Subterrâneas 2. Barragens - técnicas construtivas 3. Bacia Hidráulica I. Azevedo, M.A. de II.Farias, S.A.R. III. Título CDU 627.82

Editores José Wallace B. do Nascimento

P

ossui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal da Paraíba (1984), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal da Paraíba (1990) e doutorado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela Universidade de São Paulo (1996). Atualmente é professor titular da Universidade Federal de Campina Grande. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Construções Rurais e Ambiência, atuando principalmente nos seguintes temas: silos, ambiência, armazenamento, propriedade de fluxo e conforto térmico.

Marluce Araújo de Azevedo

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ossui mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal da Paraíba (1999). Atualmente é professora adjunta IV da Universidade Federal de Campina Grande. Tem experiência na área de Engenharia  Agrícola, com ênfase em Estrutura de Madeira, atuando principalmente nos seguintes temas: estrutura de madeira e construção rural.

Soahd Arruda Rached Farias

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raduada em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal da Paraíba (1988), graduação em Administração de Empresas pela Universidade Estadual da Paraíba (1993) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Campina Grande (2006). Atualmente é Professora adjunta da Universidade Federal de Campina Grande-UFCG/UAEAg na área de mecanização agrícola e meio ambiente, pesquisadora do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico e socia voluntária da ONG Centro de Desenvolvimento Difusão e Apoio Comunitário. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Irrigação e Drenagem, barragem subterrânea, água, semi-árido, solo, projetos agrícolas, Manejo Integrado de Bacia Hidrográfica.

 APRESENTAÇÃO A divulgação de técnicas de captação de água como solução para a região do Semi-Árido do Nordeste brasileiro é muito bem-vinda para a comunidade rural, considerando que, aí se tem baixa precipitação pluviométrica associada à irregularidade na distribuição de chuvas. E, isto, praticamente, inviabiliza a exploração de agricultura de sequeiro e deixa pouca disponibilidade de captação de água para consumo humano e animal durante todo o ano. A grande oportunidade que temos em analisar livros dessa natureza é permitir que este material didático esteja ao alcance de estudantes de nível médio e superior, além de oferecer à comunidade técnica extensionista oportunidades de conhecimento prático, sem perder detalhes científicos sobre o que está sendo realizado no campo. Este exemplar enfoca soluções de conservação de água para uma região com adversidades climáticas e armazenamento hídrico, onde a evaporação pode superar em três a quatro vezes, a chuva que se precipita. Destaque-se que, os trechos de vazantes (baixios e leito de riachos temporários), comumente explorados com agricultura de subsistência e de forragens para os animais. Nesse trecho, é possível encontrar o prolongamento de umidade combinado com o depósito natural de restos orgânicos vegetais oriundos de arrastos de encostas durante as enxurradas, tão comuns em chuvas de verão. Nessa área, a barragem subterrânea, associada a um poço amazonas, pode aumentar a reserva de água, e, assim, promover manejo adequado de exploração de agricultura com culturas anuais e tradicionais como: feijão, milho, culturas semiperenes ou perenes. Através deste livro, o registro e divulgação de técnica agrícola simples promoverão a perpetuação da informação, servindo de consulta adequada por técnicos agrícolas e outros profissionais do ensino médio, e até como fonte inspiradora para desenvolvimento de técnicas melhoradas, a partir do que aqui está exposto. Isto porque a ciência tem a facilidade de obter novos arranjos técnicos de acordo com as necessidades da sociedade, principalmente, com custos baixos e de fácil execução para a população de menor poder aquisitivo. Observa-se a preocupação de se escolher bem o local, a técnica apropriada de construção, a orientação do que deve ser plantado sobre a várzea úmida da barragem subterrânea, o porquê do seu sucesso em reter água e das formas de como captar a água, além da preocupação de qualidade da mesma, seja para consumo humano, irrigação ou dessedentação animal.

 Joe Valle Secretário de Ciência e Tecnologia  para Inclusão Social - MCT 

SUMÁRIO 13

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Capítulo 1 MANEJO DE CULTURAS NA BACIA  HIDRÁULICA DA BARRAGEM SUBTERRÂNEA  Soahd Arruda Rached Farias Spachson Melo de Souza Silvana Fernandes Neto

INTRODUÇÃO O uso adequado de barragens subterrâneas tem por finalidade a própria água que pode ser extraída através de poços (poço amazonas ou cacimbas), como também pelo plantio na sua parte montante, porém saber realizar uma exploração racional requer planejamento, o proprietário precisa encontrar o melhor caminho de exploração pelo que ele precisa com o que ele tem disponível de área, uma barragem subterrânea terá uma maior acumulação, quando mais profundo for a média de escavação do barramento, como também pela largura do barramento, a porosidade de um solo em média representa em torno de 50%, a capacidade de retenção de água se baseia no ponto mais baixo do riacho (calha viva), e neste ponto teríamos a possibilidade de 100% dos poros vazios a serem preenchidos com água (nos melhores anos de chuvas com escoamento pelo riacho barrado), após este período, temos a redução gradativa do manancial, seja através da coleta de água, seja pela evaporação ou pela transpiração das plantas, em diversas profundidades a água pode ser aproveitada, quando no lençol freático interrompido pelo obstáculo, temos a água livre, dependendo da textura do sedimento, o principio de capilaridade permite que a água abasteça o sistema radicular mais profundo como por exemplo as forrageiras, e nos momentos de maior umidade, garante de um a dois ciclos de culturas anuais como feijão e milho. Numa barragem subterrânea temos que planejar para os locais de maior fluxo de água (calha viva) a presença de culturas de sistema radicular profundo, e que possa sobreviver a enxurradas sem menores perdas de sua sustentação, recomenda-se para tal, a presença de capim elefante ou cameroun, pela massa verde proporcionada, como também sorgo e cana forrageira, todos possuem sistema radicular de boa profundidade (1,5 a 2,0 m) estando consolidado após o primeiro ano de plantio, e sendo renovado de acordo com a baixa produção ao longo dos anos de exploração da soca. Alguns agricultores possuem o hábito de plantar a cana com alavanca, fazendo um orifício em período chuvoso, e soltando a semente-cana praticamente na vertical, isto ajuda a consolidar as raízes mais rápido em profundidades maiores, dando sobrevida ao plantio principalmente os que se encontram na parte a montante mais distante do barramento. Para a parte do terreno mais distante do barramento, tem sido opção de plantio o sorgo forrageiro e o milheto decorrente de menores necessidades de água para completar o ciclo de produção. Outra técnica muito comum para aumentar a contenção de solos e matéria orgânica durante as enxurradas, é fazer plantios transversais ao sentido do fluxo do riacho, em forma de “zig zag” deixando-se brechas por onde o maior fluxo da água é direcionado a percorrer, o que diminuem a velocidade da água , auxiliando em maiores infiltrações pela passagem da água nos riachos, além de proporcionar sedimentação dos solos que eventualmente são carreados nas chuvas de grande intensidade,  As áreas menos sujeita a inundação nas enxurradas pode ser escolhida para plantio de culturas renováveis, e mais próximas da barragem para usufruir da umidade da mesma ao final do período chuvoso.  As arbóreas podem ser utilizadas nas bordas do leito do riacho, onde a mesma possa crescer e consolidarem suas raízes através de pequenas irrigações com baldes, e que em fase adulta possa já usufruir da água represada, porém não deixar tais plantas próximo ao poço nem perto do barramento com lona plástica, para evitar alguma alteração nas obras decorrente das raízes. 13

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O feijão ( Phaseolus vulgaris  ) é um dos alimentos básicos do povo brasileiro e de grande parte da América Latina. Tal produto apresenta não somente importante fonte de proteína, como também elevado valor energético, quando comparado a outros alimentos (FANCELLI & DOURADO NETO, 2005). A média nacional de produtividade do feijoeiro em sistema convencional está situada em 1.136 kg ha -1 , valor obtido pela safra 06/07 no Brasil (MAPA, 2007). Esses pequenos estabelecimentos produzem uma diversidade de produtos, em especial alimentos que são a base da alimentação do povo brasileiro: cerca de 31% do arroz, 70% do feijão e 49% do milho que são produzidos no Brasil provêm de pequenas propriedades. Feijão, milho e arroz são cultivados em cerca de 46%, 55% e 20% dos estabelecimentos familiares, respectivamente (INCRA, 2000).  A base do sucesso do sistema orgânico é um solo “sadio”, bem estruturado, fértil, com macro e micronutrientes disponíveis às plantas em quantidades equilibradas, com bom teor de matéria orgânica, água, ar e boa atividade biológica e bom suprimento de nutrientes, pois é o solo e não o adubo que deve nutrir a planta. Além disso, o solo deve estar sempre coberto para evitar erosão (Cruz, 2006). Ao realizar plantio em ambientes que deseje captar água para consumo humano, animal ou para “gasto”, é muito importante lembrar que a aplicação de agrotóxicos poderá levar a contaminação da água do poço amazonas, o que não é desejável, sendo importante observar práticas da agricultura orgânica em todas as culturas a serem implantadas.

Cultura do Sorgo para suporte forrageiro (cocho e ensilado) O sorgo ( Sorghum bicolor (L.) Moench.) provavelmente foi “domesticado” na Etiópia, cerca de 5.000 anos atrás, e em seguida foi cultivado na África Ocidental, desde o Sudão até o rio Niger. Esta “domesticação” possivelmente se processou cerca de 1.500 anos antes de serem desenvolvidos os primeiros arados de madeira (Fernandes, 1981). É uma cultura relativamente nova nas Américas, tendo sido introduzido nos Estados Unidos em 1857. No Brasil, a sua introdução se atribui aos escravos, onde a cultura ficou conhecida como milho d'Angola (Lira, 1981). Segundo Ribas (1992), além destes aspectos, evidenciam-se outros que interferem o desenvolvimento da cultura (sorgo granífero e forrageiro), e são atribuídos a explorações mal sucedidas: teor de tanino, teor de HCN; despigmentação dos grãos; efeitos alelopáticos sobre culturas sucessoras, etc. Estes temas que polemizam as reuniões técnicas necessitam ser desmistificados e reduzidos à sua real dimensão técnico-científica, como acontece em todos os países produtores e consumidores de sorgo do mundo. Vale frisar que no Brasil existe mais preconceito em relação à cultura do sorgo do que em qualquer outro país do planeta. O sorgo consiste de planta típica de clima quente, de características xerófilas, que além da sua baixa exigência em termos de riqueza mineral do solo, apresenta tolerância/resistência aos fatores abióticos, tais como: estresse hídrico, salinidade e encharcamento (planta mais tolerante depois do arroz). Além disto, apresenta elevada eficiência de uso de água, sendo necessários, em média, 250 a 400g de água para produzir 1g de matéria seca. O IPA –Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária tem realizado muitas pesquisas em melhoramento da cultura do Sorgo, sendo conveniente realizar contatos com esta entidade para obter sementes com melhor rendimento para o clima e região onde deseja ser explorado. Nesta cultura, a eficiência de uso de água é superior a grande maioria das gramíneas tropicais (Tabosa et al., 1987), conforme tabela 2. 15

Tabela 1 - Diferentes tipos de sorgo quanto a forma de utilização Tipos de Sorgo

Utilização

Produto

Substituto do milho na alimentação animal - rações balanceadas (bovinos, suínos e aves), utilização do restolho. Granífero

Grão

 Alimentação humana - uso da farinha na industrialização de produtos.  Amido, cera, cerveja, óleo, etc.

Forrageiro

Biomassa

Corte, silagem e feno

 Vassoura

Panícula

 Vassouras, escovas e ornamentação - tem uso restrito e localizado.

Sacarino

Colmo

Glicose, frutose, sacarose e álcool

Fonte: Adaptado de Shimidt (1987) e Olivetti e Camargo (1997). Tabela 2 - Valores de eficiência de uso de água (EUA) de várias culturas Cultura/Espécie

EUA (kg água/kg MS) 282 302 321 370 590 280 310 305

Panicum miliaceum  (1) (milheto secundário)

Milheto Pérola(1) Sorgo(1) Milho(1)  Trigo(1)` Milheto forrageiro(2) Sorgo forrageiro(3) Capim elefante(4)

Fonte: (1) Chapman e Carter (1976); (2)Tabosa et al . (1998);

(3)

Lima (1996); (4) Santos (1996)

Sorgo Forrageiro Tradicional São plantas de porte alto, acima de 2,70 metros de altura, o que confere a essas cultivares um alto potencial de produção de massa verde. Existem no mercado várias empresas produzindo híbridos e variedades adaptadas às diversas condições brasileiras. As variedades geralmente têm menor potencial de produção que os híbridos, especialmente em termos de grãos. A produção de massa verde dos híbridos é alta,  variando de 50 a 70 t/ha no primeiro corte e têm boa rebrota, colhendo-se de 30 a 70% no segundo corte, dependendo da temperatura, da disponibilidade de água, da fertilidade do solo e adubação etc.   A maior vantagem do sorgo forrageiro tradicional é o baixo custo da silagem produzida. Entretanto, a qualidade da silagem é inferior a uma boa silagem de milho, devido à baixa produção de grãos. Em geral, os sorgos forrageiros de porte alto comercializados no Brasil apresentam colmos suculentos, com alto teor de açúcares, pois são derivados de materiais genéticos chamados de sorgo sacarino. Ao utilizar tais cultivares, o produtor deve atentar para o fato de ao fazer a colheita as plantas apresentarem-se com 30% de matéria seca, aproximadamente, para evitar a perda de nutrientes por lixiviação (umidade escorrendo no 16

fundo do silo), para obter bom padrão de fermentação, e, conseqüentemente, obter uma silagem de boa qualidade. Cultivares de porte alto desenvolvidos no Centro-Sul do País geralmente são sensíveis ao fotoperíodo, ou seja, diminui a produção de forragem quando o plantio é efetuado tardiamente. Quanto mais tarde o plantio, menor será o crescimento das plantas, implicando menor produção de massa verde. Cultivares de porte alto são muito propensos ao acamamento ou tombamento das plantas, causando sérios prejuízos aos produtores, afetando a qualidade e o custo da silagem, pela perda de grãos e de folhas, além de dificultar ou impossibilitar a colheita mecanizada.  Ao optar pelo plantio do sorgo forrageiro tradicional, o produtor e o técnico devem estar bem cientes dos riscos quanto ao acamamento. Este tipo de cultivar não deve ser indicada para produção de silagem para animais de alta lactação, porque haverá a necessidade de se suplementar a dieta com maior quantidade de ração concentrada. Entretanto, pode ser uma boa opção para rebanhos de média / baixa produção de leite ou para alimentar animais em recria durante a seca. O espaçamento entre linhas deve ser de 80 a 90 cm, distribuindo-se de 10 a 12 sementes por metro linear de sulco, no plantio, para se obter uma população de 90.000 a 110.000 plantas por hectare na colheita, visando diminuir os riscos de acamamento. Gasta-se cerca de 6 kg de sementes por hectare. A adubação deve ser equilibrada em termos de nitrogênio e potássio, para minimizar os riscos de tombamento das plantas. Cita que a presença do tanino no grão de sorgo depende da constituição genética do material. Os genótipos que possuem os genes dominantes B1 e B2 sãoconsiderados sorgo com presença de tanino. No passado, era comum encontrar a classificação de sorgo nos grupos I, II e III, representando, respectivamente, teores baixos, médios e altos de tanino. Hoje, sabe-se que o tanino está presente ou ausente no grão. A pesquisa tem mostrado que percentuais abaixo de 0,70% no grão, verificados em algumas análises laboratoriais, são devido a outros fenóis e não ao tanino condensado e, portanto, não é prejudicial à dieta alimentar dos animais. O tanino no sorgo tem causado bastante controvérsia, uma vez que, apesar de algumas vantagens agronômicas, como a resistência a pássaros e doenças do grão, ele causa problemas na digestão dos animais, pelo fato de formarem complexos com proteínas e, assim, diminuírem a sua palatabilidade e digestibilidade (Butler,1989).   A determinação da presença dos taninos no grão de sorgo apresenta vários problemas, uma vez que os métodos colorimétricos geralmente não diferenciam taninos de outros compostos fenólicos. Outra dificuldade é a obtenção de substâncias adequadas para serem utilizadas como padrão para esses métodos .

Silagem de sorgo O sorgo, dentre outras forrageiras, também é uma forragem excelente para a produção de silagens e pode apresentar produtividades superiores à produtividade do milho para silagem. Suas principais características são: - alta produção por área; - possibilidade do aproveitamento da rebrota; - apresenta teores de matéria seca adequados na época do corte; apresenta consumo elevado; - tolera a falta de chuvas, podendo ser plantado com sucesso, após a colheita do milho para a silagem; - a silagem de sorgo é feita utilizando-se os mesmos equipamentos da silagem de milho (Lima, 2002).  As principais limitações da silagem de sorgo são: - o grão de sorgo apresenta um revestimento mais duro que o milho, de difícil 17

rompimento, o que diminui drasticamente o valor nutritivo da silagem de sorgo, quando o corte é feito tardiamente; - Variedades de sorgo de porte alto, apesar de mais produtivas, estão sujeitas ao acamamento, que dificulta a colheita; O ponto ideal para o corte da silagem de sorgo é quando o grão está no estagio leitoso, passando para o farináceo, para permitir uma alta digestibilidade do grão de sorgo.

