Hugo Portocarrero

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Avaliação do Efeito de Técnicas de Bioengenharia em
Parâmetros Hidrossedimentológicos Utilizando
Instrumentação Automatizada

TESE DE DOUTORADO

Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Engenharia Civil da PUC-Rio como requisito
parcial para a obtenção do título de Doutor em
Engenharia Civil.
Orientador: Tácio Mauro Pereira de Campos
Co-orientador: Aluísio Granato de Andrade

Volume I

Rio de Janeiro, Setembro de 2009.

Hugo Portocarrero

Avaliação do Efeito de Técnicas de Bioengenharia em
Parâmetros Hidrossedimentológicos Utilizando

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Instrumentação Automatizada
Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em
Engenharia Civil da PUC-Rio como requisito parcial para
a obtenção do título de Doutor em Engenharia Civil.
Aprovada pela Comissão Examinadora abaixo assinada.

Prof. Tácio Mauro Pereira de Campos
Presidente/Orientador
Departamento de Engenharia Civil - PUC-Rio
Dr. Aluísio Granato de Andrade
Embrapa Solos
Prof. Nelson Ferreira Fernandes
Departamento de Geografia ­ UFRJ
Prof. Fernando Antônio Medeiros Marinho
Departamento de Engenharia Civil - EPUSP
Prof. George de Paula Bernardes
Departamento de Engenharia Civil - UNESP
Prof. Franklin Antunes dos Santos
Consultor Independente
Prof. Eurípedes do Amaral Vargas Júnior
Departamento de Engenharia Civil ­ PUC-Rio
Prof. José Eugênio Leal
Coordenador Setorial do Centro Técnico Científico ­ PUC-Rio
Rio de Janeiro, 25 de setembro de 2009.

Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução total
ou parcial do trabalho sem autorização da universidade, do
autor e do orientador.

Hugo Portocarrero

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Geógrafo, formado pela UERJ. Concluiu o mestrado em
Geografia em 2004, com a dissertação de título ­
Monitoramento Hidrológico em Voçoroca Submetida a
Práticas de Recuperação de Áreas Degradadas: Aeroporto
Internacional do Rio de Janeiro Galeão/Tom Jobim. Atua na
área de Geotecnia Ambiental como engenheiro de
pesquisas da PUC-Rio.

Ficha Catalográfica

Portocarrero, Hugo
Avaliação

do

efeito

de

técnicas

de

bioengenharia em parâmetros hidrossedimentológicos
utilizando

instrumentação

Portocarrero;

orientador:

automatizada
Tácio

Mauro

/

Hugo

Pereira

de

Campos; co-orientador: Aluísio Granato de Andrade. ­
2009.
711p 3 v. : il. (color.) ; 30 cm
Tese

(Doutorado

em

Engenharia

Civil)­

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio
de Janeiro, 2009.
Inclui bibliografia

CDD: 624

Agradecimentos
Ao meu Orientador Tácio Mauro Pereira de Campos, verdadeiro mestre, pela
oportunidade de inserção no programa de Pós-graduação em Engenharia Civil da
PUC-Rio, e pelas valiosas aulas, orientações e ensinamentos, decisivos em meu
desenvolvimento acadêmico, profissional e pessoal.
Ao meu Co-Orientador, mestre, companheiro de trabalho e amigo de longa data,
desde a oportunidade na Embrapa Solos, conversas, ensinamentos e técnicas
valiosas transmitidas, o trabalho conjunto bem sucedido durante mestrado,
oportunidades de inserção em pesquisas e trabalhos técnicos, e principalmente
pelas idéias e trabalho de orientação, essenciais nesta tese, e sem os quais seus
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

objetivos não teriam sido alcançados.
Ao Professor Nelson Ferreira Fernandes (UFRJ), de extrema importância para
meu desenvolvimento acadêmico e profissional, pelas sobre a tese e conversas, e
oportunidade de inserção no PRONEX-Rio. Através desta bem sucedida relação
foi possível a execução de um trabalho de dissertação de mestrado na UFRJ sob a
sua orientação, aumentando o intercâmbio com a Embrapa Solos e possibilitando
a minha inserção no grupo de pesquisas PRONEX-Rio. O período do mestrado
fundamentou deste modo todos os meus desenvolvimentos posteriores, inclusive a
oportunidade de contato com o professor Tácio Mauro de Campos. Obrigado.
A Tânia Caldas, Francisco Freitas e Fued Abraão Jr., pelo trabalho de parceria
fundamental na INFRAERO, pelo espaço cedido à pesquisa, apoio financeiro e
logístico às obras de recuperação ambiental e conformação do talude, visitas
técnicas, discussões, desenvolvimento de publicações, trabalhos e pela
divulgação. Foi muito bom estabelecer esta parceria com vocês, e espero que
possamos colher frutos valiosos e dar continuidade a estas pesquisas ainda por
muitos anos.
Aos estagiários Thiago Carnavale (UERJ), Caroline Pires (UERJ), Tatiana
Martins (USU), Paula Benedetti (PUC-Rio) e João Mesquita (PUC-Rio). Foi
muito bom trabalhar e conviver com vocês, e fica um agradecimento especial,
pelo esforço que sei que empenharam, em prol da causa.

Ao professor Franklin Antunes, presença marcante no decorrer destes anos, pela
atenção dedicada, por toda a orientação e apoio nesta tese, ensinamentos, pelo
trabalho de campo no aeroporto, pelas revisões na parte de caracterização. Enfim,
suas lições constituem pedra fundamental em meu aprendizado técnico-científico.
A Alexandre Santos, pelo espaço cedido no Laboratório de Geografia Física da
UERJ para execução de ensaios relativos à tese, pelos equipamentos emprestados,
pela oportunidade de inserção na UERJ como professor substituto, pelas visitas
técnicas e, principalmente, pelo apoio na impressão deste documento.
Ao funcionário de campo André Luiz do Santos Barros. Sua presença foi

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

marcante, com medições cuidadosas, manutenção da área, obras de construção das
parcelas, calhas, estação meteorológica e hidrossedimentológica de forma
criteriosa e dedicada ao longo destes anos de trabalho.
Aos pesquisadores da Embrapa Solos Cláudio Capeche, Fabiano Balieiro,
Lucietta Martorano, Guilherme Donagemma, Rodrigo Demonte, Polidoro,
Humberto, Rachel Prado. Obrigado por todo o conhecimento, oportunidade, apoio
e confiança depositados ao longo destes anos de trabalhos e convívio.
Ao professor Cláudio Limeira (UFRJ), pelas valiosas orientações e transmissão de
documento e conhecimentos acerca da Formação Macacu, representante dos
materiais em estudo.
Ao professor Antônio Roberto pelo apoio nas atividades de calibração das calhas
Parshall, no desenvolvimento da instrumentação para medição de concentração de
sedimentos, e pelo trabalho de campo no aeroporto. Agradeço, pelo espaço cedido
no laboratório de hidráulica, inclusive em relação ao apoio dos funcionários
Euclides e Evandro.
Ao professor Araruna, pelo apoio logístico constante na execução da tese,
principalmente com os levantamentos topográficos.
Ao professor Cláudio Amaral, desde as aulas até os conselhos e sugestões de
grande valia em desenvolvimento técnico, acadêmico e pessoal.

Ao professor Vargas, pelas aulas, sugestões e conselhos relativos a esta tese, no
decorrer desta pesquisa de doutorado.
Aos funcionários do Laboratório de Geotecnia e Meio Ambiente: Amaury, Josué,
David, "Seu José", William.
Aos funcionários da Embrapa Solos Julio, Rogério, Wilson Santana, Sérgio,
Marcelo Saldanha, John Lee. Aos estagiários da Embrapa Solos Gustavo
Carvalho, Laura Tani, Mariana Navegante, Juliana. Obrigado pelo convívio
agradável, apoio nas análises de laboratório e campo, e pela amizade. Aos
técnicos agrícolas da Embrapa Solos, especialmente a Fabiano Oliveira.

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Aos colegas de pós-graduação e graduação Mônica, Patrício, Taíse, Guilherme
Slongo, Ivan, Felipe Frai, Ricardo Froitzheim, Julio, Thaís, Pecin, Ygor, Pedro
Thá, Guilherme, Viviana, Álvaro, Carol, Saliba.
A Ponta do Céu, Jardinagem e Paisagismo, pelo apoio e execução dos trabalhos de
conformação do talude e de recuperação de áreas degradadas. Fica um
agradecimento especial para Rodrigo, Luciana, e Tim Maia.
A Deflor Bioengenharia, por todo apoio técnico, logístico, pessoal e pelo material
cedido para a aplicação das biomantas.
A Fixa-Verde Indústria de Insumos e Paisagismo, pelo trabalho de
hidrossemeadura. Um agradecimento especial a Luis Lucena, pelas palestras na
Embrapa para intercâmbio de informações, Vitor Rebello, no apoio à instalação,
avaliação de aspectos do mix de sementes, e trocas de informações.
A Vera Portocarrero, minha mãe, a Carolina de Campos Borges, minha namorada
e companheira inseparável, a André Portocarrero, meu irmão de sempre, e toda a
minha família, que me agüentaram e deram apoiaram neste período de luta. Amo
muito todos vocês.
A PUC-Rio, CNPq, CAPES, PRONEX-Rio, INFRAERO e Embrapa Solos pelo
apoio financeiro para viabilização desta pesquisa.