Capim elefante Segundo Vilela (2007), embora seja relativamente fácil obter silagem de boa qualidade de milho e sorgo, é também possível produzir silagens de média a boa qualidade utilizando-se capins, sendo mais recomendado os capins do grupo elefante ( Pennisetum   purpureum Schum). Após o milho e o sorgo, essa é uma das forrageiras que apresenta melhores características para ensilar, em face de sua alta produtividade, grande adaptabilidade, facilidade de cultivo, boa aceitabilidade pelos animais e, quando novo, bom valor nutritivo. A constante procura por alternativas de alimentos não competitivos com a alimentação humana vem incentivando estudos de maneira a utilizar recursos regionais disponíveis que possam ser utilizados na alimentação de ruminantes, tornando as rações menos onerosas. Existem várias maneiras de usar o capim elefante (Braga, 2002):

1. Fornecimento verde picado (capineira) - corta-se o capim e em seguida é

passado na máquina forrageira (picadeira de forragem) e fornecido no cocho. Um hectare de capineira, dependendo do manejo, pode alimentar de 10 a 15 vacas;

2. Silagem - depois de picado na forrageira é colocado em silo para ser usado no

cocho, na época de escassez de pasto;

3. Pastejo direto - os animais tem acesso ao capim para se alimentarem. Existe

 variedade de capim elefante, como a Pioneiro, lançado pela Embrapa, recomendada este fim, e

4. Fenação - após o corte, o material é picado, posto para secar e fornecido

posteriormente aos animais.

  A grande maioria dos criadores prefere o seu uso como volumoso, para fornecimento logo após ser passado na máquina forrageira.Neste sentido, algumas considerações devem ser observadas, para que a capineira seja utilizada da melhor forma possível. O capim elefante ( Pennisetum purpureum , Schum.), no contexto mundial, é a gramínea de maior produtividade de fitomassa (Carvalho, 1985). Contudo, um fator preponderante é a qualidade da forragem que, em termos de teor de proteína bruta, está na dependência da idade em que a planta é utilizada (Pedreira e Boin, 1969), onde podemos avaliar seus teores e outros parâmetros alimentares através da Tabela 3.

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Tabela 3. Composição químico-bromatológica do capim elefante ( Pennisetum purpureum  Schum.) cv. Cameron em cinco estádios de corte.

Fonte. Braga et al. 2001

Manejo de capineira em função do intervalo entre cortes Braga (2002) relata que o capim elefante, para uso como volumoso, na forma de  verde picado, deverá ser cortado a cada 60 a 70 dias. Intervalos entre cortes menores que 60 dias, produzirão menor quantidade de matéria verde, enquanto que, intervalos maiores que 70 dias, embora haja maior produção de matéria verde, a produção de PB tende a ser menor. Quando em período de menor precipitação, o capim elefante tem crescimento lento e, na maioria das vezes, a produção de matéria verde será menor. Por esse motivo, o capim é cortado, não em função do intervalo entre os cortes, mas de acordo com sua altura. Quanto o corte do capim é feito em função de sua altura, duas situações podem ocorrer: Se for durante o período chuvoso, pelo rápido crescimento, os cortes podem ser feitos entre 60 e 70 dias, obtendo-se desta forma, maior produção de matéria verde e melhor valor nutritivo (Braga, 2002) Se for durante o período seco, com o crescimento mais lento, normalmente os cortes são feitos após 70 a 90 dias. Neste caso, o produtor irá fornecer um volumoso bastante fibroso, com menor teor de proteína e, menor digestibilidade, ou seja, irá fornecer um alimento de baixo valor nutritivo (Braga, 2002).

Tolerância do capim elefante quanto a salinidade da água e do solo Essa capacidade do capim elefante em produzir o maior volumoso por unidade plantada tanto para ensilagem como também diretamente ao cocho, também é uma vantagem 19

quando utilizamos variedades resistente a sais, onde nos solos aluviais de riachos que apresentam água com relativo teor de sais seja pelo lençol freático ou superficialmente durante as enxurradas, não é motivo de perdas expressivas de rendimento, evitando apenas que a folhagem entre em contato com essa água, como por exemplo irrigando por aspersão. Uma pesquisa realizada por Oliveira (2005), durante monitoramento da qualidade de água do Riacho São Pedro, um afluente do Rio Bodocongó pertencente a bacia do Rio Paraíba, fez com coleta de água a cada mês e observou-se que em uma cacimba d´água com água a um metro de profundidade obteve-se em agosto de 2003, teores de sais que gerou uma condutividade elétrica de 9.990 uS cm-1 ficando próximo a fonte coletada (uns 50 m) um plantio de capim elefante dentro do leito do rio( Figura 1.1), passando os meses, ficou observado um declínio no mesmo, quando coletado a água no mês de dezembro quando chegava tal fonte um nível de sal na ordem de uma condutividade elétrica de 37.720 uS cm-1(Figura 1.2), onde a água do mar tem  valores na ordem de 45.000 uS cm -1.

Figura 1.1 -  Aspecto do capim elefante no mês de agosto de 2003, com água do lençol freático a um metro de profundidade e a 50 metros do local coletado água com CE =9.990 uS cm -1

Figura 1.2 - Aspecto do capim elefante no mês de dezembro de 2003, com água do lençol freático a um metro de profundidade e a 50 metros do local coletado a água, com CE= 37.720 uS cm-1 20

Milheto O milheto é uma gramínea anual de origem africana. Existe até certo ponto, uma série de controvérsias com relação à denominação científica desta espécie. Todavia, segundo Burton (1983), o nome científico correto é Pennisetum americanum (L.) Leeke.  A notável eficiência do milheto poderá ser melhor entendida quando comparada a outras culturas. Assim, o milheto forrageiro utiliza 70% da água consumida pelo milho para produzir a mesma quantidade de matéria seca. O milheto é uma planta de clima quente, que apresenta características de xerófila e mecanismos provavelmente eficientes de resistência à seca. Pode ser cultivado em regiões de precipitação média anual de 400 a 600 mm. Todavia, poderá ser plantado em áreas de precipitação de 150 a 200 mm. Sobrevive melhor que outros cereais em solos arenosos e de baixa fertilidade (Tabosa et al. 1998).  Trata-se de espécie anual, ereta, que pode atingir na fase de pós florescimento, de um a cinco metros de altura, conforme a cultivar e as condições de cultivo, de solo e de clima. O sistema radicular da espécie apresenta-se vigoroso, embora 80% das raízes se encontrem nos primeiros 10 cm de solo. O desenvolvimento fenológico do milheto é dividido em três fases (Rosenow, 1993):

· Fase vegetativa, com duração de 27 a 39 dias; · Fase de desenvolvimento da panícula, com duração de 11 a 39 dias; · Fase do enchimento do grão, com duração de 19 a 22 dias. De uma maneira geral, consiste de uma cultura de duplo propósito, tanto para produção de grãos e, principalmente, para produção de forragem, face a elevada qualidade do produto, quando comparada a outras forrageiras. Convém frisar que embora o milheto represente em termos energéticos, 85% do valor do milho, possui teor e qualidade de proteína, inferiores aos apresentados por este cereal (Viana, 1982). Outra grande vantagem do milheto consiste no fato da precocidade, quando destinado a colheita para forragem. Considerando a fase de desenvolvimento entre o emborrachamento e o estádio de grão leitoso, evidencia-se elevados teores de proteína bruta na matéria seca, atingindo valores de 18-20%. Nestas circunstâncias, os níveis de produtividade ficaram em torno de 6-8 t/ha de matéria seca ao final de 60 dias decorridos do plantio à colheita (Tabosa et al , 1998).

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baracuhy, J. G. de V.; Dantas Neto, José ; Farias, S. A. R. Silva, M. B.R.; Ferreira, A. C.; Ramos, D. G. . Barramento com pneus usados para contenção de solo e água (BAPUCOSA). In: 3o Simpósio Brasileiro de Captação de Água de Chuva no Semi-Árido, Campina Grande-PB 2001. v. 033. Brito, L.T. de L.; Silva, A. de S.; Maciel, J.L.; Monteiro, M.A.R. Barragem subterrânea. I: construção e manejo. Petrolina: Embrapa-CPATSA, 1989. 39p. il. (Embrapa-CPATSA. Boletim de Pesquisa, 36). Brito, L. T. de L.; Silva, D. A. ; Cavalcanti, N. de B.; Anjos, J. B. dos ; Rego, M. M. . Alternativa tecnologia para aumentar a disponibilidade de água no semi-árido. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande,PB, v. 3, n. 1, p. 111-115, 1999. Braga, A. B., Ribeiro, H. U., Barra, P. B., Barra, S. B., Vasconcelos, S. H. L., Braga, Z. C. A. de C. Composição químico-bromatológica das silagens de capim-elefante cv. Cameron em cinco idades de Corte. Revista Caatinga , Mossoró-RN, 14(1/2):17-23, dez. 2001 acessado pelo site www.ufersa.edu.br/caatinga , em 08 de março de 2008 Braga, R. M. Manejo e variedades de capim elefante para Roraima, Boa Vista, RR  2002   EMBRAPA- CPAFRR Comunicado Técnico 17) Butler, L.G. New perspective on the antinutritional effects of tannins. In: Kinsella, J.E.; Soucie, B. Food products. Champaing: American Oil Chemistry Society, 1989. Cap. 22, p. 402-409 Chapmam, S.R.; Carter, L.P. Crop production, principle and pratics. San Francisco: W.H. Freeman , 1976. 566p. Carvalho, L. de A. Pennisetum purpureum, Schumacher : Revisão. Coronel Pacheco: EMBRAPA -CNPGL, 1985. 86p. (EMBRAPA-CNPGL. Boletim de Pesquisa, 10). Costa, W.D. Barragens subterrâneas – uma intervenção de baixo custo para a região semi-árida nordestina . Disponível: site IICA (13 nov. 1997). URL: http://www.iica.org.br/Agua Consultado em 4 fev. 1999. Cruz, J.C.; Konzen, E.A.; Pereira Filho, I.A.; Marriel, I.E.; Cruz , I; Duarte, J.de O.; Maurílio Fernandes Oliveira, M.F.; Alvarenga, R.C., Produção de milho orgânico na agricultura familiar, 2006, 17p ( EMBRAPA- CNPMS Circular Técnica, 81) acessado pelo link  http://www.cnpms.embrapa.br/publicacoes/publica/2006/Circulares%20tecnicas /Circular%2081.pdf em 05 de março de 2008. FANCELLI, A. L.; DOURADO NETO, D (Org.) Feijão Irrigado: Tecnologia e Produção.. Piracicaba/SP: Universidade de São Paulo, 2005. v. 1. 174 p. Fernandes, C.S. Sorgo - Fertilidade do solo e nutrição de plantas. In: Curso De Extensão Sobre  A Cultura Do Sorgo, 1980, Vitória de Santo Antão, PE. Curso de Extensão sobre a Cultura do Sorgo. Brasília: EMBRAPADID, 1981. p.7-13. (IPA. Documentos, 1). INCRA (Brasil). Novo retrato da agricultura familiar : o Brasil redescoberto. Brasília, DF, 2000. 74 p. Lima, J. S. de. Plantas forrageiras das caatingas: usos e potencialidades. Petrolina, EmbrapaCpatsa.PNE/RBG-KEW, 1996. Lima, R.M.B. Efeitos da substituição do milho por palma forrageira Gigante e Miúda) sobre o comportamento ingestivo e respostas fisiológicas de vacas mestiças sob confinamento. Recife: Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2002. 66 p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2002. Lira, M. de A. Consideração sobre o potencial do sorgo em Pernambuco . Curso de extensão sobre a cultura do sorgo. Brasília: EMBRAPA-DID, 1981. p.87-88 (IPA –  Documentos, 1). 22

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Capítulo 2 PROJETO DE LOCAÇÃO E TÉCNICA   Marluce Araújo de Azevedo  José Wallace Barbosa do Nascimento  Dermeval Araújo Furtado

Introdução Este capítulo tem por objetivo mostrar como fazer a locação e a escavação das barragens subterrâneas, barramento com pneus usados para contenção de solo e água e poços amazonas.   As barragens subterrâneas são constituídas pelo barramento do fluxo d´água subterrâneo no leito de um riacho, porém elas podem ser construídas barrando o fluxo subterrâneo em uma determinada área que apresente inclinação suficiente, gerando uma área de acumulação onde poderá ser instalado um sistema de produção.   A primeira situação constitui o esquema básico de barragem subterrânea, cujo barramento subterrâneo do leito do riacho visa elevar o lençol freático do aluvião e manter uma reserva de água protegida da evaporação, que pode ser captada no período de estiagem para abastecimento humano e animal e servir, eventualmente, a uma pequena irrigação.  A outra situação é aquela em que a barragem será abastecida unicamente por água de precipitação, aproveitando as linhas de drenagem natural da área.   A técnica de barragem subterrânea é adequada para locais com as seguintes características de relevo e clima: •

Regiões com elevadas taxas de evaporação dos açudes (em torno de 2,0 m/ano).

•

Rios e riachos temporários que apresentem um baixo ou ausente lençol freático no período seco.

•

 Áreas aluvionais dos riachos com condições que propicie exploração agrícola, com profundidade da camada impermeável de, no mínimo, 1,5 metros e no máximo 4 metros, textura média a grossa e declividade de até 4% (de modo a proporcionar maior extensão no armazenamento da água).

•

Profundidade média de solo sedimentar de 2 m e calha viva do riacho pequena com relação à espessura e largura do aluvião.

Calha viva do riacho

Profundidade - Mínino de 2 metros Figura 2.1 - Esquema de implantação de uma barragem 27

• • • • •

Riachos com qualidade de água adequada que evite uma concentração elevada de sais após o barramento. Declividade menor do riacho para produzir um maior acúmulo de umidade. Distante das nascentes. Indicadas principalmente para propriedades pequenas, onde a construção de açudes promova ocupação expressiva da área existente. Período muito pequeno de chuvas e/ou com irregularidades na distribuição ao longo do ano.

 Análises realizadas por Silva e Rêgo Neto (1992) em barragens submersíveis no Semi Árido do Rio Grande do Norte demonstraram que é viável a exploração de algumas culturas anuais nos aluviões à montante dessas barragens, durante o período seco, com razoável produtividade, não sendo possível, porém, mais de uma colheita no período e que parte do suprimento de água das culturas foi realizada pelas águas armazenadas nas barragens subterrâneas. Estudos feitos por Medeiros e Silva (1993) em barragens subterrâneas na região do Seridó, no Rio Grande do Norte, durante três anos de acompanhamento, concluíram que não houve variação na salinidade das águas subterrâneas. As poucas barragens que apresentavam salinização tinham sido construídas em locais que, segundo os próprios proprietários, já continham áreas salinizadas antes da construção das mesmas e/ou em bacia onde a água apresentava problema de sais.

 VANTAGENS E DESVANTAGENS   As principais vantagens das barragens subterrâneas são: pequena perda de água por evaporação; não alagamento das terras que passam a ter o cultivo beneficiado pela elevação do lençol freático, aproveitando o processo natural de sub-irrigação em grande parte do ano; pequeno custo de construção e manutenção, quando comparado com outros sistemas de acumulação de água; não existem riscos de rompimento; eventuais problemas de perda d´água que possam vir a surgir durante o funcionamento do sistema, serão facilmente reparados; provoca menor impacto ambiental que as barragens superficiais, considerando-se que o sistema rapidamente se integra ao meio ambiente.  A principal desvantagem do sistema de barragens subterrâneas, apontada por alguns autores, refere-se ao risco de salinização da área de acumulação de água. Isto ocorre devido à deposição de sais no solo, seja pela evaporação da água acumulada na superfície do terreno ou pelos sais deixados através da irrigação. Entretanto, há controvérsias e os que consideram o risco de salinização maior nos reservatórios de superfície. Mas um estudo da qualidade da água da bacia hidrográfica que será utilizada e o emprego de um sistema de drenagem viabilizam o uso adequado das barragens subterrâneas para as regiões semi-áridas. Outra desvantagem apontada na utilização das barragens subterrâneas é quanto ao  volume de acumulação, mas um sistema integrado de algumas barragens sucessivas pode superar este problema. O barramento com pneus usados para contenção de solo e água (BAPUCOSA) produz obstrução parcial do fluxo hídrico superficial e dos solos carreados em riachos temporários, produzindo um maior armazenamento de águas em barragens subterrâneas e mantendo a umidade adequada em períodos de chuvas irregulares e/ou de pouca precipitação ao longo do ano, segundo Costa (1997). A umidade contida no solo garantirá produção agrícola para as culturas anuais e manutenção das perenes, além de aumentar o ciclo de matéria orgânica no ambiente, a montante, através da sedimentação gradativa das 28

partículas de solo que ficam em suspensão nas enxurradas. Essa técnica tem resultados satisfatórios em aluviões com maior teor de argila, onde a infiltração da água durante as chuvas não é suficiente para promover o acúmulo de água no interior das barragens subterrâneas.

Figura 2.2 - Visualização do efeito do BAPUCOSA após as chuvas

  A construção de poços amazonas é o complemento da obra de captação, que permitirá obter água livre no período mais chuvoso. A observação do nível do lençol freático devido ao barramento possibilitará ainda a investigação dos níveis de sais existentes na barragem subterrânea. Normalmente os poços amazonas têm sido feitos com anéis prémoldados variam de acordo com fabricantes, porém é comum encontrá-los com 1,5 metros de diâmetro e 0,5 metros de altura

Figura 2.3 - Conjunto de anéis 29

Projeto de locação Barragens subterrâneas

 A locação do eixo provável da barragem é feito após a escolha do local para o barramento, com base no levantamento planialtimétrico da área, em quadrículas de 20m x 20m, que define o contorno da bacia hidrográfica, a declividade do terreno natural que dá origem a rede de drenagem do riacho bem como a geometria superficial do depósito aluvial. A confirmação do eixo da barragem será feito posteriormente pelos estudos de sondagem.   A sondagem visa determinar a espessura do depósito aluvial, a morfologia do embasamento deste depósito, o tipo de solo que o constitui, sua porosidade, coeficiente de permeabilidade, o nível do lençol freático e o perfil do solo no local do eixo escolhido para o barramento. Considerando-se que a água será depositada nos vazios do solo, o volume acumulado é igual ao volume útil do depósito aluvial multiplicado pela porosidade.   A granulometria do material constituinte do depósito aluvial além de indicar a potencialidade do mesmo para armazenamento de água definirá também, os cuidados que devem ser adotados na construção do septo. Elevado percentual de material argiloso no depósito aluvial pode inviabilizar o projeto de barragem subterrânea pela impossibilidade de retirada de água do mesmo pelos métodos convencionais. Segundo Ferreira et al (2007) uma boa situação para a execução de barragem subterrânea em pequenas propriedades, será o local que seja abastecido por água de boa qualidade, com ombreiras estanques onde a barragem possa ser encaixada, aluvião constituído de material granular, apresentando boa permeabilidade e embasamento impermeável localizado no máximo a 6 metros de profundidade, no eixo do barramento. Além disto, escolher locais onde a largura do riacho seja menor como forma de economizar material na construção, como indica a Figura 2.4. Local inadequado Local correto

Figura 2.4 - Local correto para instalação de uma barragem 30

Barramento com pneus usados para contenção de solo e água O BAPUCOSA, preferencialmente, é construído a jusante da barragem subterrânea, preferencialmente distante 1m ou mais da parte mais estreita do riacho, conforme pode ser percebido na ilustração.

Figura 2.5 - Local ideal para a construção do BAPUCOSA

  A muralha de pneus pode ser construída com até quatro camadas (máximo recomendável). Acima desse número de camadas a estrutura exige mais segurança de amarração.

Figura 2.6 - BAPUCOSA com quatro camadas 31

 Antes de fazer a locação, o primeiro procedimento no campo é fazer a limpeza do local para a realização das leituras de nível e a determinação da distância transversal do riacho e o traçado de curvatura do BAPUCOSA.

Figura 2.7 - Procedimentos de marcação

O segundo passo é obter a diferença de nível do ponto mais baixo do leito do riacho até o ponto em que deseja estabelecer a altura da muralha de pneu. Efetuar as marcações dos piquetes no solo numa forma de arco através de corda. A marcação da curvatura pode ser realizada utilizando corda com raio de 1,25 vezes a distância transversal obtida, caso não existam obstáculos ao longo do riacho para realizar tal marcação. Nas marcações em barramentos maiores, estende-se a trena entre os extremos e a metade da distância. Na perpendicular mede-se 10% da distância lida e, desta forma encontra-se o vértice (máximo) da curvatura. Os demais pontos serão marcados utilizando a proporcionalidade de triângulos como guia, sabendo que a curvatura passa sempre superior a tal medida.

Figura 2.8 - Traçado da curvatura do BAPUCOSA 32

Poço amazonas   A marcação do local a ser colocado o poço deverá ficar preferencialmente, no mínimo, a 2 metros da vala da barragem (a montante), podendo ser deslocado para trecho mais alto, em que possa livrar a calha do riacho e evitar maiores impactos da correnteza.

Sentido de escoamento do riacho

Poço amazonas

Figura 2.9 - Local de instalação do poço amazonas

Escavação Barragens subterrâneas

 A escavação poderá ser realizada de forma manual ou mecanizada, mas sempre na direção perpendicular ao curso do rio ou riacho. A profundidade deve atingir o material rochoso ou impermeável inclusive as ombreiras.  A escavação manual sem escoramentos é o processo mais simples e de menor custo de execução da vala, com retirada da água diretamente do fundo da cava. Entretanto este procedimento só é possível quando o nível de água se encontra próximo à superfície da camada impermeável e em aluviões de pequena espessura. Ainda assim, deve-se proceder a escavação com taludes de pelo menos 1:1, (horizontal) : (vertical) ou outra inclinação que permita estabilidade das paredes da cava. Dependendo do material sedimentar (tipo de solo e profundidade), a escavação exigirá procedimentos diferentes. As retroescavadeiras podem atingir 4 metros de profundidade, porém em riachos com profundidades maiores torna-se necessário a abertura de uma vala com largura compatível a largura da própria máquina até atingir profundidade máxima da concha que deverá encontrar a rocha ou material impermeável (argiloso). 33

Ocorrendo a possibilidade de desmoronamento das paredes estas precisam ser escoradas com a instalação de estroncas, processo executivo que merece detalhamento e acompanhamento por técnico experiente, a fim de evitar acidentes. Com relação a estabilidade das paredes pode-se utilizar lama bentonítica para mantê-las na posição desejada, principalmente em aluviões de grande espessura, mas convém se fazer um estudo de  viabilidade econômica para avaliar a pertinência de execução do projeto. Quando se pretende trabalhar muito abaixo do nível da água do lençol freático, o simples bombeamento do fundo da cava pode gerar situação de instabilidade da escavação, daí ser necessário se recorrer a processos de rebaixamento do nível d´água utilizando o sistema de ponteiras ou de poços profundos. Isto provocará aumento de custo do projeto e necessita, portanto, ser analisado economicamente. Daí porque as barragens subterrâneas devem ser construídas no final do verão, época que o lençol freático está baixo, minimizando a possibilidade de desmoronamento das paredes, tornando a obra mais segura e econômica. É comum se iniciar a escavação a partir das ombreiras em direção à parte central do leito do rio ou riacho, porém, em situações onde ocorre acentuado fluxo de água subterrânea, será conveniente iniciar a escavação pela parte mais profunda do septo, pois assim se evitará a concentração das águas neste ponto implicando na elevação do lençol freático.  As barragens subterrâneas construídas com material compactado podem ter o programa de escavação realizado por etapas. Monteiro et al (1989), citam o caso de uma barragem executada no Estado do Ceará, em que a cava foi aberta por uma escavadeira em trechos de 5 metros, sendo preenchidos em seguida por material argiloso, umedecido manualmente com água do lençol freático e compactado pela própria máquina. O solo retirado na escavação deverá ser acomodado à montante para não atrapalhar os procedimentos de colocação da lona plástica e seu aterramento por ocasião do fechamento da  vala quando o septo é construído com este material, conforme mostra a Figura 2.10. O fundo da vala e a parede que receberão a lona devem está isento de raízes e pedras.

Figura 2.10 - Local correto para colocação do aterro 34

BAPUCOSA - Barramento com pneus usados para contenção de solo e água Na primeira escavação é retirado o solo mais arenoso, fazendo-se um rebaixamento do nível da calha do riacho com espessura abaixo da altura de um pneu, que permitirá uma maior estabilidade da obra, evitando-se desta forma o rompimento por baixo. É colocada uma quantidade de pneus suficiente para ancorar os pneus (Figura 2.11) em camadas mais argilosas e seguras

Figura 2.11 - Abertura da vala e distribuição dos pneus

Poços amazonas Quando a escavação for mecânica, abre-se um retângulo com 1m ou mais a partir do diâmetro do anel, de forma que a retroescavadeira possa promover a retirada do material até a profundidade limite do trabalho. Caso seja necessário, escavar mais do que o limite da máquina. Essa escavação passa a ser manual. D/anéis = 1,5m

 Vista lateral do poço amazonas, em que D/anéis é o diâmetro dos anéis e D/buraco é o diâmetro do buraco.

Figura 2.12 - Escavação mecanizada D/buraco = 2,5m 35

 Após a escavação necessária para a colocação dos anéis, a retroescavadeira deve promover a formação de batentes em seqüência, como acesso das pessoas até o fundo da escavação.

Figura 2.13 - Batentes de acesso após a escavação

 A escavação manual é realizada com o auxilio do próprio anel, servindo de molde de escavação, o qual ao serem retirados os obstáculos da base, permitirá que o mesmo deslize à medida que a escavação é aprofundada, colocando os anéis sucessivamente até encontrar material impermeável semelhante à vala da barragem. 1

2

1

3 2

1

Figura 2.14 - Etapas de escavação e colocação dos anéis de concreto em poços amazonas

 Ao final do trabalho, deve-se realizar acabamento com nivelamento do fundo do poço, nas dimensões do anel com vistas a promover uma melhor adequação na colocação do primeiro anel. 36

Referências Bibliográficas BARACUHY, J.G.V.; FARIAS, S.A.R.; DANTAS NETO, J.; LIMA, V.L.A.; FURTADO, D.A.; ROCHA, J.S.M. e PEREIRA, J.P.G. . Técnicas agrícolas: para contenção de solo e água. Campina Grande: Impressos Adilson, 2007. 44p. BRITO, L.T.L. e ANJOS, J.B. Barragem subterrânea: captação e armazenamento de água no meio rural. In: I Simpósio sobre captação de água de chuva no Semi-Árido Brasileiro, 1997. Petrolina-PE: EMBRAPA, 1997. BRITO, L.T.L.; SILVA, A.S.; MACIEL, J.L. e MONTEIRO, M.A.R. Barragem subterrânea I: construção e manejo. Petrolina, PE: EMBRAPA/CPATSA, 1989. 38p. (EMBRAPA/CPATSA. Boletim de Pesquisa, 36). COSTA, W.D. Manual de barragens subterrâneas: conceitos básicos, aspectos locacionais e construtivos. Secretaria de Ciência, Tecnologia e Meio Ambiente de Pernambuco-PE, 1997. FERREIRA, A.M.; MACHADO FILHO, A.F.; MACEDO, J.A.G. Pequenas barragens de terra: projeto, dimensionamento, execução e controle tecnológico. Campina Grande: Impressos Adilson, 2007. 112p. MEDEIROS, J.D.F. e SILVA, D.A. cadastramento e avaliação de barragens subterrâneas na região Seridó-RN. EMPARN: boletim de pesquisa, 22. Natal-RN, 1993. 16p. MONTEIRO, L.C.C.; BIANCHI, L. E FERREIRA FILHO, W.M. Armazenamento de água em barragens subterrâneas. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 8, Foz do Iguaçu, PR, 1989. Anais... Foz do Iguaçu, 1989. p. 228-239. SILVA, D.A. e RÊGO NETO, J. Avaliação de barragens submersíveis para fins de exploração agrícola no semi-árido. In: CONGRESSO NACIONAL DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM, 9, 1991, Natal. Anais... Natal: ABID, 1992. V.1. p. 335-361.

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Capítulo 3

Introdução Este capítulo apresenta os processos construtivos das barragens subterrâneas, BAPUCOSA, TETIP e poços amazonas, além de algumas considerações sobre sistemas de barragens subterrâneas sucessivas.

Barragens subterrâneas  A literatura especializada (Santos e Frangipani, 1978; Monteiro, 1984; Silva e Rêgo 1992) aponta dois tipos de estrutura hidráulica que têm a função de barrar fluxo de água, principalmente subterrâneo: Barragem submersa – definida como aquela que possui sua parede totalmente dentro do solo, interceptando apenas o fluxo de água subterrâneo, uma vez que fica em contato com a rocha, mas não atinge a superfície do solo.

Figura 3.1 - Barragem Submersa Barragem subterrânea ou submersível –  é definida como aquela formada por uma parede, que inicia na camada impermeável ou rocha e termina a 0,7m acima da superfície do terreno, aproximadamente, objetivando barrar o fluxo de água superficial e subterrâneo de um aqüífero pré-existente ou criado, ao mesmo tempo da construção do septo impermeável.

Figura 3.2 - Barragem subterrânea ou submersível 41

A barragem subterrânea consiste dos seguintes componentes:  Área de captação –  é representada pela bacia hidráulica delimitada por divisor de água topográfico e freático;  Área de plantio –  é a própria bacia hidráulica. Entretanto, dependendo da disponibilidade de água, da profundidade e das características do solo, dentro dessa bacia, pode-se construir reservatório,, poço amazonas, como por exemplo reservatório exemplo,, para armazenar ar mazenar o excedente de água da área de captação/plantio; Parede da barragem ou septo impermeável imper meável - o barramento ou parede da barragem, também conhecida como septo impermeável, tem a função de interceptar o fluxo de água superficial e subterrâneo, dando origem à formação e/ou elevação do lençol freático. Esta parede pode ser construída por material compactado (solo argiloso, solo-cimento ou solobentonita, com coeficiente coeficiente de permeabilidade de pelo menos menos 10-5cm/s), alvenaria alvenaria de pedra, pedra, diafragma com lona plástica ou concreto; Sangradouro –  possui a função de eliminar o excedente de água da área de captação/plantio.

Septo de material compactado  Antes da compactação da primeira camada do septo, deve-se promover uma limpeza completa na superfície do embasamento e analisar se a camada aluvial à jusante é constituída de material grosso. Neste caso, caso, se estabelece uma camada de transição entre o septo e o aluvião, formada pelo próprio material do aluvião (peneirado), de modo a atingir uma granulometria segundo os critérios adotados na construção constr ução de filtros e com espessura igual ou superior a 30 centímetros. Quando o embasamento é rocha, a limpeza consiste na remoção do material solto, eliminação das poças de água existentes e promoção de rugosidades rug osidades na superfície rochosa com auxílio de ferramentas, de modo a assegurar uma boa ligação l igação com o septo. Os buracos e outras irregularidades da superfície rochosa devem ser preenchidos cuidadosamente com terra compactada através de sapos ou outro processo equivalente, até formar uma superfície sensivelmente horizontal. Para tanto, deve-se compactar a primeira camada com espessura reduzida, da ordem de 10 centímetros. O material para continuação da construção do septo será espalhado em camadas, umedecido e compactado por meio mecânico ou manual. A espessura de cada camada antes da compactação será determinada em função do tipo de compactação que será utilizada, mas mesmo quando se usa rolo compactador, não deve exceder exceder 30 centímetros.

Parede em alvenaria de pedra   A restrição que se faz à utilização deste material na execução do septo é quando o embasamento impermeável se constitui de material compressíve compressívell (argila), pois poderão surgir fissuras na parede provocadas por assentamentos não uniformes. unifor mes.  A vantagem deste tipo de construção com relação ao anterior diz respeito ao volume escavado escav ado necessário à execução da parede, haja vista a cava ter menor espessura. O rejuntamento das pedras deve ser feito de modo a impedir totalmente o fluxo d´água. 42

Septo de lona plástica Promover a limpeza do fundo da vala e a retirada de pontas de raízes e de pedras na face onde será colocada a lona plástica. Deve-se evitar a entrada de pessoas no interior da vala, pois existe o risco de desmoronamento das barreiras em solos mais arenosos, para tanto, recomenda-se que a retroescavadeira retroescavadeira deixe o ambiente da vala o mais limpo possível evitando a entrada de pessoas para realizar tal acabamento acabamento.. Promoverr a limpeza do fundo da vala e a retirada de pontas de raízes e de pedras na Promove face onde será colocada a lona plástica. Deve-se evitar a entrada de pessoas no interior da vala, pois existe o risco de desmoronamento das barreiras em solos mais arenosos, para tanto, recomenda-se que a retroescavadeira retroescavadeira deixe o ambiente da vala o mais limpo possível evitando a entrada de pessoas para realizar tal acabamento acabamento..

Figura 3.3 - Septo no solo para colocação da lona plástica

Colocar lona plástica de 200 micras com a largura adequada à profundidade da vala, adicionando 0,5 metros para repousar no fundo da vala e mais 1m para repousar sobre o leito do riacho, utilizando-se pedras para sustentação da lona. 43

Repousar parte da lona na base inferior e parte na face superior conforme ilustração a seguir.