Resumo

Portocarrero, Hugo; Campos, Tácio Mauro de; Andrade, A.G. de;
Avaliação do Efeito de Técnicas de Bioengenharia em Parâmetros
Hidrossedimentológicos Utilizando Instrumentação Automatizada. Rio
de Janeiro, 2009. 711p. Tese de Doutorado ­ Departamento de Engenharia
Civil, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
Esta tese teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de
técnicas de monitoramento de parâmetros hidrossedimentológicos no sistema
solo-planta-atmosfera, tendo sido para tal construída uma estação experimental
visando avaliar efeitos de diferentes técnicas de bioengenharia aplicadas a taludes
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

de corte. A recuperação ambiental da área em foco, a conformação de um talude, a
instalação de parcelas de erosão e aplicação de diferentes técnicas de
bioengenharia, a instalação, adaptação e desenvolvimento de uma instrumentação
para o monitoramento in situ constituíram deste modo objetos desta tese. Na
avaliação do perfil estratigráfico um padrão similar ao encontrado por Ferrari
(2001) para sedimentos terciários da Formação Macacu foi encontrado, o que foi
útil na delimitação das camadas e geração de um modelo 3D. Na caracterização
dos materiais foram avaliados aspectos geotécnicos, hidráulicos, químicos,
mineralógicos e relativos à erodibilidade das camadas do perfil. Os resultados de
monitoramento mostraram que o controle da erosão foi maior sob a biomanta
(60.11%), seguido do método adaptado da Embrapa Solos (53.63%), e da
hidrossemeadura (32.94%), sendo que para o escoamento superficial as reduções
foram entre 73.6% e 7.8%. A infiltração foi maior sob a biomanta, gerando um
saldo acumulado no primeiro metro do solo cerca de 1600% superior em relação à
seção do talude descoberta. A adaptação de um sistema de vazão em canal aberto
para medição do escoamento superficial, com Calhas Parshall e transmissores de
nível ultra-sônicos, se mostrou também uma boa alternativa para medição
automatizada em parcelas de controle de erosão.

Palavras-chave
Monitoramento hidrossedimentológico; bioengenharia; sistema soloplanta-atmosfera; Formação Macacu.

Abstract

Portocarrero, Hugo; Campos, Tácio Mauro de (Advisor); Andrade, A.G. de;
Evaluation of the Effect of Bioengineering Techniques on HydroSedimentological Parameters Using Automatic Instrumentation. Rio de
Janeiro, 2009. 711p. Doctorate Thesis ­ Departamento de Civil, Pontifícia
Universidade Católica do Rio de Janeiro.

The objective of this thesis was to develop a set of monitoring techniques of
hydro-sedimentological parameters, with emphasis on the soil-plant-atmosphere
continuum. The development of an experimental station was conducted, for
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

evaluation of different bioengineering techniques applied to cutslopes. The land
reclamation, cutslope set up, installation of erosion control plots, application of
different bioengineering techniques, installation, adaptation and development of in
situ instrumentation were subject of the thesis. In the profile evaluation, a similar
pattern was found between the cutslope materials and tertiary sediment deposits
reported by Ferrari (2001). This proved to be useful for the delimitation of layers
and 3D model definition. For materials characterization, geotechnical, hydraulic,
chemical, mineralogical and erodibility parameters were evaluated. In situ
monitoring results shown that biotextile provided the best soil erosion control
(60.11%), followed by the adapted Embrapa Solos technique for cutslopes
(53.63%) and hydro-seedling (32.94%). Runoff rates were within 73.6% and 7.8%
lower than the uncovered section. The infiltration rate was greater under the
biotextile technique, with an increase in storage, on the first meter of subsoil, of
about 1600% in relation to the uncovered cutslope section. The use of ultrasonic
level transmitters in the developed open channel system consisting of Parshall
flumes lead to good monitoring results and an excellent alternative for the
development of automated systems for soil erosion control plots.

Keyswords
Hydro-sedimentological monitoring; soil bioengineering; soil-plantatmosphere continuum; Macacu formation.

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Sumário

1 Introdução

62

1.1. Objetivo Geral

63

1.2. Metas

63

1.3. Linha de Pesquisa

65

1.4. Organização da Tese

65

2 Campo Experimental do Galeão

67

2.1. Problemas de Erosão em Taludes de Corte

67

2.1.1. Convênio EMBRAPA/INFRAERO

70

2.1.2. Ações de RAD e Pesquisas no Aeroporto Internacional do Rio de
Janeiro Galeão/ Tom Jobim

71

2.1.3. Ações de RAD e Pesquisa no Talude da Área Z

80

2.2. Aspectos Gerais da Área de Estudo

82

2.2.1. Localização

82

2.2.2. Aspectos Climáticos

82

2.2.2.1. Classificação Climática da Área de Estudo

88

2.2.3. Geologia

88

2.2.3.1. Interpretação Geológica dos Depósitos da Formação Macacu

90

2.2.4. Cobertura Pedológica

94

2.2.5. Geomorfologia Regional e Vegetação Original

96

2.2.6. Ocupação Anterior à Construção do Aeroporto

99

2.3. Diagnóstico do Estado de Degradação das Terras

100

2.3.1. Definições

100

2.3.2. Exploração dos Barreiros e Impactos Ambientais

102

2.3.3. Processos Erosivos Resultantes da Exploração da Área Z

103

2.3.3.1. Diagnóstico da Vertente para Conformação do Talude

105

2.4. Conformação do Talude

112

2.4.1. Dimensionamento

113

2.4.1.1. Inclinação

113

2.4.1.2. Altura

114

2.4.1.3. Comprimento da Rampa

118

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

2.4.2. Processo de Construção

118

2.4.2.1. Drenagem

121

2.4.2.2. Equipamento Utilizado

123

2.4.2.3. Volume de Terra Mobilizado

124

2.5. Estratégias de Recuperação de Áreas Degradadas

129

2.5.1. Seleção de Espécies para Revegetação de Taludes

131

2.5.1.1. Gramíneas

131

2.5.1.2. Leguminosas

135

2.5.2. Ações de RAD na Área Z

139

2.5.2.1. Dimensionamento

139

2.5.2.2. Práticas Mecânicas Implantadas

139

2.5.2.2.1. Terraceamento

140

2.5.2.2.2. Bacias de Sedimentação

141

2.5.3. Resultados das Práticas Mecânicas

142

2.5.3.1. Práticas Edáficas e Vegetativas

149

2.5.3.1.1. Aquisição de Mudas

150

2.5.3.1.2. Adubação

151

2.5.3.1.3. Cobertura Morta

151

2.5.3.1.4. Plantio

153

2.6. Parcelas de Controle de Erosão

157

2.6.1. Critérios para Instalação de Parcelas

157

2.6.2. Processo Construtivo

159

2.6.2.1. Determinação das perdas de solo e escoamento superficial

164

2.7. Técnicas de Bioengenharia de Solos

168

2.7.1. Técnicas de Bioengenharia de Solos e Engenharia Tradicional

169

2.7.2. Breve Histórico da Bioengenharia de Solos

171

2.7.3. Bioengenharia de Solos no Brasil

173

2.7.4. Divisão do Talude e Tratamentos Testados

176

2.7.4.1. Parcela I ­ Método Adaptado da Embrapa Solos para Tratamento de
Taludes de Corte

177

2.7.4.1.1. Detalhamento do Tratamento 1

177

2.7.4.2. Parcela II - Controle

186

2.7.4.3. Parcela III - Hidrossemeadura

187

2.7.4.3.1. Potencialidades e Aplicações

188

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

2.7.4.3.2. Limitações

188

2.7.4.3.3. Detalhamento do Tratamento 2

190

2.7.4.4. Parcela IV ­ Semeio à Lanço com Biomanta Antierosiva

203

2.7.4.4.1 Potencialidades e Aplicações

204

2.7.4.4.2. Biomantas como Geossintéticos aplicados à Bioengenharia

205

2.7.4.4.3. Detalhamento do Tratamento 3

207

2.7.5 Quadro Resumido dos Tratamentos

216

2.8. Sumário de Obras

217

2.8.1. Cronograma Executivo

217

2.8.2. Resultados Preliminares de Práticas de RAD no Entorno do Talude

219

2.8.3. Relatório Fotográfico

220

2.9. Parâmetros para Modelagem de Processos Erosivos

229

2.9.1. Equação Universal de Perda de Solo ­ USLE

230

2.9.2. Parâmetros da USLE e Condições Experimentais no Talude

230

2.9.3. Modelos com Base em Processos Físicos

233

2.9.3.1. Equação de Continuidade do Modelo WEPP

234

2.9.3.2. Previsões em Parcelas com a Equação de Erosão do WEPP

236

3 Caracterização do Perfil Estratigráfico

239

3.1. Delimitação Espacial de Diferentes Camadas de Solo

240

3.1.1. Seqüência Deposicional e Delimitação de Camadas de Solo

240

3.1.2. Distribuição das Camadas nos Tratamentos e Parcelas

254

3.1.3. Modelo 3D

255

3.1.4. Coleta de Amostras no Talude

256

3.2. Ensaios de Realizados e Metodologias Adotadas

258

3.2.1. Caracterização Geotécnica

259

3.2.2. Caracterização Química

262

3.2.3. Caracterização Mineralógica

265

3.2.4. Análises Micromorfológicas

266

3.2.5. Parâmetros Hidráulicos

266

3.2.5.1. Curva de Retenção de Umidade

267

3.2.5.2. Porosimetria por injeção de mercúrio

271

3.2.5.3. Permeabilidade Saturada (Ksat)

273

3.3. Apresentação e Análise dos Resultados

274

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

3.4. Avaliação do Potencial de Erosão

308

3.4.1. Ensaios de Erodibilidade

311

3.4.1.1. Desagregação

311

3.4.1.2. Dispersividade

315

3.4.2. Relações entre Erodibilidade e Propriedades dos Solos

319

3.4.3. Determinação do Parâmetro K da Equação USLE

328

4 Técnicas de Monitoramento das Parcelas de Erosão

329

4.1. Introdução

329

4.1.1. Precipitação

331

4.1.2. Intercepção e Atravessamento

332

4.1.3. Monitoramento da Água no Solo

333

4.1.4. Escoamento Superficial

335

4.1.5. Evapotranspiração

335

4.1.5.1. Evapotranspiração de Referência (ET0)

339

4.1.5.2. Coeficientes Culturais (Kc) e Estimativa da Evapotranspiração da
Cultura (ETc)

344

4.2. Parâmetros Meteorológicos de Superfície

345

4.2.1. Tipos de Estações Meteorológicas de Superfície

345

4.2.2. Instrumentação Implementada

346

4.2.2.1. Pluviômetros

346

4.2.2.2. Piranômetro

349

4.2.2.3. Termo-higrômetro

350

4.2.2.4. Anemômetro e Cata-ventos

351

4.2.2.5. Aquisição de Dados

352

4.3. Sucção Matricial

355

4.3.2. Sistema de Aquisição de Dados

357

4.4. Teor de Umidade Volumétrico

359

4.4.1. Métodos Eletromagnéticos

360

4.4.1.1. Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR)

361

4.4.1.2. Reflectometria no Domínio da Freqüência (FDR)

362

4.4.1.3. Radar de Penetração no Solo (GPR)

364

4.4.1.4. Discussão

365

4.4.2. Sondas FDR ECH2O

367

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

4.4.3. Sistema de Aquisição de Dados

369

4.4.4. Técnicas de Calibração Implementadas

371

4.4.4.1. Preparação das Amostras

372

4.4.4.2. Método I

372

4.4.4.3. Método II

374

4.4.4.4. Método III

374

4.4.5. Resultados de Calibrações

378

4.4.5.1. Resultados Experimentais do Método I

378

4.4.5.2. Resultados Experimentais com o Método II

381

4.4.5.3. Resultados Experimentais pelo Método III

383

4.4.6. Discussão

395

4.5. Escoamento Superficial

403

4.5.1. Calhas Parshall

404

4.5.2. Transmissor de nível ultra-sônico

410

4.5.3. Técnica de Calibração e Resultados Obtidos

414

4.6. Concentração de Sedimentos nas Enxurradas

416

4.6.1.1. Total de Sólidos Suspensos

421

4.6.1.2. Turbidez

424

4.7. Caracterização da Vegetação

428

4.7.1. Estabelecimento, Crescimento e Desenvolvimento

428

4.7.1.1. Métodos Não-Destrutivos

430

4.7.1.2. Métodos Destrutivos

431

4.7.1.2.1. Biomassa Aérea e Densidade Populacional

431

4.7.1.2.2. Sistemas Radiculares

431

4.7.1.2.2.1. Avaliação do Perfil de Solo

432

4.7.1.2.2.2. Arquitetura Radicular

434

4.7.1.2.2.3. Biomassa Radicular

436

4.7.2. Caracterização da Vegetação nas Parcelas de Erosão

436

4.7.2.1. Parcela 1

437

4.7.2.2. Parcela 3

438

4.7.2.3. Parcela 4

439

4.7.3. Comportamento hidrológico

439

4.7.3.1. Avaliação da Intercepção e Atravessamento

440

4.7.3.2. Resistência Superficial e Aerodinâmica

440

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

4.7.3.2.1. Resistência Aerodinâmica (ra)

441

4.7.3.3. Resistência Superficial (rs)

442

4.8. Instalação da Instrumentação em campo

445

4.8.1. Abrigo Meterológico

445

4.8.2. Monitoramento da água no solo

447

4.8.2.1. Pontos de Monitoramento

447

4.8.2.2. Técnicas de Instalação

450

4.8.2.3. Aquisição de dados

452

4.8.3. Instalação de Calhas Parshall

456

4.8.3.1. Aquisição de Dados

459

5 Resultados de Monitoramento

460

5.1. Períodos de Monitoramento

462

5.2. Parâmetros Meteorológicos de Superfície

464

5.2.1. Precipitação Pluvial

466

5.2.1.1. Condições Antecedentes

466

5.2.1.2. Precipitação no Período de Monitoramento

469

5.2.1.2.1. Delimitação de Classes de Chuvas no Período de Monitoramento 475
5.2.1.3. Resultados da Estação Meteorológica Campbell

483

5.2.1.4. Intercepção pelas Copas, Atravessamento e Gotejamento

490

5.3. Caracterização da Vegetação

492

5.3.1. Resultados de Avaliações na Parcela I

493

5.3.1.1. Mortalidade e Replantios

493

5.3.1.2. Crescimento e Desenvolvimento das Mudas

496

5.3.1.3. O Capim Vetiver

503

5.3.1.4. Biomassa Aérea

503

5.3.1.5. Sistemas Radiculares

504

5.3.1.5.1. Arquitetura e Biomassa Radicular de Mimosa caesalpiniaefolia
537 dias após o Transplantio

504

5.3.1.5.2. Arquitetura e Biomassa Radicular de Acacia auriculiformis 537
dias após o Transplantio

507

5.3.2. Resultados de Avaliações na Parcela III

510

5.3.2.1. Tempos de Emergência das Espécies

510

5.3.2.2. Crescimento e Desenvolvimento

512

5.3.2.3. Sistemas Radiculares

512

5.3.3. Resultados de Avaliações na Parcela IV

514

5.3.3.1. Estabelecimento e Emergência

514

5.3.3.2. Crescimento e Desenvolvimento

517

5.3.3.3. Avaliações de Sistemas Radiculares

518

5.3.4. Taxas de Recobrimento

519

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

5.3.5. Parâmetros de Resistência Superficial e Aerodinâmica nas Parcelas
em Avaliação

531

5.3.5.1. Índices de Área Foliar

532

5.3.5.1.1. Parcela I

532

5.3.5.1.2. Parcela III

537

5.3.5.1.3. Parcela IV

539

5.3.6. Determinação da ETm nas Diferentes Parcelas

541

5.4. Escoamento Superficial e Erosão

548

5.4.1. Monitoramento das Caixas Coletoras

549

5.4.1.1. Período Completo

549

5.4.1.2. Períodos de Avaliação

552

5.4.1.2.1. Primavera de 2007

552

5.4.1.2.2. Verão 2007/2008

556

5.4.1.2.3. Outono de 2008

558

5.4.1.2.4. Inverno de 2008

563

5.4.1.2.5. Primavera de 2008

563

5.4.1.2.6. Verão 2008/2009

567

5.4.1.2.7. Outono e Inverno de 2009

571

5.4.1.3. Discussão Sobre o Monitoramento nas Caixas Coletoras

574

5.4.2. Monitoramento Automatizado do Escoamento Superficial

575

5.4.2.1. Resultados na Parcela II com uso do Datalogger Ahlborn 2890-9

576

5.4.2.1.1. Etapa I ­ Aquisição de Dados em Intervalos de 20 segundos

576

5.4.2.1.2. Etapa II ­ Aquisição de Dados em Intervalos de 1 Minuto

581

5.4.2.2. Adaptação da Estação Hidrossedimentológica para Monitoramento
Automatizado do Escoamento Superficial e Concentração de Sedimentos
nas Parcelas de Erosão