Figura 3.4 - Colocação da lona no septo

O esquema de colocação da lona em solo firme fir me conforme ilustração abaixo. Sentido de escoamento do riacho

Lona plástica

Face superior  1,0 m

Leito do riacho

solo retirado da vala

vala

Pedras para sustentação da lona 0,5m

Base inferior 

Figura 3.5 - Colocação da lona em solo firme 44

Em solos arenosos, ainda pode-se utilizar fita adesiva larga e resistente para criar uma alça comprida que fixará a lona com segurança e ajudará a segurá-la no momento do entupimento da vala, sem riscos de desmoronamento da borda pela proximidade de pessoas. Manter distância da borda da vala Sentido de escoamento do riacho

Mínimo de 1,5m

 Alça de fita adesiva

solo retirado da vala

Vala Solo arenoso (frouxo)

Figura 3.6 - Sustentação da lona em solos arenosos

Diafragma de concreto Este processo construtivo quando utilizado na construção da parede exige a participação de uma empresa especializada na execução de obras deste tipo, sendo utilizado em aluviões de grande espessura e que exijam grandes rebaixamentos do lençol freático. Por apresentar custo elevado, este sistema deve merecer uma análise econômica e comparado com outras possibilidades de acumulação de água.

Sangradouro É necessário que se garanta um sangradouro que permita o controle do nível d´água na bacia de acumulação, a fim de assegurar aeração adequada às plantas no período de maior fluxo subterrâneo, e um sistema de captação que possibilite a utilização dos recursos hídricos 45

armazenados e, em conseqüência, sua completa renovação no período das chuvas, evitando assim a acumulação de sais.

Descarregador de fundo  A fim de facilitar a remoção dos sais porventura depositados no solo, podem ser instalados descarregadores de fundo que, uma vez abertos no início do período de chuvas promoverão a lixiviação dos sais, renovando então a água do depósito aluvial. O sistema de captação desenvolvido na EMBRAPA/CPATSA (Brito et al, 1989) pode servir de descarregador de fundo.

Figura 3.7 - Sistema de captação - Descarregador de fundo

BAPUCOSA - Barramento com pneus usados para contenção de solo e água O primeiro passo na construção do BAPUCOSA é a escolha dos pneus, sendo recomendados os pneus de caminhão, como modelos do tipo: 10x20, 9x20, 11x22, 275, 290 e similares. O processo construtivo também pode ser feito com pneus de menor diâmetro, necessitando apenas maior quantidade de pneus para a amarração. Uma variação pode ser a composição do BAPUCOSA com pneus de vários tamanhos. Mas na última camada devem ser usados pneus de mesmo diâmetro. Recomenda-se fazer a seleção prévia de pneus em função do tamanho de forma que o mesmo modelo seja distribuído na mesma camada. Por exemplo: seis (6) pneus modelo 10 x 20, com três (3) camadas: Colocam-se dois (2) pneus em cada camada, ficando a distribuição sempre no mesmo trecho da camada inferior, pois não poderá ocorrer desencontro entre pneus, uma vez que as hastes de ferro que são usadas como armações é uma forma de resistir ao impacto da água durante as enxurradas, Figura 3.7  A distribuição dos pneus deve ocorrer da seguinte forma: a primeira camada de pneus forma a base acima do leito do riacho, e servirá como guia para as camadas superiores. A escavação deve permitir que os pneus depositados em semicírculos fiquem nivelados 46

totalmente com o leito do riacho, como mostra a Figura 3.7. A segunda camada deve ser colocada acima desta e assim sucessivamente, até a última camada desejada.

Figura 3.8 - Disposição correta dos pneus no BAPUCOSA

Uma vez depositado os pneus nas camadas, recomenda-se preencher seu interior com pedras (Figura 3.8) de pequeno e médio portes, de modo a proporcionar maior resistência ao deslocamento por ocasião das enxurradas. A colocação das camadas de pneus assemelha-se à parede de tijolos em que o centro de um pneu da camada inferior coincide com as bordas dos pneus da camada superior.

Figura 3.9 - Preenchimento interno dos pneus 47

Recomenda-se colocar alguns pneus nas extremidades da última camada com o fim especial de proteger as barreiras das margens do riacho da erosão quando o barramento for feito apenas na metade do riacho. Em algumas situações em que o barramento é feito apenas em uma parte do riacho, a água passará ao lado, necessitando-se reforço no ultimo pneu que receberá um grande esforço da correnteza, exigindo-se a ancoragem com duas a três varas de ferro, de forma a possibilitar maior fixação do pneu final.  As hastes de ferro recomendadas são vergalhões usados na construção civil, com bitolas de ½ polegada e comprimentos variando de 2,4 a 3,0m, dependendo da profundidade do findo impermeável do riacho.  A cada pneu da camada superior, coloca-se uma haste de ferro no seu interior “colado” à face montante, lado de chegada das águas do riacho. Utilizando-se marreta a haste deve penetrar no solo até faltar aproximadamente 0,40m, para ser curvada a seguir, grampeando o pneu. Vale salientar que esse procedimento, obrigatoriamente fixa o pneu do mesmo alinhamento da camada de baixo ( Figura 3.9).

Figura 3.10 - Sistema de fixação dos pneus

 Ao finalizar a última camada, recomenda-se depositar as pedras médias e pequenas no interior dos pneus, e as maiores deverão ficar na sua parte central, para proteger toda a estrutura do impacto da enxurrada.  A conclusão se dará colocando-se pneus cheios de pedras na face de jusante, também fixados com hastes de ferro para servir de “amortecedor” do impacto das águas que transpuserem o BAPUCOSA, podendo ser em forma de escadaria ou apenas uma camada. 48

TETIP  A construção do TETIP consiste na colocação das bandas completas ou meia bandas e/ou tiras de pneus acompanhando a curva de nível do terreno, sobrepostas de forma similar a uma pequena cerca, fazendo-se sulco com picareta ou chibanca, de forma a criar uma vala estreita que permita enterrar metade dessa parte do pneu. A seqüência de sucessivas curvas de nível, com os pedaços de pneus, promoverá o amortecimento da velocidade da água escoada e infiltrando mais água no solo, além de reter solos e evitar erosões em diversos graus de comprometimento.

TETIP solo

sulcos no solo Visão geral de curvas de nível 

Figura 3.11 - Aplicação prática de um TETIP

Poços amazonas O processo construtivo dos poços tubulares, consiste na colocação dos anéis prémoldados de forma mecanizada (Figura 3.11) ou manual. Caso seja feita a opção de descer os anéis com auxílio da retroescavadeira, o serviço necessitará apenas de duas pessoas que promoverão a amarração da corrente ou corda de forma que a máquina alce o anel e o desloque até a escavação. Neste processo se faz necessário se dispor de uma alavanca que ajudará a aproximação de um anel sobre o outro. 49

Figura 3.12 - Colocação mecanizada dos anéis

 As cordas de amarração devem ser de boa qualidade, para suportar o peso dos anéis.   Ao lidar com os anéis suspensos, o trabalhador e o tratorista devem ficar atentos aos movimentos bruscos para não ocasionar acidentes. Quando a colocação dos anéis pré-moldados for realizada de forma manual, são necessários, no mínimo, seis homens. Para a descida dos anéis, recomenda-se utilizar correntes ou cordas longas e resistentes para promover as amarrações, sendo necessário utilizar suas pontas para servir de suporte para a condução ao fundo do poço, aproximadamente 2 metros. Os espaços laterais devem ser preenchidos com solo preferencialmente arenoso, ou do próprio material escavado, à medida que os anéis forem sendo colocados.

Figura 3.13 - Aterro do poço 50

O operador de máquina deve ter o cuidado para não danificar a estrutura do poço com a movimentação dos anéis em suspensão. O último anel deverá ficar parcialmente exposto à superfície, sendo recomendado rejuntar com cimento o encontro deste anel e finalizar com a colocação de tampa de proteção. Esta ação servirá para melhor controle da qualidade da água, além de evitar contaminações ou entupimentos.

Figura 3.14 - Vista do poço amazonas faltando apenas a colocação da tampa

Sistemas de barragens sucessivas  A fim de melhor aproveitar a potencialidade de uma área, pode-se construir uma série de barragens sucessivas em que os aqüíferos das barragens podem ser recarregados pela água de precipitação das chuvas ou por um descarregador de fundo de barragem superficial de cabeceira. Neste caso, o sistema é utilizado também para o aproveitamento de áreas localizadas à jusante de barragens superficiais que apresentam grande perda d´água pela fundação

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BARACUHY, J.G.V.; FARIAS, S.A.R.; DANTAS NETO, J.; LIMA, V.L.A.; FURTADO, D.A.; ROCHA, J.S.M. e PEREIRA, J.P.G. . Técnicas agrícolas: para contenção de solo e água. Campina Grande: Impressos Adilson, 2007. 44p. BRITO, L.T.L.; MOURA, M.S.B. e GAMA, G.F.B. Potencialidades da água de chuva no Semi Árido Brasileiro. Petrolina-PE: EMBRAPA/MAPA, 2007. 179p. BRITO, L.T.L.; SILVA, A.S.; MACIEL, J.L. e MONTEIRO, M.A.R. Barragem subterrânea I: construção e manejo. Petrolina: EMBRAPA/CPATSA, 1989. (Boletim de Pesquisa, 36). COSTA, W.D.; PESSOA, R.J.R. e MELO, P.G. A subirrigação através da barragem subterrânea. In: SEMINÁRIO REGIONAL DE ENGENHARIA CML-CIVIL 90. RecifePE, 1990. Anais... Recife, 1990. p. 403-416. FERREIRA, A.M.; MACHADO FILHO, A.F.; MACEDO, J.A.G. Pequenas barragens de terra: projeto, dimensionamento, execução e controle tecnológico. Campina Grande: Impressos Adilson, 2007. 112p. MONTEIRO, L.C. Barragem subterrânea: uma alternativa para suprimento de água na região semi-árida. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS, 3, 1984, Fortaleza. Anais... Fortaleza: DNOCS, 1984. v.1. p. 421-430. SANTOS, J.P.; FRANGIPANI, A. Barragens submersas – uma alternativa para o Nordeste brasileiro. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA, 2, 1978, São Paulo. Anais... São Paulo: ABGE, 1978. V.1. p.119-126. SILVA, D.A. e RÊGO NETO, J. Avaliação de barragens submersíveis para fins de exploração agrícola no semi-árido. In: CONGRESSO NACIONAL DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM, 9, 1991, Natal. Anais... Natal: ABID, 1992. V.1. p. 335-361. UEHARA, K.; TEIXEIRA, F.A.P.; BRANDÃO, J.L.B.; MIRANDA, J.A. e TEIXEIRA FILHO, J. Estudos de sistemas alternativos para armazenamento e captação. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. Fortaleza, CE, 1981.  Anais... Fortaleza, CE, 1981. V.3. p.202-209.

52

Introdução  Todas as técnicas possíveis na capacidade de reter águas ee solos provenientes das enxurradas nos riachos e rios, ou seja, são os momentos que as águas através das chuvas não são absorvidas (infiltradas) na sua chegada ao solo, situação que é muito comum decorrente de solos descobertos, com inclinação acentuada, falta de curvas de nível na execução do plantio agrícola, solos predominantemente argilosos de baixa infiltração, compactação elevada e/ou de profundidade pequena, normalmente não atinge a 1 m e já encontramos a rocha mãe, além das intensidade elevadas de precipitação durante o período de verão. Combinado tais situações ou com apenas uma delas favorecendo, as águas nos riachos em alguns momentos do ano, podem promover um escoamento superficial formando o que seria o riacho com plena carga de água ou mesmo um filete na calha viva do mesmo. Esses momentos que podemos prever pelo menos uma vez no ano, e chegando a ser bem mais freqüente, de acordo com o regime de precipitação em determinado ano, é o momento que podemos considerar “ótimo” para captação da água para a barragem subterrânea construída, porém tudo isto ocorre num breve momento, e que seria muito adequado, que tal umidade fosse motivo de permanência para as culturas ali plantadas e como produto a mais, a água retida e possivelmente retirada do poço amazonas ou tubular existente a montante.

Propriedades físicas do solo Fisicamente um solo mineral é composto de agregados, mais ou menos porosos de partículas minerais, misturado em várias proporções com a matéria orgânica decomposta e em decomposição. Nele os fragmentos menores encontram-se ou recobertos ou envolvidos de géis coloidais e outros materiais em estado de grande subdivisão. Em alguns casos, o material do solo apresenta partículas maiores, originando os chamados solos arenosos e em outros, os géis coloidais encontram-se em proporção tão elevada que dão origem aos solos argilosos (Guerra, 2000). Quando observado os solos de riachos e rios, particularmente temos um amontoado de solos que contêm partículas derivadas da desintegração e decomposição das rochas pelo efeito do intemperismo e estes produtos acumulados, são de diversos tamanhos, indo desde macro-agregados até partículas microscópicas em estado, esse solo por ações do vento ou em suspensão durante as enxurradas, desenvolve um percurso com destino ao ponto mais baixo do terreno (relevo), de acordo com o volume de água, declividade das encostas e do riacho, além da rugosidade (obstáculos) encontrado ao longo do percurso, essas partículas vão repousando sobre o leito do rio/riacho formando um solo rico em matéria orgânica, argila, silte e areia em camadas que “contam” a história da formação daquele dreno natural. Abaixo destes encontra-se a Rocha Mãe, que normalmente pouco contribuiu como solo de sua origem, mas acomoda solos de outros destinos.

Natureza das Frações do Solo Segundo Silva (2008), o diâmetro de partículas do solo é subdividido em 6 ordens de magnitude, de matacões (1m) a argilas submicroscópicas (<10-6 m).  Areia - Partículas de areia são aquelas com diâmetro entre 0,05 mm e 2 mm. Silte - Partículas menores que 0,05 mm e maiores que 0,002 mm de diâmetro são classificadas como silte. Partículas de silte não são visíveis a olho nu nem apresentam sensação de aspereza quando esfregadas entre os dedos. 57

Argila - Partículas menores que 0,002 mm são classificadas como argila, pelo fato de possuírem uma grande área superficial específica, apresentam uma enorme capacidade de adsorção de água e outras substâncias. Uma colherada de argila pode possuir uma área superficial do tamanho de um campo de futebol. Este grande poder de adsorção faz com que partículas de argila mantenham-se unidas em uma massa coesa depois de seca. Quando úmida, a argila é pegajosa e pode ser facilmente moldada.

Constituintes do solo Gasosa.

Um determinado volume de solo é composto de: Fase Sólida, Fase líquida, Fase

 A Figura 1 apresenta uma distribuição aproximada dos constituintes de um solo superficial de textura media (barro), em ótimas condições para o crescimento das plantas.. Observa-se que contem aproximadamente 50% de fase sólida, 25 % de fase liquida e 25 % de fase gasosa. A fase sólida é formada por aproximadamente um 45% de minerais e um 5% de matéria orgânica. A proporção de água e ar, logicamente, varia dependendo das condições naturais às quais o solo está submetido. De qualquer forma, a porosidade não ocupada pela fase líquida é ocupada pela fase gasosa (Guerra, 2000)

Fase sólida Mineral

45%

Fase sólida orgânica

5%

Fase Líquida

25%

Fase Gasosa

25%

Figura 1. Composição de um solo ideal para agricultura

Segundo Guerra, (2000) é descrito as fases do solo, sua composição e função para a produção agrícola da seguinte forma: Fase Sólida: A Fase sólida consiste de partículas de vários tamanhos, formas e · composições químicas diferentes. Divide-se em Fase Sólida Mineral e Fase Sólida Orgânica. Fase Sólida Mineral: A fase sólida mineral é normalmente constituída de pequenos · fragmentos de rocha e minerais de várias naturezas. Os minerais são muito variáveis em tamanho, alguns grandes como fragmentos de rocha (areias muito grossas) e outros de tamanho coloidal (argilas). · Fase Sólida Orgânica: É uma acumulação de resíduos animais e vegetais parcial ou totalmente decompostos. A matéria orgânica do solo pode ser subdividida em duas 58

partes de materiais (a) Material original, parcialmente decomposto (restos de folhas, raízes, animais, excreções, etc..) (b) Material completamente decomposto, gelatinoso, rica em fósforo, cálcio e nitrogênio, chamada de húmus. A matéria orgânica está em constante processo de decomposição, sendo atacada continuamente pelos microorganismos do solo. Consequentemente é um constituinte transitório e deve ser constantemente renovado. Embora o conteúdo de matéria orgânica do solo seja , na maior parte dos solos , baixo , seu efeito sobre as propriedades deste e, por tanto, sobre o crescimento das plantas é enorme. A matéria orgânica, além de proporcionar nutrientes as plantas, atua como um condicionador do solo, melhorando suas propriedades físicas. Através da sua ação na condição física do solo, a matéria orgânica aumenta a capacidade de retenção de água do solo e a sua disponibilidade para as plantas. Finalmente, a matéria orgânica é a principal fonte de energia para os microorganismos do solo, e sem ela, a atividade bioquímica do solo é praticamente paralisada.Na maior parte dos solos, o conteúdo de matéria orgânica  varia de 0.4 a 5 ou 6 %. Devido a predominância da fase sólida mineral os solos são referidos como solos minerais ou inorgânicos. Fase Líquida: A fase líquida é representada pela água ou solução do solo, contendo ·  íons como fosfatos , sulfatos , nitratos, sódio, potássio, cálcio, hidrogênio , amônia, etc. Podemos chamar nesta para este nosso objetivo, esse conjunto de substâncias e água, como água do solo. A água do solo ocupa parte dos espaços porosos do solo.  A variável quantidade de água contida num volume o massa de solo e o estado energético desta são importantes fatores que influenciam o crescimento das plantas. Numerosas propriedades dos solos dependem do conteúdo de água. Este determina também o conteúdo de ar do solo e seu intercâmbio gasoso, afetando assim a respiração das raízes e o status químico do solo (reações de redução e oxidação ).