585

5.4.2.2.1. Instalação do Abrigo e Adaptação da Estação

585

5.4.2.2.2. Calibrações dos LU-20 e de Turbidímetros

586

5.4.3. Análises Comparativas de Resultados Experimentais e Simulações de
Processos Erosivos

591

5.5. Perfis de Sucção e Umidade

595

5.5.1. Intervalos de Aquisição de Dados

596

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

5.5.2. Resultados do Monitoramento da Sucção e do Teor de Umidade
Volumétrico

603

5.5.2.1. Comportamento Geral - Avaliação do Período Completo

604

5.5.2.2. Avaliações por Parcelas

604

5.5.2.2.1. Parcela I

605

5.5.2.2.2. Parcela II

611

5.5.2.2.3. Parcela III

613

5.5.2.2.4. Parcela IV

614

5.5.2.2.5. Considerações sobre a Avaliação dos Perfis por Parcelas

615

5.5.2.3. Avaliações Por Profundidades

616

5.5.2.3.1. Avaliações a 0.25 m

616

5.5.2.3.2. Avaliações a 0.50m

622

5.5.2.3.3. Avaliações a 0.75m

623

5.5.2.3.4. Avaliações a 0.90m

624

5.5.2.4. Perfis Médios de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico

625

5.5.2.4.1. Perfis Médios Mensais

628

5.5.2.4.2. Perfis Médios Sazonais

630

5.5.2.5. Períodos de Monitoramento Detalhados

631

5.5.3. Comparação entre Curvas de Retenção de Umidade de Laboratório e
Perfis de Campo de Sucção e Umidade Volumétrica

636

5.6. Balanços Hídricos

639

5.6.1. ETrc e Registros Simultâneos de e em Campo

640

5.6.2. Resultados das Análises de Balanços Hídricos

642

5.6.3. Perfis de Campo de e e Simulações de Fluxos na Parcela I

647

5.6.3.1. Geometria de Análise do Problema

648

5.6.3.2. Funções de Permeabilidade

650

5.6.3.3. Discussão dos Resultados

653

6 Conclusões

659

6.1. Processos de RAD e Construção do Talude e das Parcelas

659

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

6.2. Caracterização do Perfil Estratigráfico

660

6.3. Parâmetros Meteorológicos de Superfície

664

6.4. Caracterização da Vegetação

666

6.5. Escoamento Superficial e Erosão

668

6.6. Perfis de Sucção e Umidade

673

6.7. Balanços Hídricos

676

6.8. Monitoramento de Campo e Simulações Numéricas

676

6.9. Sugestões para Pesquisas Futuras

677

Referências Bibliográficas

679

Lista de figuras

Figura 2 1 Obras de terraplenagem e aterramento para a construção do
Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro Galeão/ Tom Jobim.
Observa-se que as obras envolveram grande parte da Ilha do
Governador, modificando completamente seu relevo.

67

Figura 2 2 Talude do Eixo Viário no Aeroporto Internacional Tancredo
Neves (Confins/MG) (Andrade, A.G.; Capeche, C.L. Acervo
Fotográfico/Convênio Embrapa/INFRAERO).

68

Figura 2 3 Taludes de corte desprovidos de vegetação apresentando erosão

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

em sulcos e ravinas em talude do Aeroporto Internacional
Eduardo Gomes (Manaus/AM) (Andrade, A.G.; Demonte,
R.F.; Acervo Fotográfico/Convênio Embrapa/INFRAERO).

69

Figura 2 4 Talude no Aeroporto de Foz do Iguaçu na área de empréstimo na
cabeceira 14 (Andrade, A.G., Demonte, R.F.

Acervo

Fotográfico/Convênio Embrapa/INFRAERO).

70

Figura 2 5 Vista geral das principais áreas de intervenção no contexto do
Convênio Embrapa/INFRAERO no AIRJ atualmente, sobre
foto do final da década de 1970.

72

Figura 2 6 Suavização dos taludes da cava mais íngremes mediante
realocação dos entulhos (a) e recobrimento com material
terroso (b) no ano 2000 (Andrade, A.G. & Capeche, C.L.
Acervo Fotográfico/Convênio Embrapa/INFRAERO).

73

Figura 2 7 Cava do Itacolomi logo após o plantio de blocos experimentais
para avaliação dos efeitos do lodo de esgoto na fertilidade do
substrato e desempenho da vegetação no ano de 2001
(Capeche,

C.L.

Acervo

Fotográfico/Convênio

Embrapa/INFRAERO).

74

Figura 2 8 (a) Desenvolvimento da vegetação nos blocos experimentais com
aplicação de diferentes doses de lodo; (b) vegetação no verão
de 2004; (c) vegetação no inverno de 2007; (d) abate de
leguminosas arbóreas na Cava do Itacolomi para medições de
biomassa e estoques de carbono.

75

Figura 2 9 Processo de recuperação ambiental e estabilização da voçoroca
do Morro do Radar, no Aeroporto Internacional do Rio de
Janeiro Galeão/ Tom Jobim. Acima, sobrevôo na área durante a
década de 80, e seqüência abaixo: práticas mecânicas e
vegetativas implemetadas.

76

Figura 2 10 Talude de Corte do Morro do Radar antes (a), no ano 2000
(fotode Andrade, A.G.), e após (b) os trabalhos de RAD, no
ano de 2004.

77

Figura 2 11 Parcelas de Controle de Erosão Implantadas no reverso do
Morro do Radar.

78

Figura 2 12 Galpão de Compostagem: a ­ parte do viveiro coberta com

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

sombrite com mudas de pinhão manso em estágio inicial; b ­
mudas de Capim de Vetiver e arbóreas; b1 e b2 ­ Abizia
Guachapelle e Acacia auriculiformis em rustificação na parte
descoberta do viveiro; d1 e d2 ­ Acacia mangium e Albizia
lebbek; e ­ horta comunitária; peneira rotativa; f ­ pilhas em
processo de compostagem; g ­ triturador.

80

Figura 2 13 Vertente onde foi executado o talude anteriormente às obras,
localizada no morro do lado direito do Galpão da TAP.

82

Figura 2 14 Localização da Área Z, próximo ao Galpão da TAP, no
Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro na Ilha do
Governador.

83

Figura 2 15 Valores de precipitação média mensal (mm) na estação
meteorológica da Ilha do Governador (GEORIO) durante o
período de 1997 a 2008.

86

Figura 2 16 Localização da Área Z em relação à Estação Meteorológica da
GEORIO na Ilha do Governador, destacando-se a distância
entre os dois pontos de 2.230 metros.

87

Figura 2 17 Depósitos da Formação Macacu na Área Z. 1 (identificação das
litofácies reconhecidas por Ferrari 2000 em preto): (1) Ap; (2)
Amp; (3) Ap; (4)Llm, Acpb; (5) Llm; (6) Lac sobrejacente à
Llm; (7) Acpb sobrejacente à Llm; (8) ACpb edivenciando a
presença de canga laterítica ou crosta gibsítica (9).

93

Figura 2 18 A,B - Cobertura pedológica da Área Z, podendo ser observado
no remanescente do relevo original da encosta o solo residual
maduro (horizonte Bw). Abaixo (C) se observa o solo residual
jovem (horizonte C ou Formação a Macacu), exposto com a
erosão, presente na forma de ravinas.

95

Figura 2 19 Aspectos geomorfológicos. a,b - Visão do talude no sentido S e
SE, observando-se ao longe o Maciço da Tijuca. c ­ Detalhe do
Cristo Redentor (visto do Talude). d ­ Detalhe da Pedra da
Gávea (vista do Talude). e ­ vista da Serra dos Órgãos do topo
do morro da Área Z. f ­ detalhe do Dedo de Deus visto do
testemunho no topo do Morro.

97

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Figura 2 20 Distância entre a Área Z, na Ilha do Governador, e o
Laboratório de Geotecnia da PUC-Rio, na Gávea.

98

Figura 2 21 Morro ao Lado Direito do Hangar da Varig (atual TAP), fotos
do primeiro diagnóstico efetuado pela Embrapa Solos. Acima ­
vista geral das pistas direita e o Hangar à esquerda,
observando-se erosões na vertente onde foi posteriormente
conformado o talude; No centro ­ Imagem do Google Earth
realçando a Área Z; Abaixo ­ reverso da vertente do talude,
uma área atualmente utilizada como bota-fora da apara de
grama, observa-se o testemunho ao topo do talude.