· Fase Gasosa: É o ar do solo, que ocupa o espaço poroso não ocupado pela fase líquida. O processo de aeração do solo é um dos principais determinantes da produtividade do solo. As raízes das plantas absorvem oxigênio e liberam anidro carbônico durante o processo de respiração. Na maior parte das plantas, a transferência interna de oxigênio das folhas às raízes não pode ser realizada sem a presença de oxigênio na zona radicular. Uma adequada respiração precisa que o solo esteja bem arejado. Os organismos do solo respiram e sob condições de inadequada aeração, podem competir por oxigênio com as raízes das plantas. Através da fase gasosa realiza-se o transporte do nitrogênio, oxigênio e anidrido carbônico, elementos indispensáveis ao crescimento das plantas.

Relações de massa e volume dos constituintes do solo Consideremos um volume de solo Vt , constituído de um volume de sólidos V s (correspondente a uma massa de solo Ms ), um volume de água Va (correspondente a uma massa de água Ma) e um volume de ar Var (correspondente a uma massa de ar Mar). As relações entre a massa e o volume dos constituintes do solo dão origem as seguintes propriedades dos solos: 59

Densidade das Partículas (Dp) Chamada também de Densidade Real. É a massa específica média do volume sólido do solo.

 M  s

(g cm-3)  Dp = V  s

De acordo com o material de composição da rocha, o solo passa a ter um peso maior para um mesmo volume exclusivamente de partícula de solo ( sem considerar o espaço poroso), ou seja a Tabela 1 apresenta típicos valores de densidade real ou das partículas para alguns constituintes do solo e que podemos com esta informação observar que a areia (quartzo) é mais pesada que a argila quando relacionado apenas o peso da partícula e não considerando os espaços porosos do solo. Tabela1.Densidade real de algumas partículas formadoras dos solos agrícola

MATERIAL

DENSIDADE REAL

Húmus  Argila Quartzo Feldspato Calcita Limonita Hematita, Pirita e Magnetita

1,3 – 1,5 2,2 – 2,5 2,5 – 2,8 2,5 – 2,6 2,6 – 2,7 3,5 – 4,0 4,9 – 5,3

Considerando-se a proporção em que estes materiais encontram-se no solo e a pouca  variação existente entre solos, a Sociedade Internacional de Ciência de Solos adota como padrão uma densidade de partículas igual a 2.65 g/cm3 .

Densidade Global (Dg) Chamada também de Densidade Aparente, é a que realmente ocorre no solo agrícola, inclui a distribuição do solo e ar dentro de um mesmo ambiente (volume). É a massa específica média do volume total do solo.

M s  Dg = V  total

60

(g cm-3)

Observa-se que, tanto para a Dg, quanto para a Dp não se considera a massa da água, por ser variável e não caracterizar o solo. Num solo superficial de textura média, onde aproximadamente 50% do solo é constituído pela fase sólida (Vtotal = 2 Vs ) , a densidade global é aproximadamente igual a metade da densidade das partículas.

1  M  s 1  Dg ==  Dp == 2 V total  2V  s 2 V  s M  s

 M  s

 A Tabela 2 apresenta valores médios de densidade global (aparente) para as diferentes classes texturais de solo, quando inclui os espaços porosos na avaliação da densidade do solo. Tabela 2. Faixa de densidade global (aparente) das classes texturais de um solo agrícola

CLASSE TEXTURAL Areia Silte  Argila

DENSIDADE GLOBAL (g cm-3 ) 1,3 – 1,6 1,1 – 1,5 0,9 – 1,1

Quanto mais fino o material, maior a porosidade total, menor a massa específica da fração sólida e conseqüentemente menor a densidade global.

Espaço Poroso (V p) ou Porosidade (P): :

É o volume de solo ocupado por água (Va) mais o volume ocupado por ar (Var ), Assim

V p = P = V a + V ar Quando Va e Var são expressados como uma fração do volume total do solo, Va , Var e q   Vp são denominados respectivamente, espaço poroso cheio com água ( ), espaço poroso cheio com ar (Y) e Porosidade Total (P). Assim:

P=q + Y  Outra forma de definir ou obter a porosidade é através da equação de Veihmeyer .

P = (1 - Dg/Dp) Geralmente a porosidade total de um solo mineral varia entre 35%, para solos compactados a 60% para horizontes superficiais soltos. 61

Tamanho dos poros Segundo Silva (2008), os valores de densidade do solo determinam apenas a porosidade total. Os poros no solo possuem ampla variedade de tamanhos e formas e o tamanho determina sua função no solo. Os poros são classificados, de acordo com seu diâmetro em: macroporos, mesoporos, microporos, etc. Simplificando, podemos separar os poros em macroporos (> 0,08 mm) e microporos (< 0,08 mm). Macroporos - Permitem livre movimentação de ar e condução de água durante o processo de infiltração. São grandes o suficiente para permitir o desenvolvimento do sistema radicular e abrigar organismos de menor tamanho que habitam o solo. Os macroporos podem ocorrer como espaços entre partículas de areia em solos de textura grosseira. Deste modo, apesar dos solos arenosos possuírem baixa porosidade total, a predominância de macroporos permite um rápido movimento de água e ar. Em solos bem estruturados, os macroporos são geralmente encontrados entre as unidades estruturais (Silva, 2008). Macroporos criados por raízes, minhocas e outros organismos constituem um tipo muito importante de poros chamados bioporos. Os bioporos, normalmente, possuem formato tubular e podem ser contínuos, atingindo um metro de comprimento ou mais. Em alguns solos argilosos, os bioporos são a forma predominante de macroporos, facilitando o desenvolvimento radicular . Vegetações perenes, como florestas e certas gramíneas, são particularmente eficientes na criação de bioporos, após a morte e decomposição das raízes. Estrutura e textura influenciam as quantidades relativas de macroporos e microporos presentes no solo. A diminuição do teor de matéria orgânica e aumento do conteúdo de argila que ocorre em profundidade em muitos perfis é associada ao aumento da quantidade de microporos. Microporos   – Ao contrário dos macroporos, os microporos geralmente são ocupados por água. Mesmo quando não preenchidos por água, seu tamanho reduzido não permite uma movimentação adequada do ar no solo. O movimento de água nos microporos é lento, e a maior parte da água retida nestes poros não está disponível para as plantas. Apesar do grande volume total de poros, solos de textura fina, especialmente aqueles sem estrutura estável, podem possuir predominância de microporos permitindo assim um lento movimento de água e ar.(UFSM, 2008).

Efeito da Capilaridade da água decorrente dos microporos do solo Propriedades da água Coesão versus adesão

 As pontes de hidrogênio da água determinam as duas forças básicas responsáveis pela retenção e movimento da água no solo: a atração entre moléculas de água (coesão) e atração das moléculas de água pelas superfícies sólidas (adesão). Pela adesão (também chamada adsorção), algumas moléculas de água são firmemente retidas nas superfícies das partículas sólidas do solo. Por sua vez, estas moléculas de água retidas por adesão retém, por coesão, outras moléculas de água mais distantes das superfícies sólidas. Juntas, as forças de adesão e coesão tornam possível que as partículas sólidas do solo retenham água, controlando seu 62

Tensão superficial Uma importante propriedade da água e que influencia seu comportamento nos solos é a tensão superficial. Esta propriedade é normalmente evidenciada nas interfaces líquido-ar e resulta da maior atração das moléculas de água umas pelas outras (coesão) do que pelo ar. A tensão superficial é uma força que atua na superfície, em direção ao líquido, a qual faz com que a água se comporte como se sua superfície fosse coberta com uma membrana elástica, o que pode ser facilmente constatado observando-se insetos caminhando sobre a água em um lago. Devido à atração relativamente alta entre moléculas, a água apresenta alta tensão superficial (72,8 Newtons mm-1 a 20° C) quando comparada com a maioria dos outros líquidos (por exemplo, álcool etílico, 22,4 N mm-1 ) (Silva, 2008). Como veremos, a tensão superficial é um fator importante no fenômeno da capilaridade, a qual determina como a água se move e é retida no solo.

Efeito da capilaridade da água no solo  A ação da capilaridade é devida às forças combinadas de adesão e coesão e a obtenção da altura da ascensão capilar é bem maior nos solos argilosos, decorrente do mesmo possuir maior quantidade de microporos. Descrito por Silva (2008), temos que as forças descendentes são determinadas pelo produto da densidade da água (d), o volume da água acima da superfície livre (h ðr2) e a aceleração da gravidade g. Deste modo, quando a ascensão capilar cessa, temos a seguinte igualdade:

Forças ascendentes = Forças descendentes  T x 2ðr x cos á = d x h x ðr2 g

  A equação de equilíbrio entre as forças ascendentes e descendentes pode ser matematicamente rearranjadas isolando-se a altura de ascensão capilar: h = 2 T cosá / rdg

 A atração entre água e superfície das partículas do solo é normalmente tão forte, que o ângulo de contato é muito próximo a zero, fazendo com que o cosseno seja aproximadamente igual a 1. O cos á pode então ser ignorado sob tais circunstâncias. Os outros três fatores que afetam a ascensão capilar (T, d e g) são constantes a uma dada temperatura e podem ser combinados em uma única constante. Assim, a equação simplificada da capilaridade, pode ser escrita da seguinte forma: h (cm) = 0,15 (cm2 ) / r (cm) (Silva, 2008). O melhor efeito do acumulo de água decorrente da barragem subterrânea sobre as plantas é o fato da mesma acumular água em nível abaixo das raízes, e mesmo assim a planta pode ser favorecida pela ascensão capilar da água, semelhante a “canudinhos” que permitem as raízes sugar a água em nível mais baixo, todo esse principio só é possível devido as propriedades da água em coesão, adesão e tensão superficial que proporciona tal percurso ascendente. Semelhante ao queimar de uma vela, a cera promove sua queima ao ascender pelo pavio, tal altura determina o ponto mais alto que o pavio fica sem queimar e ali só a cera é 63

motivo de combustão (Figura 2) Essa altura em que a cera ascende é determinada pela tensão superficial do liquido e pelo raio dos “orifícios” que são formados entre as fibras de algodão que forma o pavio. Coisa semelhante acontece com o solo, onde as partículas pequenas de argila formam micro tubinhos, ou seja, microporos que promovem maior ascensão capilar da água quanto menor for o diâmetro desse espaço. Outra forma de verificarmos o efeito da capilaridade é ao andarmos pelas poças de água após as chuvas, o contato da barra da calça em porções de água nas ruas e calçadas, permite que a água caminhe no sentido vertical até seu limite capilar para aquela fibra de tecido, onde muitas vezes a pessoa se depara com boa parte da perna da calça molhada sem levar uma menor chuva durante o trajeto (Figura 3). Figura 2.  A vela só é possível ter este mecanismo de chama, porque a queima se dá através da cera que ascende pelo pavio, através de seus microporos da fibra do algodão, em altura suficiente para promover tal chama, a partir de determinada altura, o pavio queima e mantêm numa mesma altura a referida chama.

Figura 3. A água ao atingir a barra da calça, promove uma ascensão capilar até a altura proporcional aos diâmetros dos capilares da fibra do tecido, promovendo umedecimento da mesma, apenas pelo contato.

Conteúdo de Água do Solo É a quantidade de água perdida por uma amostra de solo submetida a uma temperatura de 105 C durante 24 a 48 horas. Pode ser expressado como: 64

Percentagem em peso (UM): É a massa de água contida numa massa de solo. Pode ser expressa baseada na massa do solo seco (Umidade base solo seco ) ou baseada na massa do solo úmido (Umidade base solo úmido). a) Umidade Base Solo Seco (Uss)

Uss=

  Massa×× de água

 M a

100 = 100 ´ ´

sec o Massa× solo×

 M  ss

b) Umidade Base Solo Úmido (Usu)  M a  Massa×× de água Usu = 100 =´ 100 ´  Massa× solo× úmido

 M  su

Porcentagem em Volume (Uv)  A Umidade do solo expressada em volume (%) corresponde a porosidade cheia com água ( q ) expressada como uma fração de um volume unitário, com valores entre 0 e 1.

Volume×× de água V  Uv = 100 = 100 ´ ´ a

Volume×× do  solo

V t 

q = Va/ Vt Em forma de lâmina (L)

L=

3   Volume de água cm ------------------------ = ------- = cm 2 cm   Área Unitária

Exemplo 1:

Um solo que encontra com as seguintes características de volume/massa de sólido, líquido e ar. 21 cm3 de ar 34 cm3 de água 45 cm3 de sólidos

Mar = 0 Mágua = 34 g  Msólidos = 126 g  65

Qual é a lâmina de água num perfil de solo de 1 metro de profundidade? L= q .D L = 0.34 . 100 = 34 cm

Quantidade de água disponível numa barragem subterrânea em qualquer estado de umidade.   A quantidade de água disponível numa barragem subterrânea é dependente das características físicas do solo como densidade, porosidade e textura. O conhecimento da quantidade de água disponível é de extrema importância para fins de planejamento e uso eficiente deste recurso na propriedade. O procedimento para calcular o volume de água é muito simples e será demonstrado considerando a Figura 4

66

Área superfícieda barragem

Z1

Camada 1

Z2

Camada 2

Zn

Camada n

Figura 4. Esquema de uma barragem subterrânea.

O cálculo do volume total de água armazenado pode ser feito em camadas. O número, bem como a espessura das camadas deverá ser estabelecido de acordo tamanho da barragem. Os dados necessários para realização dos cálculos são: Umidade do solo em base de  volume (U v ), profundidade(s) da(s) camada(s) (Z) e área da superfície da barragem (As ). Considerando o esquema da Figura 1, pode-se escrever: U v1 * Z1 * As

 Volume de água camada 1 (V  1 ):

V1

 Volume de água camada 2 (V 2 ):

V2

=

 Volume de água camada n (V  n ):

Vn

=

 Volume total armazenado na barragem (V   T ):

em que: U v  – Z –   sA – n –

=

100

U v 2 * Z2 * A s 100

U vn * Z n * As

100  V   T = V  1 + V  2 +....+ V  n

[m3 ]

[m3 ]

(Eq.1a-b-c)

[m3 ] [m3 ]

(Eq. 2)

umidade do solo em base volumétrica, cm3 água/cm3 solo profundidade da camada de solo, cm área superficial da barragem, 2m número de camadas. É importante atentar para as unidades utilizadas:

Exemplo 2:

Considere o leito de um rio, no qual foi construída uma barragem subterrânea. Para estimativa do volume de água atual numa camada de solo de 1,5 m, após vários pontos de água coletado obteve-se uma média de umidade abaixo descrita. 67

i. Umidade média da barragem em determinada profundidade: ii. Espessura da camada coletado os dados : Z1 = 150 cm iii. Estimativa da área superficial da barragem:As =300 m2

U v1=0,45 cm3/cm3;

Calcule o volume de água armazenado para estas condições SOLUÇÃO:

 Volume de água camada 1 ( V 1 ):

3

0,45 *150 * 300 V1 = = 202,5 m 3 de água 100

Com essa informação o proprietário poderá definir qual o melhor uso para o recurso disponível e possível manejo da cultura sobre tal ambiente.

Cálculo Máximo de água a ser retido numa barragem subterrânea  A distribuição da água na barragem subterrânea está focalizado no que pode ser obstruído após o barramento instalado (lona plástica, argila, ...), a bacia hidráulica da barragem compreende toda a área superficial que pode ser preenchida os poros com água decorrente da obstrução, para obter tais medidas de forma prática, podemos calcular a média das profundidades obtidas a cada 2 m, durante a abertura das valas, e assim ao fazer a média de profundidade, multiplicamos pela largura escavada e temos a área da seção que foi obstruída, esta forma embora não seja precisa, pois não considera que o terreno superficial do riacho tenha variações no relevo transversal, considerando assim para os cálculos, um plano único de cota superior. A figura 5 é um esquema de medidas as quais permite obter o volume de forma simples a estimativa de água represada após a obra do barramento subterrâneo.