104

Posteriormente a este diagnóstico foram efetuadas expedições na área de
estudo durante o ano de 2007, durante a implantação do projeto
de RAD, visando à obtenção de informações mais detalhadas
para a implantação de um campo experimental.

105

Figura 2 22 De frente para o talude: A ­ observador ao meio olhando para a
direita; B ­ observador ao meio olhando para esquerda. C ­ de
cima do talude, observando-se o piso onde foi construído
posteriormente o aterro da seção mista do talude.
Figura 2 23 Topografia da área anteriormente à execução das obras.

106
107

Figura 2 24 Topografia e delimitação da área de escopo para o talude e
entorno.
Figura 2 25 Diagnóstico da Área Z em 2007.1-2: Visão frontal a vertente
para execução do talude. 3-4: Voçorocamentos ao lado da

108

vertente. 5­6: Vertente acima do local para construção do
talude, observando-se o grande sulco que origina a uma das
voçorocas. 7-8: área apresentando erosão em sulcos na área de
contribuição da vertente. 9-10-11: Ravinas do lado esquerdo da
vertente do talude.

109

Figura 2 26 Voçoroca V.I, ao lado da vertente para construção do talude
(referente aos pontos 3-4 na figura anterior). A profundidade da
feição chegou a 4.2 m (medido com trena ­ Foto A), sendo
possível observar exfiltração em sua base evidenciada pela
formação de um leito no fundo bem definido (B).

110

Figura 2 27 Voçoroca V.II, à montante (leste) da Voçoroca V.I, que

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

contribui para o mesmo canal de saída à jusante. A ­ Visão de
montante à jusante. B ­ Visão do alto. C ­ Ravinas ao lado da
voçoroca que contribuem para o mesmo canal de saída,
destacando-se também o testemunho no topo do morro:
Observa-se nitidamente, assim como nas demais áreas, o
quanto as fácies areníticas (coloração clara) são mais
resistentes que os lamitos subjacentes (colorações arroxeadas).

111

Figura 2 28 Área ao redor do testemunho no topo do morro. A ­ local à
montante da Voçoroca II (a sul do testemunho), observando-se
um declive acentuado (suavizado posteriormente revegetação
formando o Talude III (ver 2.5)). B ­ vertente oposta, do outro
lado do topo do morro, a norte do testemunho.

111

Figura 2 29 (Talude A) com altura de 5 m apresentando inclinação entre 1:2,
arredondado nas concordâncias com a estrada.

114

Figura 2 30 A ­ (Talude B) próximo ao corpo de bombeiros, do outro lado
da pista. B, C (Talude C) tamébm próximo com seção expondo
a Formação Macacu. D (Talude D) de corte degradado na via
de serviço que margeia a cabeceira 28 próximo à Área Z.
Figura 2 31 Localização de outros taludes (A,B,C,D).
Figura 2 32 Processo de conformação do talude, podendo-se observar o
desdobro dos diferentes materiais que compõem material
terroso (A,B) e o resultado das diferentes fácies facilmente
reconhecíveis (Ap, ACpb, Amp e Llm) durante a fase de

115
116

compactação do aterro (C). Detalhes da discriminação e
delimiitação espacial destes materiais encontram-se no
Capítulo III.

120

Figura 2 33 A ­ Canaleta de drenagem de crista com erosão nos solos ao
redor. B ­ pedaços de canaleta destruída devido ao
subdimensionamento da drenagem. C ­ visão geral da área,
onde este problema de drenagem ocasionou na formação de
uma voçoroca.

121

Figura 2 34 Problemas de dimensionamento de drenagens no Morro do
Radar. A.B ­ canaleta na seção montante que foi picotada e
enterrada no local visando o ordenamento este resíduo e da

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

superfície do terreno. C ­ sobrevôo na voçoroca do Morro do
Radar na década de 80 observando-se nitidamente que esta foi
desencadeada devido a um rompimento da drenagem na junção
de duas canaletas de crista.

122

Figura 2 35 Inclinação nas plataformas na crista do talude (A,B) e no talude
lateral (C) com caimento para fora de 1%.

123

Figura 2 36 Escavadeira Hidráulica CAT 315C-L utilizada nas obras do
Talude da Área Z.
Figura 2 37 Topografia da área de estudos após a conformação do Talude I.

124
126

Figura 2 38 Hipsometria e declividade na área de estudos antes e depois das
obras.

127

Figura 2 39. Perfil transversal utilizado para a estimativa do volume de
terras mobilizado, observando-se o a topografia antes e depois
da execução da seção mista. A área sombreada representa a
movimentação de terras em termos de corte e aterro.

128

Figura 2 40 A - Retirada de Capim Vetiver dos terraços no Morro do Radar
para reaproveitamento na Área Z. B ­ separação de dois
perfilhos. C - cestos para transporte dos perfilhos. D ­
Resultado do plantio dos perfilhos retirados do Morro do
Radar.
Figura 2 41. A - Mudas noduladas e micorrizadas de Acacia mangium,
utilizadas no projeto de revegetação da Área Z, no viveiro em
processo de rustificação. B ­ Acácia mangium em campo após

133

12 meses de plantio. C ­ muda noduladas e micorrizadas de
Mimosa caesalpiniaefolia. D ­ nódulos presentes no sistema
radicular de Mimosa caesalpiniaefolia indicando a eficiência
dos processos de inoculação da semente.

136

Figura 2 42 Croqui das práticas mecânicas implantadas (em vermelho
Voçorocas V.1 e V.2; letras R e S na imagem no canto: ravinas
e sulcos).

143

Figura 2 43 Processo de construção do Terraço a: A ­ vista para montante
(leste); B ­ vista para jusante (oeste).

144

Figura 2 44 Processo de construção do Terraço b. A ­ Primeiro trecho,
próximo ao testemunho. B ­ curvatura para norte rumo à Bacia

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

I. C ­ Terraço b logo após sua construção, ainda sem vegetação
e cobertura morta.

145

Figura 2 45 Processo de construção do Terraço c: A ­ vista para jusante
(direção NNO), rumo à Bacia II; B - vista para montante
(direção SSE), estando este terraço alinhado com a direção dos
Taludes I e II.

145

Figura 2 46 A - Bacia I: durante no dia do término da construção, podendose observar a profundidade de 1.2 m, bem como sua saia com 3
m de largura (B-C). D ­ Bacia I após o primeiro período
chuvoso (29-10-07).

146

Figura 2 47 Bacia II: (A)após a conformação, (b) depois das primeiras
chuvas (06-11-07), sulco à esquerda devido à falta de
recobrimento vegetal (B-C). Para solução deste problema foi
aplicada apara de grama.

147

Figura 2 48. (A) construção da Bacia II*. (B) altura de em torno de 0.8 m.
(C)

água

escoando pelo ladrão (C)

(13-11-07).

(D)

sedimentação após as primeiras chuvas (40 mm em 24hs).

147

Figura 2 49 Bacia III: (A) logo após seu término; (B) durante o processo de
construção; (C) depois das primeiras chuvas (29-10-07).

148

Figura 2 50 Implementos utilizados nos processos de RAD na área Z. A, B,
C, D, E ­ Case 580L. F,G,H ­ New Holland D130.
Figura 2 51 Outras máquinas utilizados na Área, incluindo caminhão com
caçamba móvel (A, B, C), caminhão muque (D) e com

148

caçamba fixa (E, F), utilizado no transporte de resíduos de
poda no aeroporto.

149

Figura 2 52 Aplicação de apara de grama na área da Voçoroca V.1 com
retroescadaveira.

152

Figura 2 53 Apara de grama chegando na área (A) e em dia de chuva devido
à compostagem natural do resíduo em campo elevando sua
temperatura (B).

152

Figura 2 54 Aplicação da apara de grama no Terraço e com auxílio de
caminhão (A) e com uma "mãozinha" da escavadeira
hidráulica CAT 315C L (B).

152

Figura 2 55 Aspecto da Bacia I após o espalhamento da apara de grama no

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

terraço acima, provocando o transporte de ácidos fúlvicos para
a bacia trazendo o aspecto escuro para seu espelho d'água (2211-07).

153

Figura 2 56. A ­ preenchimento de covas com composto. B ­ plantio de
mudas. C ­ Acacia Mangium. D ­ coveamento com uso da
retroescavadeira CASE 580L. E ­ aspecto da área de
contribuição do Terraço c após o plantio. F ­ área acima do
Talude II após o plantio. G,H - rega com auxílio de caminhão
pipa para salvamento das mudas durante estiagem (06-03-08).