Figura 5. Esquema espacial de um obstáculo da lona plástica, identificando setores e dimensões de uma barragem subterrânea. 68

Para facilitar o entendimento do volume de água possível a ser armazenado, podemos fazer uma co-relação entre a inclinação obtida no leito transversal do riacho sendo igual a inclinação da rocha mãe, após obter uma profundidade média (Pmédia ) da seção transversal, podemos proporcionalmente obter o comprimento médio (Cmédio ) e máximo represamento de água da bacia hidráulica da barragem subterrânea. Perfil longitudinal (Figura 6) esquematiza  visualmente estas dimensões, e conjuntamente com a largura do barramento (L) (Figura 5), podemos ter o volume de solo potencialmente obstruído para armazenamento de água na face montante da barragem subterrânea.

Figura 6. Esquema simplificado de um corte longitudinal do leito do riacho, identificando medidas para obter o volume de água armazenado na barragem subterrânea.

 Temos na Tabela 3 para melhor identificação dos parâmetros e significados, temos uma legenda das informações e siglas do que representa nos esquema das figuras 5 e 6.  Tabela 3. Legenda do significado de alguns termos do esquema das figuras 5 e 6. Significado

Sigla

Superfície do leito do rio, compreendendo a área potencialmente influenciada e plantada sobre a bacia hidráulica da Barragem subterrânea

 Aplantada

 Área média da seção obstruída pela vedação da lona da Barragem subterrânea

 Aplantada= Profundidade média x largura do barramento

 Aseção= Soma das profundidades a Área da Seção obtida após escavação da vala , cada 2 m dividido pelo numero de compreendendo todas irregularidades do terreno medidas realizadas x largura d barramento (L) Setor a montante da barragem subterrânea com  Ainudada = Profundidade média x potencial de ser oc upado 100% dos espaços vazios, comprimento máximo promovido decorrente do barramento construído. pelo barramento Setor a montante da barragem subterrânea acima do  Ainfluenciada = A inudada (de forma nível de barramento de água, sendo uma área sujeita a simplificada podemos imaginar um ser beneficiada com a água acumulada, através da paralelograma, sendo as áreas capilaridade que o tipo do solo sedimentar pode divididas pela diagonal entre os proporcionar.  vértices do mesmo. Profundidade média (P média ) da secção transversal do Pmédia= Aseção / L obstáculo Comprimento médio (C médio ) de represamento Cmédio= Pmédio (m)/i (%) x100 x (m) decorrente do barramento (m) 69

O Que representa

Para estimar o volume de água total a ser barrado numa determinada barragem subterrânea, podemos obter tal valor aproximado, partindo de figuras geométicas conhecidas, considerar a declividade do terreno semelhante a declividade da rocha mãe, calcular a profundidade média da seção transversal(Pmédia), a área da secção (Aseção) ou área média (Amédia) através da seguinte formula:  Volume de água máximo a ser barrado pela barragem subterrânea (V maxbarr)

 Amédia = L x Pmédia (m2 de solo)  V solo= Amédia x (Cmédio x Pmédia  ) (m3 de solo) 2  V maxbarr= V solo x Porosidade do solo (décimos) (m3 de água) É importante lembrar que do volume de água obtido, parte da mesma não fica disponivel como água para beber, apenas a água depositada em macroporos do solo, portanto quanto mais solo arenoso existe no sedimento, mas água disponível para extrair do poço amazonas, sendo esse tipo de solo mais indicado para obter água do que produção, decorrente de poucos microporos que contribuem para o efeito de capilaridade e contribuição de água para as raízes após o período chuvoso no local.

Exemplo 3: Considere o leito de um rio, no qual foi construída uma barragem subterrânea. Para estimativa aproximada do volume total de água possível de armazenamento, considerando que foi escavado 50 metros de vala para colocação da lona (L), a Profundidade média (Pmédia) do solo durante a escavação foi de 2,6 m, e após medido com mangueira de nível, chegou a uma declividade media na calha do riacho de 1,3%, após analises no laboratório foi informado a porosidade do solo de 51%, qual o volume possível de coleta de água, se o barramento atingisse o Maximo de saturação de água na barragem construída. Cmédio= Pmédio (m)/i (%) x100 x (m)=> Cmédio= 2,6/1,3 x100 = 2 x 100 = 200 (m) Amédia = L x Pmédia (m2 de solo)=> Amédia = 50,0 x 2,6 = 130 m2 de solo V solo= A médiax (C médiox P média) (m 3de solo)=> V solo= 130 x ( 200 x 2,6 ) = 33.800 (m 3de solo) 2 2 3 V maxbarr= V solox Porosidade do solo (décimos) (m de água)=> V maxbarr= 33.800 x 0,51 = 17.238 (m 3de água)

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REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA  Guerra, H. O. C. Física dos solos. Campina Grande: UFPB. 2000. 175p . Silva, A. P. da, Apostila Física do solo , Piracicaba-SP, 2008, Disponível o site Esalq . URL: http://www.solos.esalq.usp.br/arquivos.html . Acessado em 11 de março de 2008

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Introdução  Toda água superficial ou subterrânea contém certo teor de sais em solução, mas em região áridas e semi-áridas essa concentração é maior por causa dos períodos secos, que favorecem a evaporação da água e em conseqüência, se concentram os sais nas águas remanescentes dos reservatórios, causando grandes problemas de salinização e sodificação do solo quando utilizadas para diversos usos de consumo. A orientação comum é determinar à qualidade a água quanto ao teor de sais através de leituras para determinar a concentração e a composição desses sais (Daker,1970).  A adequabilidade da água de irrigação não depende unicamente do teor total de sais, mas também do tipo de sais. À medida em que o conteúdo de sais aumenta, os problemas do solo e das culturas se agravam, o que requer o uso de práticas especiais de manejo, para manter rendimentos aceitáveis. A qualidade da água quanto a sua adaptabilidade à irrigação se determina, pela gravidade dos problemas que podem surgir depois do uso, em longo prazo (Ayers & Westcot, 1999). Os problemas de salinização são causado pelo conjunto de fatores que contribuem para a acumulação e concentração de sais, a níveis tais que prejudiquem as condições físicas e químicas dos solos que afetem, direta ou indiretamente, a planta. O impasse se apresenta quando essas águas se evaporam do solo. O efeito da evapotranspiração diminui a umidade do solo e praticamente não elimina os sais, de forma que a solução do solo se torna mais salina á medida em que o solo seca. Por este processo, uma água que tenha, de início, uma concentração salina aceitável, pode alcançar valores elevados de sais. .Para salinização de um solo, além da intemperização das rochas e liberação dos sais, é preciso que esses sejam transportados para outros locais, onde se concentram até níveis prejudiciais. O principal agente responsável pela remoção, transporte e acúmulo de sais, é a própria água, a exemplo, uma lâmina de 100 cm de água infiltrada, com CEa de 750 uS.cm-1 leva ao solo cerca de 4,8 t.ha-1 de sais. O conceito de qualidade de água refere-se às características que podem afetar sua adaptabilidade para uso específico; em outras palavras, a relação entre a qualidade da água e as necessidades do usuário. A qualidade da água define-se por uma ou mais característica físicas, químicas e biológicas. Preferências pessoais, como sabor, podem constituir simples avaliação de aceitabilidade, porém na avaliação da qualidade da água para a irrigação leva-se em conta, sobretudo, as características químicas e físicas e poucas são as vezes em que outros fatores são considerados importantes (Ayers & Westcot, 1999).

Fatores que influenciam na qualidade da água para consumo de plantas Segundo Ayers & Westcot (1999) a qualidade da água para uso das culturas está relacionada a seus efeitos prejudiciais aos solos e à toxidade as plantas requerendo muitas  vezes, técnicas especiais de manejo para controlar ou compensar eventuais problemas associados à sua utilização; desta forma, a conveniência de uma água para utilização em  vegetação inserida em barragens subterrâneas deve ser avaliada juntamente com o estudo das condições locais de uso, tomando como base os fatores relacionados com a água, o solo e a tolerância da planta a determinado níveis de sais no solo. Os sais solúveis que ocorrem no solo e na água são originados, em geral a partir da 75

intemperização dos minerais primários constituintes da crosta terrestre (Richards,1954, FAO/UNESCO.1973). Segundo Israelsen & Hansen (1967), a intemperização química envolve processos de hidrólise, hidratação, solução, oxidação e carbonatação, resultando na liberação gradual de íons solúveis que, na ausência da precipitação pluviométrica em quantidades e freqüência suficientes para promover a lixiviação através do perfil do solo se acumulam, atingindo níveis restritivos ao desenvolvimento satisfatório das plantas cultivadas; por este motivo, a ocorrência de solos sódicos está quase sempre associada às regiões áridas ou semi-áridas, enquanto a presença de chuvas em áreas litorâneas pode contribuir significativamente para a deposição de sais no solo (Biggar et al.1984). Em regiões úmidas, e por se tratar de zonas com precipitações elevadas, solos profundos e com relevo ondulado os sais liberados durante a intemperização são lixiviados até ao lençol freático ou são eliminados dos locais de origem através das águas superficiais, enquanto nas regiões áridas e semi-áridas, devido ao déficit hídrico ser maior em parte do ano e, na maioria das vezes, por serem solos rasos ou apresentarem camadas impermeáveis no perfil, aliado à existência de topografia relativamente plana, esses sais junto com a água são depositados em depressões, nas quais estarão sujeitos aos processos de evaporação e/ou evapotranspiração, podendo com o tempo atingir níveis elevados e comprometedores para o crescimento e desenvolvimento das culturas (Richards,1954; Pizarro,1978). O teor de sais das águas superficiais embora seja função das rochas predominantes nas nascentes, da zona climática, da natureza do solo em que a água flui, depende também da poluição pelas atividades humanas; já no caso de água subterrânea, o teor de sais depende da origem da água e do curso sobre a qual ela flui, e a sua salinização está de conformidade com a lei de dissolução, com base no contato entre a água e o substrato que armazena a referida água.  As mudanças no teor de sais da água subterrânea no processo de recarga resultam de redução, geralmente, de natureza bioquímica, troca catiônica, evapotranspiração e precipitação (Yaron 1973, citado por Medeiros, 1992). Entretanto, atualmente, com a sobre-exposição dos solos à agricultura intensiva e à criação de gado e animais em geral, ocorrem cada vez com maior freqüência contaminações dos aqüíferos com poluentes de origem antrópico, destacando-se os nitratos, agrotóxicos, metais pesados e contaminação fecal. Para águas superficiais, Leprun (1983) apontou o tipo de solo como um indicador do nível de salinidade dessas águas. Laraque (1989), estudando a salinização nas águas de açudes na região semi-árida do Nordeste, conclui que o tipo de solo da bacia hidrográfica do açude pode ser indicativo do risco de salinidade da água e, também, que açudes superdimensionados podem ter suas águas salinizadas com o tempo, devido aos longos tempos de armazenamento, que favorecem os acúmulos de sais, caso não se faça descargas de fundo ou limpeza do mesmo.  A composição da água superficial pode alterar-se sob a influência da precipitação pluviométrica e da evaporação (Laraque, 1989; Medeiros, 1992). Leprun (1983) constatou, para as condições do Nordeste que, em termos médios, a salinização da água para diferentes fontes se situa na seguinte ordem: açude, rios, cacimbões e poços rasos, porém há muitas  variações no nível da salinidade para cada fonte. Segundo Shalhevet & Kamburov (1976) a distinção entre as diferentes águas usadas na irrigação depende das condições geoclimáticas da região, da fonte de água, da localização do curso de água, da época do ano e do desenvolvimento da irrigação. Pereira et al. (1991) estudaram a qualidade das águas superficiais na microrregião do Seridó, RN, e concluíram que as fontes de água mais salina apresentam maior variabilidade que as de baixa salinidade; em geral, a qualidade da água para irrigação variou entre bacias hidrográficas e entre os tipos de fonte e, para determinada fonte, o nível de salinidade é maior na época que coincide com o período de irrigação (o verão ou época seca); utilizando a Classificação de Richards 71,9 % das fontes da água pesquisadas nessa região apresentaram 76

águas de qualidade entre regular a excelente, para irrigação. Cruz (1966), Mente et Al. (1966) E Leprun (1983) viram que na zona semi-árida a salinidade da água aumenta muito da superfície para a profundidade e o maior acréscimo ocorre nos teores de sódio e cloreto. Na zona úmida a situação é o contrário, visto que a mineralização é maior na superfície do que em profundidade. Costa (1982), em estudo para caracterizar as águas de irrigação da microrregião homogênea de Catolé do Rocha, PB, utilizando amostras de água de diferentes fontes, coletadas nas épocas chuvosa e seca, concluiu que, via de regra, o sódio predomina em relação ao calcário e ao magnésio; no entanto, na época chuvosa, com a diminuição da concentração de sais nas águas, em algumas fontes pode-se verificar a recíproca, sobretudo onde as concentrações de bicarbonato eram maiores que as do cloreto. Quanto aos ânions, o autor observou predominância de bicarbonato ou cloreto para águas de concentração de sais abaixo ou acima de 0,75 dS m-1, respectivamente; sendo que esta região apresentou 74,3% das fontes de água de boa qualidade.

Parâmetros usados para avaliar a qualidade da água para as  plantas  Ao se classificar a água, é conveniente lembrar que, procedente de uma mesma fonte, sua qualidade pode variar com o tempo. As amostras devem ser analisadas o ano inteiro ou durante o período de irrigação, com uma freqüência adequada. Antes de ser utilizada para este fim, a água de irrigação passa pelo processo de escoamento e armazenamento, seja nos reservatórios superficiais ou subterrâneos. A água ao escoar por zonas de solo que possuem grandes quantidades de sais solúveis tem seu teor de sais aumentado antes do processo de armazenamento e posteriormente, esses sais serão depositados nos solos irrigados, criando os problemas já citados, para os solos e para o desenvolvimento das plantas.  Vários são os critérios e classificações de qualidade de água para a irrigação, mas a sua generalização é arriscada de vez que os fatores que condicionam os critérios de qualidade são tão importantes que, às vezes, podem invalidar, total ou parcialmente, o critério estabelecido. O ideal seria juntar um conhecimento mais profundo na área vegetal para se avaliar a qualidade de uma água específica para um determinado cultivo em um ecossistema também específico (Pereira & Holanda, 1983).  Wilcox (1948), Richards (1954), Allison (1964), Shainberg & Oster (1978), Ayers&  Westcot (1961), e outros apontam, como características mais importantes que determinam a qualidade de uma água para uso de irrigação, os seguintes parâmetros básicos: concentração total de sais solúveis, concentração relativa de sódio e concentração dos íons tóxicos.

Efeito dos Sais no solo sobre as Plantas O sal restringe o crescimento das plantas. A vegetação natural do ambiente salino é freqüentemente espessa. Áreas demasiadamente salinas são desprovidas de vegetação. As plantas que crescem em solo salinos são, normalmente, menores do que em solos não salinos, com cores mais escuras, devido ao alto teor de clorofila e apresentarem cutícula mais espessa. Ocasionalmente, apresentam manchas de coloração marrom, mosqueado por clorose nas folhas. Internamente elas apresentam modificações morfológicas: espessamento da parede celular, redução na produção dos vasos condutores e diminuição na permeabilidade das raízes em relação à água. 77

Concentração total de sais solúveis Embora diversos fatores possam influenciar na qualidade e composição dos sais solúveis presentes na água de irrigação, as variações na composição não são muito acentuadas para uma região. Estudos de Leprun (1983) indicam que a concentração dos principais íons presentes na água pode ser estimada a partir de sua condutividade elétrica, que expressa a concentração total de sais solúveis. Segundo Richards (1954) pode ser expressa com a seguinte relação.

STD = 640.CEa

(1)

onde a Condutividade elétrica da água (CEa) é expressa em dS m-1 e sólidos totais dissolvidos (STD) é expresso em mg L-1

Concentração relativa de sódio   A concentração relativa alta de sódio (Na) na água de irrigação pode elevar a percentagem de sódio trocável (PST) do solo, prejudicando a sua permeabilidade (Richards, 1954; Rhoades, 1972; Sharinberg & Oster,(1978). Devido ao fato de muitos íons interferirem nos efeitos da qualidade da água sobre a permeabilidade do solo, vários termos foram desenvolvidos ralação de adsorção de sódio os quais são apresentados a seguir:

Relação de adsorção de sódio (RAS) Richards (1954) não apenas indicou a RAS como sendo o parâmetro de água que melhor se correlaciona com a PST do solo, mas introduziu, pela primeira vez, este conceito, num sistema de classificação. A RAS é definida pela expressão abaixo:

 Na +

 RAS = 1/ 2 + + + + é ù Ca +  Mg 

(

)

ê 2 ë

ú û

(2)

Donde: os íons são expressos em meq L-1 e RAS em (mmol L-1)-1/2 Suarez (1981) sugeriu um novo procedimento, com melhor compreensão das modificações do cálcio na água do solo, que dão lugar ao aumento de seu teor, provocado pela dissolução dos carbonatos e silicatos, ou sua diminuição, ocasionada pela precipitação, em forma de carbonato de cálcio. Este novo parâmetro foi denominado RAS corrigida (RASc) (Ayers & Westcot, 1999), e é determinado pela equação a seguir: 78

 Na

 RASc = 1/ 2 Ca +  Mg  æ  ö c

ç è2

(3)

÷  ø

Sendo Cac o teor do cálcio corrigido pela salinidade da água (CE) e a relação HCO3/Ca, a RAS é, hoje, o parâmetro mais recomendado para se avaliar o risco da água de irrigação com tendência a provocar problemas de infiltração no solo (Ayers & Westcot, 1999, Hoorn & Alphen,1988, Rhoades & Loveday, 1990).

Concentração de íons tóxicos   A toxicidade se origina quando certos íons são absorvidos pela planta através da solução da água do solo e são acumulados nas folhas durante a transpiração, em quantidades suficientes para provocar danos. Os danos podem reduzir significativamente os rendimentos das culturas, e sua magnitude depende do tempo, da concentração dos íons, da sensibilidade das plantas e do uso de água pelas culturas (Ayers & Westcot, 1999). Os íons que podem tornar tóxicos em altas quantidades na água de irrigação são: o cloreto, que provoca a toxicidade mais freqüente com sintomas necróticos e queimaduras nas folhas, o sódio que é mais difícil de ser diagnosticado, e o boro que, mesmo em concentração muito pequena, pode ser tóxico para certas plantas. Os danos desses íons podem ser provocados individualmente ou em combinação. Outros como, o bicarbonato, sulfato e borato podem, também, desempenhar papel decisivo na ecologia desta área. Além destes aspectos existentes ainda outros problemas ocasionados por situações adversas, a exemplo de baixa concentração de nutrientes, além de aeração restrita. Entretanto, o aspecto osmótico, tem sido o principal problema das plantas halófitas e seu ajustamento osmótico ao meio é condição necessária, embora nem sempre suficiente para seu crescimento. A maioria das plantas halófitas absorve o sódio no meio, transloca-o para as folhas e tolera as altas concentrações que aí se acumulam. A maior parte do sódio absorvido é retido nas raízes e na parte inferior do caule. Embora o sódio seja um elemento essencial para algumas halófitas a sua presença, em quantidades elevadas, poderá prejudicar a absorção do potássio. Esta capacidade fisiológica de adaptação impede que os sais destruam as enzimas e outras macromoléculas danifiquem as organelas e afetem a fotossíntese e respiração. Como forma de adaptação algumas plantas halófitas têm glândulas salinas nas suas folhas, escretam sal para a superfície, através da qual é eventualmente removido pelo vento ou pela água. Outras apresentam folhas hipertróficas que promovem a diluição da solução salina intercelular.

79

Outras características  Além desses parâmetros, várias outras características são consideradas na avaliação da adequação da água para irrigação; conforme recomendação de Ayers & Westcot (1999), esses outros parâmetros são:  pH da água; Presença de bicarbonatos; Presença de elementos traços (oligoelementos)- Fe, Cu, Ni, Cd, Mn, etc.; Presença de nitrogênio (nitrato, nitrito e amônio); Relação Ca/Mg; Presença de vetores de doenças.

 Análise de água com fins de exploração agrícola em barragens subterrâneas  Tanto quanto importante em escolha física adequada para construção de barragem subterrânea, temos a preocupação da qualidade da água que será barrada, isto decorre inclusive como motivo de critica ambiental, onde são consideradas ameaças a salinização dos solos montantes do barramento, após coletado água e/ou solo de trechos da parte montante do leito do rio/riacho onde possivelmente possa ser construído uma barragem subterrânea, porém é de suma importância buscar informações pertinentes a qualidade de água a qual possivelmente será motivo de utilização posteriormente, e meio a ser inserido culturas de exploração agrícola.  Após analisar água e/ou solo, é possível avaliar se a utilidade do barramento será pertinente para validar a construção da obra.

Classificação da água para irrigação ou de uso para as plantas no sistema de subirrigação Para classificar a água com fins de uso para as culturas a serem exploradas em barragens subterrâneas, devemos lembrar que em muitos casos, não utilizamos sistemas de irrigação para irrigar dentro da bacia hidráulica das barragens, neste caso o sistema se assemelha a uma subirrigação, e portanto o que preocupa na qualidade de água quanto ao teor de sais, é a toxidade que possa ocorrer na planta ou na sodificação do solo, porém o planejamento de barramento, visando a irrigação por aspersão ainda é de se observar a possibilidade de queima das folhas pelo contato da água com teores elevados de sais. Para que se tenha uma interpretação correta da qualidade da água para irrigação, deve-se, primeiro, analisar parâmetros que se relacionem com seus efeitos no solo, na cultura e no manejo da irrigação, para que só então sejam estudados em conjunto, a fim de que seja possível controlar ou compensar os problemas relacionados com a qualidade da água (Scaloppi & Brito, 1986). Hilgard (1906) foi pioneiro em trabalhos sobre a qualidade da água, mostrando a importância da sua composição; ele avaliou a água pelas concentrações aniônica e total de sais. Baseado nos trabalhos deste autor, Stabler (1911) considerou o NaCO3- como sendo duas vezes 80

esses resultados foram ignorados durante mais de cinqüenta anos. A partir da teoria sobre os cátions trocáveis e do papel do sódio em dispersar o solo com conseqüente diminuição da permeabilidade e do desenvolvimento das condições sódicas, a determinação dos cátions passou a desempenhar papel mais significante na avaliação daqualidade da água para irrigação (Donnen, 1975).  Vários autores têm propostos esquemas de interpretação e classificação da água para irrigação. Wilcox (1948), Thorne & Thorne (1951), Richards (1954), Thorne & Perterson (1954), Ayers & Westcot (1976) e outros, se baseiam nos fatores que determinam sua qualidade, sobretudo, na salinidade total e na quantidade relativa de sódio. Scofield (1936) e Christiansen et al. (1977) consideram a concentração de cloreto, sulfato e boro etc. Doneen (1975), Kovda (1977) e Bhumbla (1977), consideram a permeabilidade do solo, a lixiviação e a tolerância das culturas. Eaton (1949) propôs uma classificação em função do carbonato de sódio residual. Dos sistemas de classificação de água propostos para irrigação, o recomendado pelo Laboratório de Salinidade dos E.U.A. (Richards, 1954) é o que tem sido mais utilizado no mundo; entretanto, as diretrizes de classificação hoje propostas pela FAO (Ayers & Westcot, 1999), têm sido as mais recomendadas. O diagrama para classificação da água de irrigação, indicado pelo Laboratório de Salinidade dos E.U.A. (Richards, 1954) se baseia na condutividade elétrica (CE) como indicadora do perigo da salinidade e na relação, de acordo de adsorção de sódio (RAS) , como indicadora do perigo de sodificação do solo. O diagrama e sua interpretação são apresentados na Figura 1.

Figura 1.Diagrama de classificação de água de irrigação, segundo Richards (1954). 81

5.11.Quanto ao perigo de salinização  As águas são divididas em quatro classes, segundo sua condutividade elétrica, ou seja, em função da concentração total de sais solúveis segundo, Richards (1954). C1: água de baixa salinidade: pode ser usada para irrigar a maioria das culturas, em · quase todo tipo de solo, com pouca probabilidade de que ocorra problemas de salinidade; alguma lixiviação é necessária, porém isso ocorre normalmente nas práticas de irrigação, exceto em solos com permeabilidade extremamente baixa. C2: água de salinidade média: pode ser usada em quase todos os casos sempre que · houver um grau moderado de lixiviação; culturas com moderada tolerância aos sais podem ser cultivadas sem a necessidade de práticas especiais de controle da salinidade. · C3: água de alta salinidade: não pode ser usada em solos com deficiência de drenagem; mesmo com drenagem adequada pode necessitar de práticas especiais de controle da salinidade e desta forma, deve ser usada apenas em culturas muito tolerantes à salinidade. C4: água de salinidade muita alta: não é recomendada para irrigação sob condições · normais, porém pode ser usada ocasionalmente, em circunstâncias muito especiais. Os solos devem ser permeáveis e a drenagem adequada, devendo-se aplicar uma lâmina em excesso para conseguir boa lavagem, caso em que deve ser utilizada apenas para culturas altamente tolerantes à salinidade.

5.12.Quanto ao perigo de sodificação  As águas são divididas em quatro classes, em função da acumulação de sódio no solo e seus conseqüentes efeitos nas condições físicas do solo. O perigo de sodificação do solo é avaliado através da RAS, que têm limites determinados por equação, em função da CEa, para cada classe a seguir: S1: água com baixa concentração de sódio: (RAS < 18,87 – 4,44.log CEa): pode ser · usada para irrigação na maioria dos solos com pouca probabilidade de alcançar níveis perigosos de sódio trocável, porém culturas muito sensíveis, como o abacateiro, podem ser afetadas por essa água. S2 : água com concentração média de sódio: (18,87 – 4,44 log CEa < RAS < 31,31 –  · 6,66.log CEa): só pode ser usada em solos de textura grossa ou em solos orgânicos e de boa permeabilidade; solos de textura fina, com alta capacidade de troca de cátions (CTC) e sob condições de boa lixiviação, essa água apresenta perigo de sodificação bastante considerável, a não ser que o solo contenha gesso. S 3: água com alta concentração de sódio: (31,31 – 6,66.log (CEa) < RAS < 43,75 –  · 8,87 log(CEa)): pode produzir níveis críticos de sódio trocável na maioria dos solos, necessitando de práticas especiais de manejo de solo, boa drenagem, alta lixiviação e adição de material orgânico, gesso etc. S4: água com concentração muito alta de sódio: (RAS > 43,75 - 8,87 log (CEa)): em · geral é imprópria para irrigação, porém pode ser usada ocasionalmente, quando sua salinidade é baixa ou média, em solos bem drenados ou com presença de gesso. 82

  Atualmente, a FAO recomenda a classificação proposta pelo Comitê dos Consultores da Universidade da Califórnia-UCCC (1974) citado por Ayers & Westcot, (1999) cujas diretrizes se baseiam no estudo do grau de restrição no uso da água com problemas potenciais, como: salinidade, problemas de infiltração, toxicidade de íons específicos e outros. (Tabela 5.1). Tabela 5.1. Diretrizes para interpretação da qualidade da água para irrigação1, conforme Ayers & Westcot (1999) Problema Potencial da Água de Irrigação

Grau de Restrição de Uso Baixo a moderado

Unidade

Nenhum

Severo

CEa2

dS m-1

< 0,7

0,7

-

3

> 3,0

SDT3

mg L-1

< 450

450

-

2000

> 2000

> 0,7 > 1,2 > 1,9 > 2,9 > 5,0

0,7 1,2 1,9 2,9 5

-

0,2 0,3 0,5 1,3 2,9

< 0,2 < 0,2 < 0,5 < 1,3 < 2,9

RAS

<3

3

-

9

>9

meq L-1

<3

Irrigação superficial

meq L-1

<4

10

> 10

Irrigação por aspersão

meq L-1

<3

mg L-1

< 5,0

30

> 30

meq L-1

< 1,5

Salinidade

Infiltração RAS4

0 3 6 12 20

-

3 6 12 20 40

e CEa

Toxicidade de íon específico Sódio (NA)5 Irrigação superficial Irrigação por aspersão

>3

Cloreto (CI)5 4

>3

Outros íons que afetam culturas sensíveis) Nitrogênio (N –NO3 )6 Bicarbonato (HCO 3  ) (apenas aspersão convencional) pH

5

-

1,5 - 8,5 > 8,5 Faixa normal: 6,5 – 8,4

1

 Adaptada da University Of California Commite Of Consultants (1974) 2 CEa _-- Condutividade elétrica da água, em dS m-1 a 250C 3 SDT = Sódio Totais Dissolvidos (mg. L-1 ) 4 RAS significa Relação de Adsorção de Sódio algumas vezes representada como Rna. Para determinado valor de RAS, a velocidade de infiltração aumenta à medida em que aumenta a salinidade. Avalia-se o problema potencial de infiltração através da RAS e da CEa. 5  A maioria das culturas arbóreas e plantas lenhosas são sensíveis ao sódio e ao cloreto; no caso de irrigação por superfície, usam-se os valores indicados. 6 Significa nitrogênio em forma de nitrato expresso em termos de nitrogênio elementar. Segundo Ayers & Westcot (1999) os problemas mais sérios são relativos à salinidade e permeabilidade, associados à quantidade de sais dissolvidos na água e ao elevado teor de sódio, em relação aos de cálcio e magnésio, respectivamente. Alternativamente, a classificação das 83

águas quanto aos problemas potenciais de infiltração, pode ser realizada a classificação utilizando-se a Figura 2

30    S    A    R      O    I    D     Ó    S    E    D    O     Ã    Ç    R    O    S    D    A    E    D    O     Ã    Ç    A    L    E    R

Redução severa

Redução pequena a moderada

25

20

15

Sem redução

10

5

0 0

1

2

3

4

5

6

SALINIDADE DA ÁGUA DE IRRIGAÇÃO (Cea) - dS/m

Figura 2. Redução relativa da infiltração provocada pela salinidade e relação de adsorção de sódio (Rhoades, 1977 E Oster & Schoer, 1979)

Segundo Rhoades & Loveday (1990), ultimamente, a adequabilidade de água para irrigação tem sido avaliada levando-se em conta as condições especificas de uso, incluindo-se o desenvolvimento das culturas, as propriedades do solo, o manejo da irrigação, as práticas culturais e os fatores climáticos; entretanto, o método mais recente para se avaliar a adequabilidade de uma água para irrigação, consiste em (i) predizer a composição e o potencial mátrico de água do solo no tempo e no espaço, resultante da irrigação e cultivo, (ii) interpretar tais condições sob determinadas variáveis climáticas. Um método em que se usam esses critérios tem sido desenvolvido por Rhoades & Merill (1976), cuja seqüência é a seguinte: (i) prever a salinidade, sodicidade e concentração de íons tóxicos de determinada água de irrigação de certa composição, aplicada com fração de lixiviação específica, e (ii) avaliar o efeito desse nível de salinidade (ou concentração iônica) no rendimento da cultura, e no nível de sodicidade sobre a permeabilidade do solo.