154

Figura 2 57 Plantio do Capim Vetiver na crista do Talude I. A ­ poda dos
perfilhos. B ­ plantio em linha com um único sulco. C ­
coroamento com apara de grama na crista do Talude I. D ­
talude lateral protegido com Vetiver logo após coroamento.

155

Figura 2 58. A - Coroamento do Capim Vetiver no Talude II logo após seu
plantio em fevereiro de 2008. B ­ rega de salvamento com
caminhão pipa em 06-03-08.

155

Figura 2 59 Coveamento para plantio do Capim Vetiver em duas linhas de
cada lado do Terraço c, utilizando-se a mesma configuração
implantada no Morro do Radar.
Figura 2 60 Parcelas de controle de erosão e zonas de amortecimento.

156
159

Figura 2 61 Etapas iniciais da instalação das parcelas. A ­ marcação das
parcelas. B ­ escavação de sulcos.
Figura 2 62. Posicionamento das folhas de zinco.

160
160

Figura 2 63 - A - Chumbamento das folhas com concreto. B ­ uso de
gabarito para posicionar as folhas na crista adequadamente.

160

Figura 2 64. A ­ fixação na parede do talude. B - Aspecto das parcelas I, II
e III nesta fase.

161

Figura 2 65. A ­ emboque da Parcela I visto de frente. B ­ vista por dentro
da rampa de aproximação em concreto visando direcionar os
sedimentos e evitando o entupimento.

161

Figura 2 66 Posicionamento dos canos. Os comprimentos e gradiente foram
mantidos para todas as parcelas.

161

Figura 2 67 Fundação da caixa 1 da Parcela IV, observando-se os rejeitos de
concreto reaproveitados de pilhas de entulhos existentes no

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

aeroporto.

162

Figura 2 68 A ­ Selamento da base da caixa 1 da Parcela I evitando
infiltrações na estrutura. B ­ detalhe da fundação com pedra
britada formando um piso abaixo da caixa 1 da Parcela II para
proteger contra a erosão provocada pela enxurrada que escoar
pelos quarteadores.

162

Figura 2 69 Vista frontal das Parcelas na fase de acabamento final logo após
uma chuva.

162

Figura 2 70 A - Aspecto geral das parcelas após o término das obras. B ­
peça de uma das escadas de eucalipto instaladas nas laterais das
parcelas.

163

Figura 2 71 Desenho esquemático do projeto final das parcelas de controle
de erosão incluindo escadas em cada uma das parcelas e as
dimensões das áreas de amortecimento de 4 m entre cada
parcela.

163

Figura 2 72 A ­ medição do nível na caixa coletora. B, C ­ homogeinização
do material. D - Coleta de amostras de escoamento superficial.
E ­ abertura do flange com alicate. F ­ esvaziamento da caixa
após a execução das medições.
Figura 2 73 A - cortina atirantada na Rodovia Rio Juiz de Fora. B - controle
biotécnico com reaproveitamento de moirões de concreto
deixando a vegetação crescer dentro (na mesma rodovia). C ­
Controle biotécnico em talude de corte (Paquetá-RJ). D ­

166

Detalhe das jardineiras chumbadas na pedreira visando o
recobrimento vegetal e trazendo um aspecto paisagístico. E Biomanta logo após instalação em talude de corte na Rodovia
Rio Santos (altura de Parati). F ­ vegetação brotando e
atravessando as biomantas em talude próximo.

170

Figura 2 74 Dimensões e numeração das Parcelas experimentais (áreas de 15
x 12 m) para identificação dos tratamentos.

176

Figura 2 75 Acima - Numeração das covas e espaçamento na Parcela I.
Abaixo - Identificação das mudas no período de 17 de
dezembro de 2007 à 6 de março de 2008 (AA = Acacia
auriculiformis; AH = Acacia holocericea; AB = Albizia

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

guachapelle; CR = Cratylia argêntea; SB = Mimosa
caesalpiniaefolia).

179

Figura 2 76 A ­ Preenchimento da cova com composto. B ­ Plantio. C Mudas recém plantadas. D ­ Parcela I logo após o término dos
plantios.

185

Figura 2 77 Visão frontal da Parcela I, podendo-se observar as mudas de
leguminosas e os cordões de capim vetiver.

186

Figura 2 78 A ­ termômetro para monitoramento da temperatura dentro do
tanque. B ­ sistema de agitação da massa. C ­ Celulose
utilizada como Mulch. E ­ esterco de curral aplicado após o
jateamento para fixação e adubação final.

187

Figura 2 79 Limitações da hidrossemeadura. A ­ observa-se a perda de
sementes e insumos e carregamento para as sarjetas das pistas e
drenagens, evidenciado pelo aparecimento de brotos nestes
pontos. B ­ Má fixação da massa de sementes/insumos pode
provocar a sua descida concentrando a vegetação no terço
inferior e deixando os taludes descobertos nas cristas e terços
médio/superior.

189

Figura 2 80 A,B ­ coveamento da área da parcela. C ­ caminhão pipa
adaptado para hidrossemeadura da empresa Fixa Verde. D, E,F
­ jateamento da hidrossemeadura.
Figura 2 81 A ­ aspecto do talude após a aplicação do jateamento. B,C ­
lanço de esterco e megamulch para fixação final da massa. D ­

199

Aspecto do talude após o lanço dos últimos insumos. E ­ vista
frontal do talude como um todo após a aplicação da
hidrossemeadura na Parcela III.

200

Figura 2 82. A ,B ­ coveamento do Talude II. C,D ­ detalhe das covas
(micro-covas). E ­ caminhão de hidrossemeadura da empresa
Fixa-Verde no acesso acima da crista do Talude II. F ­ início
do jateamento no Talude II.

201

Figura 2 83. A,B ­ Jateamento no Talude II. C ­ aspecto do talude após o
jateamento. D,E,F - aplicação de esterco e megamulch.

202

Figura 2 84 Aspecto da superfície do solo antes (A) e após (B) o
recobrimento final com esterco e megamulch. C, detalhe do

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

aspecto da massa, observando-se sua aderência nas mãos do
funcionário. D ­ semente de feijão-guandu. E ­ aspecto final
do Talude II após a aplicação da hidrossemeadura.

203

Figura 2 85 A - Aspecto das biomantas embaladas para transporte e
fornecimento. B ­ aspecto da biomanta em detalhe,
observando-se a tela georreforçadora e a matriz orgânica de
fibra de coco.

208

Figura 2 86 Seqüência ilustrativa do processo de aplicação da Biomanta
Sintemax 400TF.

211

Figura 2 87. A ­ coveamento do talude. B,C,D - Aplicação e espalhamento
de esterço e insumos, E ­ primeira faixa de biomanta
desenrolada no talude. F ­ pessoal pronto para estender a
segunda faixa da manta.

212

Figura 2 88. A,B ­ biomanta instalada à direita da Parcela IV. C,D ­ detalhe
da superposição das biomantas. E ­ biomantas chegando no
campo. F ­ mix de sementes.

213

Figura 2 89. A ­ Recobrimento inicial do lado esquerdo da Parcela com
esterco e insumos. B ­ talude faltando somente as biomantas
dentro da parcela de controle de erosão. C ­ Término da
instalação da biomanta. D ­ visão geral do talude após a
conclusão da instalação da biomanta, observando-se a sua
semelhança com a cobertura morta aplicada na Parcela I. E ­
Visão frontal do Talude I após a aplicação da biomanta.

214

Figura 2 90 Esquemas para fixação das biomantas sugeridos pela Deflor
Bioengenharia LTDA de acordo com a declividade dos taludes.
Para o caso do Talude da Área Z a primeira configuração, da
esquerda para a direita, é a mais adequada.

215

Figura 2 91 Área abaixo do Talude II no acesso para veículos, antes e depois
das obras.

220

Figura 2 92 Crista do Talude após roçada e à direita observa-se o
crescimento do Vetiver.

220

Figura 2 93 [22-11-06] sulcos e ravinas no local onde foi construído o
Talude II. [29-11-07] logo após a conformação do Talude II.
[11-01-09] desenvolvimento da vegetação.

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Figura 2 94 Plantio do Capim Vetiver na crista do Talude II.

221
221

Figura 2 95 Processo de recuperação ambiental da Voçoroca V.I ao lado
direito do Talude I. [26-11-06] diagnóstico. [29-11-07]
aplicação de apara de grama. [19-01-09]

222

Figura 2 96 Práticas mecânicas no Talude I.

223

Figura 2 97 Técnicas de Bioengenharia de solos no Talude I.

224

Figura 2 98 Comparações de diversos pontos da Área Z antese depois dos
trabalhos de RAD.

225

Figura 2 99 Imagem do Satétile Quickbird da Área Z ­ 16-05-03.

226

Figura 2 100 Imagem do Satétile Quickbird da Área Z ­ 22-09-07.

227

Figura 2 101 Imagem do Satétile Quickbird da Área Z ­ 06-06-08.

228

Figura 3 1 Localização de afloramentos da Formação Macacu mapeados por
Ferrari (2001) na Ilha do Governador, no entorno do Aeroporto
Galeão (pontos 22, 23 e 24 em amarelo).

241

Figura 3 2 Identificação das litofácies expostas na face do talude. Observase a existência de uma linha de seixos no contato entre a 4ª e a
5ª litofácies.

242

Figura 3 3 Estratigrafia do talude interpretada de acordo com o modelo de
assinatura tectônica proposto por Ferrari (2001) para a
Associação de Fácies C da Formação Macacu.

244

Figura 3 4 Material Vermelho Escuro presente abaixo da crosta laterítica,
formando concreções no contato das Fácies Llm de lamitos e
Amp de arenitos

245

Figura 3 5 Identificação de diferentes tipos de solos em campo (V ­ VA ­
A2).

246

Figura 3 6 Identificação de diferentes tipos de solos em campo (R ­ A1 ­ A2
- VE).

247

Figura 3 7 Identificação de diferentes tipos de solos em campo (VE ­ R ­ V
­ A).

248

Figura 3 8 Identificação de diferentes tipos de solos em campo (VE ­ R ­
VA ­ A).

249

Figura 3 9 Delimitação espacial dos diferentes tipos de solos presentes no
talude.

250

Figura 3 10 Gráficos representando a distribuição percentual das diferentes

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

camadas de solo ao longo dos diferentes tratamentos conforme
na figura acima.

254

Figura 3 11 Gráficos representando a distribuição percentual das diferentes
camadas de solo ao longo das diferentes parcelas conforme na
figura acima.

255

Figura 3 12 Modelo 3D com as diferentes camadas de solo reconhecidas na
face do talude.
Figura 3 13 Localização dos pontos de coletas de amostras no talude.

257
258

Figura 3 14 Anel do solo VE apresentando expansão durante a saturação por
imersão.

269

Figura 3 15 Aplicação do método das tangentes para obtenção dos valores
de entrada de ar (ar), sucção residual (res), teor e umidade
volumétrico saturado (s) e residual (res).

270

Figura 3 16 Curvas de distribuição granulométrica das camadas de solo
estudadas.

277

Figura 3 17 Histogramas com percentuais de areia, silte e argila para as
diferentes camadas de solo, obtidos através das análises
granulométricas.

278

Figura 3 18 Aspectos macroscópicos da mineralogia das areias e dos
cascalhos do perfil estratigráfico, facilmente identificáveis
através de observações de campo.
Figura 3 19 Difratogramas de lâminas orientadas da camada VE e
submetidas a diferentes tratamentos: NA ­ amostra natural;

286

Lâminas orientadas: ST ­ sem tratamento, 540° - tratamento
por aquecimento à 540°C, EG ­ tratamento com glicolagem
(etilenoglicol).

287

Figura 3 20 Difratogramas de lâminas orientadas da camada R e submetidas
a diferentes tratamentos: NA ­ amostra natural; Lâminas
orientadas: ST ­ sem tratamento, 540° - tratamento por
aquecimento à 540°C, EG ­ tratamento com glicolagem
(etilenoglicol).

289

Figura 3 21 Difratogramas de lâminas orientadas da camada V e submetidas
a diferentes tratamentos: NA ­ amostra natural; Lâminas
orientadas: ST ­ sem tratamento, 540° - tratamento por

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

aquecimento à 540°C, EG ­ tratamento com glicolagem
(etilenoglicol).

289

Figura 3 22 Difratogramas de lâminas orientadas da camada VA e
submetidas a diferentes tratamentos: NA ­ amostra natural;
Lâminas orientadas: ST ­ sem tratamento, aquecimento à
540°C, EG ­ tratamento com glicolagem (etilenoglicol).

290

Figura 3 23 Difratogramas de lâminas orientadas da camada A e submetidas
a diferentes tratamentos: NA ­ amostra natural; Lâminas
orientadas: ST ­ sem tratamento, 540° - tratamento por
aquecimento à 540°C, EG ­ tratamento com glicolagem
(etilenoglicol).

290

Figura 3 24 Pontos experimentais relacionando a sucção dos solos com os
graus de saturação para as diferentes camadas, obtidos pelo
método do papel filtro.

294

Figura 3 25 Pontos experimentais relacionando a sucção dos solos com os
teores de umidade volumétricos para as diferentes camadas,
obtidos pelo método do papel filtro.

295

Figura 3 26 Variabilidade dos índices de vazios em função dos teores de
umidade gravimétricos obtidos durante os ensaios pelo método
do papel filtro para as diferentes camadas de solo.

296

Figura 3 27 Distribuição acumulativa dos diâmetros de poros para as
diferentes camadas de solo avaliadas.

297

Figura 3 29 distribuição dos diâmetros dos poros para as diferentes camadas
de solo avaliadas.

300

Figura 3 30 Curvas de retenção de umidade ajustadas através de ensaios de
porosimetria por injeção de mercúrio e pontos experimentais
pelo método do papel filtro.

301

Figura 3 31 Curvas de retenção de umidade [unimodal] das camadas VE e R
ajustadas através do modelo de van Genüchten (1980).

302

Figura 3 32 Ajustes para curvas de retenção unimodais e bimodais para a
camada V pelo modelo de van Genüchten.

303

Figura 3 33 Curvas de retenção de umidade [unimodal e bimodal] da
camada A de ajustadas através do modelo de van Genüchten

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

(1980).

304

Figura 3 35 Detalhes de processos erosivos atuantes em diferentes camadas
do perfil.

309

Figura 3 36 Detalhes dos processos erosivos atuantes nas diferentes camadas
do perfil.

310

Figura 3 37 Gabarito utilizado para a montagem dos corpos de prova, pedra
porosa e amostra confeccionada.

311

Figura 3 38 Corpos de prova anteriormente e 24 h após o ensaio de
desagregação.

312

Figura 3 39 Resultados dos ensaios de desagregação comparados com as
observações de feições erosivas em campo.

315

Figura 3 40 Triângulo textural mostrando as camadas de solo estudadas
comparadas a outros dados da literatura referentes à
erodibilidade dos solos.

320

Figura 3 41 Curvas de distribuição granulométrica obtidas com e sem o uso
de dispersante, para a camada VE.

321

Figura 3 42 Curvas de distribuição granulométrica obtidas com e sem o uso
de dispersante, para a camada R.

322

Figura 3 43 Curvas de distribuição granulométrica obtidas com e sem o uso
de dispersante, para a camada V.

322

Figura 3 44 Curvas de distribuição granulométrica obtidas com e sem o uso
de dispersante, para a camada VA.

323

Figura 3 45 Curvas de distribuição granulométrica obtidas com e sem o uso
de dispersante, para a camada A.

323

Figura 4 1 Aspectos hidrológicos da vegetação em taludes.

329

Figura 4 2 Distribuição dos potenciais da água no sistema SPAC.

331

Figura 4 3 Representação esquemática dos estômatos, em corte (acima) e em
planta, mostrando sua fisionomia quando aberto (abaixo à
esquerda) ou fechado (abaixo à direita).

337

Figura 4 4 Pluviômetros instalados no Campo Experimental do Galeão. A,B
­ Ville de Paris; C ­ Davis; D,E ­ Decagon ECRN1; F ­
aspecto do ECRN; G,H ­ Decagon ECRN2; I ­ Modelo do

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Talude incluindo a estação meteorológica, parcelas de erosão e
posição de todos os pluviômetros instalados.

348

Figura 4 5 Piranômetro CS300 e sua posição na Estação Meteorológica.

350

Figura 4 6 Termo-Higrômetro CS215.

351

Figura 4 7 Anemômetro e Cata-Ventos Wind Sentry3002-5 (Young
Meteorological Instruments).

352

Figura 4 8 Estação Meteorológica Compacta Campbell, destacando-se o
abrigo para sistema de aquisição de dados e o Painel Solar.
Figura 4 9 Sensor GMS da marca Watermark modelo 200SS-15.

353
356

Figura 4 10 Efeito da temperatura na conversão de k para kPa utilizandose a equação de Shock et al. de 1998 (Chard, 2006).
Figura 4 11 Sistema de Aquisição de Dados Watermark Monitor#900M.

357
358

Figura 4 12 Instalação de programação do Monitor 900M para seis sensores
GMS e dois geotermômetros.

359

Figura 4 13 Ilustração de um circuito de capacitor não polarizado.