Efeitos da qualidade da água nas propriedades dos solos e nas  plantas De acordo com Ayers & Westcot (1999), esses efeitos constituem o problema mais comuns do solo; segundo eles os efeitos da qualidade da água são relacionados com: 84

· - Salinidade, que em quantidade elevada no solo e na água reduzem a disponibilidade de água para as plantas, a tal ponto que afetam os rendimentos; · - infiltração da água, pois teores relativamente altos de sódio reduzem a velocidade com que a água de irrigação atravessa a superfície do solo. Esta redução pode alcançar tal magnitude, que as raízes das plantas não recebem água suficiente entre as irrigações; · - toxicidade de íons específicos, como sódio, cloreto e boro contidos no solo ou na água que acumulam-se nas plantas em concentrações suficientemente altas causando danos e reduzindo o rendimento das culturas; · - além de problemas, como: os excessos de nutrientes que reduzem os rendimentos das culturas e/ou sua qualidade. As manchas nas frutas ou na folhagem prejudicam a comercialização dos produtos; a corrosão excessiva dos equipamentos aumenta os custos de manutenção e reparos. Enquanto a acumulação de sais torna o solo floculado, fofo e bem permeável, o aumento de sódio trocável poderá torná-lo adensado, compacto em condições secas, disperso e pegajoso em condições molhadas. Devido a esses fatos, o solo sódico apresenta permeabilidade baixa, e qualquer excesso de água ficará empossado na superfície do solo, impedindo a germinação das sementes e o crescimento das plantas por falta de aeração (Gheyi Et al. 1992). Nem todas as culturas respondem bem à salinidade. Algumas possuem uma grande capacidade de adaptação osmótica e conseguem retirar a água em condições de alta salinidade, produzindo, assim rendimentos aceitáveis. Todavia, existem outras que não possuem esta adaptação e acabam tendo baixos rendimentos. Culturas como beterraba, algodão, milho, sorgo, trigo, cebola, cenoura, morango, abacate, manga e maracujá são extremamente sensíveis. Segundo Zartman & Gichuru (1984) muitos estudos indicam que em geral, sais de cálcio melhoram as propriedades físicas do solo pela floculação desses elementos, enquanto sais de sódio provocam deterioração dessas propriedades por causa de seus efeitos dispersivos.  A dispersão das partículas do solo diminui a condutividade hidráulica (Quirk & Scofield, 1955) e a velocidade de infiltração (Marshall, 1968) mas, aumenta a densidade global ( Waldrow et al.1970). Sharma & Mondal (1981) estudando o efeito das águas de 24 poços com CE com  valores variando de 0,57 a 3,54 dS m-1, RASaj com valores entre 5,2 e 53,1 (mmol L-1) 1/2 e CSR  entre 2,8 e 10,8 meq L-1 nas áreas irrigadas com as respectivas águas concluíram, após 6 a 8 anos de irrigação, que a acumulação de sais no solo cresce logaritmicamente, com o aumento linear da PST e, ainda que a PST está melhor correlacionada com a RASij que a CSR (carbonato de sódio residual) da água de irrigação. Segundo Gheyi et al. (1992), a lavagem é, no momento, a técnica mais prática de eliminação dos sais do solo, a qual consiste em se fazer passar, através do perfil do solo, uma certa quantidade de água capaz de carrear os sais presentes, e estes deverão ser eliminados, de forma superficial ou subterrânea, através de uma drenagem adequada. A fração de lixiviação depende da concentração de sais presentes na água de irrigação e da tolerância da cultura a eles. No caso de águas confinadas em barragens subterrâneas, a retirada de água do poço amazonas, representa uma oportunidade de retirada da água com os sais e serveria para reduzir a concentração de sais depositado ao longo do represamento, inclusive podendo ser escolhido um ano específico para bombear o máximo de água durante o período pós chuvas, quando grande parte dos sais são percolados e se encontram na água represada no fundo da barragem. A acumulação de sais solúveis em quantidades excessivas poderá afetar o 85

crescimento e o rendimento das plantas, mediante um ou mais mecanismos. As plantas que crescem em meio salino tendem a apresentar menor tamanho; suas folhas têm cor verdeazulado mais escuras que aquelas plantas que crescem em condições normais, podendo apresentar queimadura nas bordas ou clorose nas folhas (Richards, 1954; Black, 1975). Embora a salinidade reduza a disponibilidade de água, de forma similar para todos os tipos de planta, nem todas as culturas são igualmente afetadas pelo mesmo nível de salinidade (Richards, 1954; Maas, 1984; Ayers & Westcot,1999). Em meio salino, algumas plantas poderão aumentar a concentração de sais no seu interior, de modo que permaneça um gradiente osmótico favorável para a absorção de água pelas raízes. Este processo é chamado ajustamento osmótico, que e varia entre as diferentes espécies de plantas (Geyi et al., 1992). A tolerância relativa da maioria das culturas é suficientemente conhecida (Richards,1954; Ayers & Westcot, 1999), o que permite a preparação de diretrizes técnicas de salinidade.

Qualidade das águas para dessedentação animal Segundo Ayers & Westcot, (1999) nas regiões áridas e semi-áridas, o gado, em geral, consome águas de qualidade inferior durante vários meses do ano. De vez em quando, as águas contêm altos níveis de sais e provocam desarranjos fisiológicos e até a morte dos animais. O efeito mais comum é a falta de apetite que tem sua origem não apenas de um desequilíbrio no conteúdo de água nos tecidos, mas também, de uma toxidade iônica, sendo o magnésio o íon que pode provocar mais facilmente diarréia no gado.  Após uma avaliação das fontes de água, as variações estacionais durante os períodos secos e quentes, a idade e condições dos animais, a composição dos alimentos e a própria espécie animal, e com fim de evitar perdas econômicas, a Academia Nacional de Ciências dos EUA (1972) citado por Ayers & Westcot (1999), estabeleceu que do ponto de vista da salinidade, as águas com uma condutividade inferior a 5 dS m-1 são satisfatórias para o gado, praticamente em qualquer circunstância, porém nas regiões áridas e semi-áridas é necessário muitas vezes usar as águas que excedam do limite de 5 dS m-1, onde pode-se observar, através da  Tabela 5.2 alguns limites toleráveis para algumas espécies animais. Tabela 5.2. Guia de qualidade de água para dessedentação de gado e aves1. Salinidade de água (dS m-1 ) < 1,5 1,5 – 5,0

5,0 – 8,0

Classe Excelente

Observações  Adequada para todas as classes de gado e aves confinadas.

 Adequada para todas as classes de gado e aves confinadas. Provoca Muito Satisfatória diarréia temporária em gado não acostumado e excrementos aquosos nas aves. Pode produzir diarréia temporária ou não ter aceitabilidade por Satisfatória para o animais não acostumados a ela. gado Provoca frequentemente excrementos aquosos, aumento de Não apta para as mortalidade e redução de crescimento, especialmente em perus. aves 86

8,0 – 11,0

11,0 – 16,0 > 16,0

 Adequada com razoável segurança para bovinos de leite, de corte, De uso limitado ovinos, suínos e eqüinos. Evitar para fêmeas prenhas e em lactação. para o gado Não apta para as Não adequadas para aves domésticas. aves Não adequada para aves e provavelmente para suínos. Grande risco para vacas lactentes ou prenhas, ovinos e eqüinos. Evitar seu uso, De uso limitado embora os ruminantes, cavalos, suínos e aves mais velhos possam subsistir em certas condições. Não recomendável Riscos muito grandes.

1

.Fonte: National Academy of Science(1972; 1974) citado por Ayers & Westcot. (1999),

Conforme Ayers & Westcot. (1999), com exceção do Mg, os íons responsáveis pela salinidade não são muito tóxicos em sua maioria, assim as normas Australianas recomendam que se deve considerar o Mg, sobretudo, quando a salinidade excede de 6,6 dS m-1 (4.000 mg L-1) nas águas para o gado bovino e 10 dS m-1 (6.000 mg L-1) nas águas para ovinos. Na Tabela 3 encontramos os níveis toleráveis de magnésio que a Australian Water Resources Council (1969) citado por Ayers & Westcot (1999), Apresenta. Tabela 3. Níveis sugeridos de magnésio nas águas para dessedentação de gado e aves1

Concentração de Magnésio

 Aves e Gados

mg L-1 < 250 < 250 < 250 < 250 < 250 < 400 < 500

 Aves Confinadas 2 Suínos 2 Eqüinos  Vacas lactentes Ovelhas e cordeiros Bovinos de corte Ovinos adultos alimentados com feno 1

meq L-1 < 21 < 21 < 21 < 21 < 21 < 33 < 41

. Fonte: Australian Water Resources Council (1969) citado por Ayers & Westcot (1999), 2 .A tolerância das aves e suinos ao Mg é desconhecida, porém se estima que seja inferior a 250 mg L -1

Qualidade das águas para consumo humano  A poluição orgânica das águas superficiais aumenta a concentração de carboidratos, lipídios e proteínas nos corpos receptores. Esses compostos orgânicos, ao serem degradados pelos organismos decompositores, principalmente bactérias e fungos, liberam ácidos fracos e sais minerais, entre os quais há compostos de nitrogênio e fósforo. A biodegradação aeróbia da matéria orgânica pode gerar elevada demanda de oxigênio (DBO), reduzindo a sua concentração no corpo aquático. Quando o consumo do oxigênio é alto, a reaeração atmosférica e a atividade fotossintética podem ser insuficientes para repor o oxigênio 87

dissolvido na massa d'água; e então predominam condições anaeróbias e, em conseqüência, desaparecem os organismos aeróbios surgindo, em seu lugar uma biota anaeróbia, que não oxida completamente a matéria orgânica e cujos produtos se acumulam no fundo e, pela continuação do processo de decomposição anaeróbia, ocorre desprendimento de gases com odores desagradáveis (H2S, mercaptanas mercaptanas entre outros) que tornam essa água imprestável imprestável ao abastecimento e à irrigação irrig ação (Branco, (Branco, 1986). Os microrganismos patogênicos são descarregados na água de forma intermitente e em pequenos números; seu isolamento isolamento,, identificação e quantificação, são complexas, exigindo pessoal especializado, altos custos e tempo prolongado, em média 6 dias, para se chegar ao resultado final; portanto até sua detecção, detecção, a população já terá consumido a água e os alimentos ali mentos contaminados. Por isso, para avaliar a qualidade microbiológica de uma água ou qualidade sanitária, foram definida bactérias indicadoras de contaminação fecal, destacando-se os coliformes, em particular os coliformes fecais ou termotolerantes e os estreptococos fecais como adjuvantes para discernir a contaminação fecal se coliformes estivessem ausentes ou intermitentes (Ceballos, 2001). Neste trabalho, detemos a obter informações pertinentes a qualidade química da água a ser barrada, sabendo que as características de contaminação microbiológica da água deve ser investigado principalmente quando utilizar adubação orgânica no plantio a montante da barragem, bar ragem, e coletando água do poço construído dentro da barragem bar ragem e não deixar de proceder proceder durante o uso, uso, a fervura, filtragem e/ou cloração da água para o seu seu uso de consumo humano.

Padrão químico de potabilidade da água para consumo humano   A avaliação da qualidade da água para fins de consumo humano quanto aos parâmetros físicos e químicos, é a seguir apresentada segundo os critérios do ministério da saúde (MS) através dos valores da Tabela 5.4.  Tabela 5.4. Padrão de aceitação de água para consumo humano, segundo artigo 16º da Portaria nº 518/04, do Ministério da Saúde.

PARÂMETRO  Alumínio  Amônia (como NH3 ) Cloreto Cor Aparente Dureza Etilbenzeno Ferro Manganês Monoclorobenzeno Odor

88

Unidade

VMP (1)

mg L-1 mg L-1 mg L-1 uH(2) mg L-1 mg L-1 mg L-1 mg L mg L -

0,2 1,5 250 15 500 0,2 0,3 0,1 0,12 Não objetável

(3)

Gosto Sódio Sólidos dissolvidos totais Sulfato Sulfeto de hidrogênio Surfactantes  Tolueno  Turbidez Zinco Xileno NOTAS: 1 V  Valor alor máximo permitido per mitido 2 Unid Unidade ade Hazen Hazen (mg Pt – Co/L Co/L)) 3 critério de referência 4 Unidade de turbidez.

mg L mg L mg L mg L mg L mg L UT(4) mg L mg L

Não objetável (3) 200 1.000 250 0,05 0,5 0,17 5 5 0,3

Recomenda-se, no parágrafo parág rafo 1º que, no sistema sist ema de distribuição, distri buição, o pH da água seja mantido mant ido na faixa faix a de 6,0 a 9,5.

Parâmetros Físico-Químicos do Solo Salinização do Solo O efeito da salinidade é de natureza osmótica, originando redução no potencial total de água no solo, o qual afeta negativamente o rendimento das culturas culturas.. O potencial osmótico ou de soluto é uma propriedade coligativa, relacionada à concentração total de sais e não com as espécies iônicas individuais. A alta concentração de sais no solo aumenta a força de retenção de água, dificultando a sua extração pelas raízes das plantas. Durante o déficit hídrico a concentração dos sais no solo aumenta muito, fazendo com que eles sejam capazes de retirar água da própria planta, pl anta, causando ”plasmólise” (Pereira & Holanda,1983). Segundo Day Jr et al., (1989), citados por Escouto et al., (1997), a concentração de sais na água acelera as colisões entre as moléculas, proporcionando melhor rendimento no processo de floculação da matéria em suspensão, através de forças atrativas mais fortes. A concentração de ferro sofre interferência da salinidade, ou seja, quanto maior for à salinidade, menor será a concentração de ferro. Para determinar a viabilidade do uso da água de irrigação deve-se levar em consideração a sua composição química, a tolerância das culturas a salinidade, as condições climatológicas, o método de irrigação e as condições de drenagem (Contreras & Elizondo, 1980). Segundo Pereira Pereira (1983), na Paraíba, os solos planossolos sódicos possuíam extensão 2 de 944 km e os solos solonete solonetezz solodizados solodizados 2.769 2.769 km2 repre representa sentando ndo os dois tipos tipos de solo 4,3% do total de solos afetados por sais na região nordestina A realização de obras em leitos de rios e riachos que possuem manchas de tais solos contribuem diretamente com a liberação de sais e é mais um meio de promover a salinização dos baixios onde normalmente nor malmente é explorada a agricultura de subsistência. 89

Classificação dos Solos Afetados por Sais   A classificação proposta pelo Laboratório de Salinidade dos Estados Unidos (Richards,, 1954) é baseada nos efeitos da salinidade sobre as plantas e do sódio trocável sobre (Richards as propriedades do solo, expresso em termos de condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes) e percentagem de sódio trocável (PST), classificando-os em quatro categorias: sem problemas de sais, salinos, sódicos e salino-sódicos (Tabela 5) Nesta classificação o valor estabelecido da CEes para distinguir solos salinos dos não salinos é limitado em 4 dS m-1 . Entretanto, Entretanto, pode-se encontrar plantas sensíveis à sais, que poderão ser afetadas em solos que apresentam CEes CEes entre 2 e 4 dS m-1. Por esta razão o Comitê de Terminologia Terminologia da Sociedade Americana de Ciência do Solo, baixou o limite de CEes de 4 dS -1 m para 2 dS m-1, fazendo fazendo distinçã distinçãoo entre entre solos solos salinos salinos e não-sali não-salinos nos,, como també também m recomendou a substituição da PST pela RAS (Glossary of Soil Science Term, Term, 1975). Embora sejam classificados como sódicos os solos com PST > 15, vários resultados de estudos, publicados na literatura, têm mostrado efeitos de sódio sobre a estrutura do solo, mesmo sob níveis inferiores, sendo mais adequados considerar como sódico os solos com PST>7 (Pizarro, 1978). Tabela 5. Classificação dos Solos Afetados por Sais (Richards, 1954) Classificação

CEes (dS m-1 a 25º C)

Solos sem problemas de sais Solos salinos Solos sal salinos inos-sódico -sódicoss Solos sódicos

<4 >4 >4 <4

PST ou PSI (%) < 15 < 15 > 15 > 15

 pH ps < 8,5 < 8,5 < 8,5 > 8,5

Solos Salinos Entende-se por solos salinos aqueles cuja condutividade elétrica do extrato de saturação é maior do que 4 ds/m a 25ºC, representando uma porcentagem de sódio trocado menor que 15. Geralmente o pH é menor que 8,5. Hilgard Hilg ard (1906), descreveu estes solos como “álcali branco” e os russos chamam-no de “solonchak”. Estes solos são reconhecidos pela presença de crostas brancas na superfície. Suas características químicas são determinadas pela natureza no teor dos sais presentes que controlam a pressão osmótica da solução do solo. A quantidade de cálcio e magnésio presentes na solução do solo varia consideravelmente. Os principais ânions presentes são: cloretos,carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, e às vezes nitratos. Estes solos quase sempre se encontram floculados devido à presença de um excesso de sais e ausência de quantidade significativas de sódio trocável

Solos Salinos–Sódicos São solos que apresentam uma condutividade elétrica do extrato de saturação maior que 4 dS/m a 25ºC. A porcentagem de sódio trocável é maior que 15. Os solos salinos–sódicos originam-se de um processo combinado de salinização e acumulação de sódio. O pH 90

Solos Sódicos São solos cuja porcentagem de sódio trocável é maior que 15 e a condutividade elétrica do extrato de saturação é menor que 4 ds/m a 25ºC. O pH geralmente varia de 8,5 a 10. Estes solos, segundo Hielgard (1906), são chamados “Álcali Negro” e os russos o conhecem por “solonetz”. Nos solos fortemente sódicos, a matéria orgânica em dispersão é dissolvida e depositada na superfície, causando enegrecimento do solo. Entre os ânions presentes na solução do solo predominam os cloretos, sulfatos, bicarbonatos e, em menores quantidades, os carbonatos. Estes, são responsáveis pela precipitação do cálcio e magnésio, reduzindo assim, os seus teores na solução dos solos.

Efeitos do Sais no Solo O prejuízo causado pelo acumulo de sais varia com o tipo de solo, tipo de íon presente e a própria vegetação existente. Os sais presentes no solo têm dois efeitos distintos:

Efeito Osmótico   A concentração de íons na solução dos solos baixa seu potencial osmótico (da solução do solo) o que prejudica a absorção de água pelas raízes podendo acarretar a perda do turgor das células. Este efeito é medido pela condutividade elétrica (C.E.) do extrato de saturação do solo em dS m-1

Efeito Iônico Diz respeito ao efeito o íon em si sobre as características e porosidade do solo. É o caso, por exemplo, do íon sódio que adsorvido a fração coloidal do solo em níveis elevados, provoca a dispersão destas partículas modificando a estrutura do solo. A argila dispersa, parcialmente saturada em sódio, poderá ser transformada e acumulada em níveis inferiores do perfil, desenvolvendo-se uma camada adensada, com baixa permeabilidade e com estrutura prismática ou colunar, enquanto que a camada superior poderá apresentar textura grossa, dando a impressão de um perfil de boa drenagem.

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