363

Figura 4 14 Carga do capacitor após fechamento da chave.

363

Figura 4 15 Sonda FDR ECH2O EC-10, observando-se dimensões, área de
influência e componentes básicos.

368

Figura 4 16 Efeito do tipo de plug utilizado para confecção de extensões.

369

Figura 4 17 Detalhes do Datalogger Em50.

371

Figura 4 18 Solos após destorroamento e peneiramento.

372

Figura 4 19 Material utilizado para e extração de amostras indeformadas
(Kopecky) e para montagem dos corpos de prova. Da esquerda

para a direita: amostrador Kopecky, cilindro para realização do
ensaio, cilindro compactador Proctor Normal.
Figura 4 20 Cilindros utilizados nos ensaios pelo Método III.

373
375

Figura 4 21 Calibrações específicas das sondas EC-10 para os solos do
Talude utilizando-se o Método I. No canto inferior esquerdo
observa-se a análise comparativa de todas as curvas de
calibração obtidas.

380

Figura 4 22 Calibrações específicas das sondas EC-10 para os solos do
Talude utilizando-se o Método II (cores) e o Método I (em
azul). No canto inferior esquerdo observa-se a análise
comparativa de todas as curvas de calibração obtidas.

382

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Figura 4 23 Curvas w x d obtidas para o solo VE e calibrações por valor de
d.

384

Figura 4 24 Curvas w x d obtidas para o solo V e calibrações por valor de
d.

385

Figura 4 25 Curvas w x d obtidas para o solo R e calibrações por valor de
d.

386

Figura 4 26 Curvas w x d obtidas para o solo A e calibrações por valor de
d.

387

Figura 4 27 Curvas w x d obtidas para o solo VA e calibrações por valor de
d

388

Figura 4 28 Resultados de calibrações para o solo VE utilizando-se o
Método III. Os gráficos A, B, C e D apresentam a relação d
versus RAW para os diferentes valores de obtidos, o quadro
E apresenta a relação geral entre d versus RAW para todos os
valores de e o quadro F apresenta a calibração resultante.

390

Figura 4 29 Resultados de calibrações para o solo R utilizando-se o Método
III. Os gráficos A, B, C e D apresentam a relação d versus
RAW para os diferentes valores de obtidos, o quadro E
apresenta a relação geral entre d versus RAW para todos os
valores de e o quadro F apresenta a calibração resultante.
Figura 4 30 Resultados de calibrações para o solo VA utilizando-se o
Método III. Os gráficos A, B e C apresentam a relação d
versus RAW para os diferentes valores de obtidos, o quadro

391

D apresenta a relação geral entre d versus RAW para todos os
valores de e o quadro E apresenta a calibração resultante.

392

Figura 4 31 Resultados de calibrações para o solo V utilizando-se o Método
III. Os gráficos A, B e C apresentam a relação d versus RAW
para os diferentes valores de obtidos, o quadro D apresenta a
relação geral entre d versus RAW para todos os valores de e
o quadro E apresenta a calibração resultante.

393

Figura 4 32 Resultados de calibrações para o solo A utilizando-se o Método
III. Os gráficos A, B e C apresentam a relação d versus RAW
para os diferentes valores de obtidos, o quadro D apresenta a
relação geral entre d versus RAW para todos os valores de e

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

o quadro E apresenta a calibração resultante.

394

Figura 4 33 Calibração com Método III, comparadas à equação de
calibração de fábrica.

395

Figura 4 34 Resultados de todos os pontos de calibração para os diferentes
solos estudados, comparados à equação de calibração de
fábrica.

396

Figura 4 35 Comparação dos diferentes métodos de calibração das sondas
EC-10 para os solos do Talude utilizando-se o Método I (azul)
Método II (cores claras) e o Método III (cores escuras),
Método IV (Preto).

397

Figura 4 36 Gráficos para o ponto de monitoramento 1TS (solo VA),
utilizando as diferentes equações de calibração obtidas, nas
profundidades de 0.25 m, 0.50 m e 0.75 m, no período de
27/10/2008 a 9/11/2008.

398

Figura 4 37 Gráficos para o ponto de monitoramento 4TM (solo VE),
utilizando as diferentes equações de calibração obtidas, nas
profundidades de 0.25 m, 0.50 m e 0.75 m, no período de
20/11/2008 a 23/11/2008.

399

Figura 4 38 Gráficos para o ponto de monitoramento 3TI (solo R),
utilizando as diferentes equações de calibração obtidas, nas
profundidades de 0.25 m, 0.50 m e 0.75 m, no período de
30/08/2008 a 03/10/2008.

400

Figura 4 39 Gráficos para o ponto de monitoramento 4TS (solo V),
utilizando as diferentes equações de calibração obtidas, nas
profundidades de 0.25 m, 0.50 m e 0.75 m, no período de
30/08/2008 a 01/10/2008.

401

Figura 4 40 Gráficos para o ponto de monitoramento 4TI (solo A),
utilizando as diferentes equações de calibração obtidas, nas
profundidades de 0.25 m, 0.50 m e 0.75 m, no período de
30/08/2008 a 01/10/2008.

402

Figura 4 41 Componentes da Calha Parshall e terminologia para medidas de

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

projeto (adaptado de ASTM 1941:1975).

405

Figura 4 42 Precipitação pluvial (mm/h) no dia 14/12/2007.

408

Figura 4 43 Detalhes da Calha Parshall CONTECH.

409

Figura 4 44 Transmissor de nível ultra-sônico LU-20 5001, destacando-se a
relação Altura/Raio da sua área de atuação e suas
características.

411

Figura 4 45 Detalhes do suporte do transmissor ultra-sônico na Calha
Parshall, bem como seu posicionamento e campo de atuação no
fundo da calha.

413

Figura 4 46 Transmissores LU-20 5001 acoplados às Calhas CPARSHALL,
conectados ao logger ALMEMO® 2890-9 e ao PC. A caixa
d'água é usada para calibrar o transmissor para diferentes
níveis da Calha Parshall.

414

Figura 4 47 Resultados da Calibração dos Transmissores LU-20 acoplados
às Calhas Parshall. Aquisição de dados com Datalogger
ALMEMO® 2890-9.

415

Figura 4 48 À esquerda: categorias de processos de movimentação de
partículas em um canal de fluxo (adaptado de EPA, 1997); à
direita ­ foto retratando processo de deposição no fundo do
canal da Parcela II após uma chuva intensa.
Figura 4 49 Transporte de sedimentos em correntes hídricas. Seqüência de
um evento de chuva ocorrido no dia 19 de janeiro de 2009,
retratando as diferentes concentrações de sedimentos presentes
no escoamento superficial durante o evento erosivo. A,B,C,D,E
­ seqüência de evolução de entrada das primeiras enxurradas.

417

F,G ­ aspecto da parcelas sendo lavada pela enxurrada. H ­
aspecto do canal no final do evento, podendo-se evidenciar um
início de acúmulo de sedimentos mesmo com um canal livre.

418

Figura 4 50 Curva de Distribuição Granulométrica dos sólidos presentes nas
enxurradas da Parcela 2.

421

Figura 4 51 Total de Sólidos Suspensos de amostras de enxurradas no
período de 30/08/2008 a 21/10/2008 com a utilização da sonda
TDS SC-100.

423

Figura 4 52 Acoplagem de instrumentação para medição de concentração de
sedimentos nas parcelas de erosão.

427

Figura 4 53 Arquitetura dos sistemas radiculares de acordo com a

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

nomenclatura proposta por Pritchett: A - Pivotante; B ­
Fasciculado; C ­ Superficial (adaptado de Pritchett, 1979).

435

Figura 4 54 Classes de orientação de crescimento de raízes pivotantes
(adaptado de Carneiro, 1995).

435

Figura 4 55 Classificação de Menzie das deformações de raízes pivotantes
(adaptado de Carneiro, 1995).

435

Figura 4 56 Desenvolvimento diferenciado de plantios por hidrossemeio ao
longo do comprimento da rampa dos taludes. Acima fotos da
Rodovia Rio Juiz de Fora, abaixo à esquerda observa-se a
Parcela 3 e à direita um hidrossemeio em talude na Rodovia
Rio Santos realizado em fevereiro de 2008.

437

Figura 4 57 Diagrama representativo das componentes: resistência
superficial (rs) e resistência aerodinâmica (ra).

441

Figura 4 58 Determinação da Declinação magnética para cálculo do Norte
Verdadeiro.
Figura 4 59 Abrigo Meteorológico no Campo Experimental do Galeão.

446
446

Figura 4 60 Posicionamento dos pontos de monitoramento e das baterias de
sensores ao longo dos três terços no talude, para as quatro
parcelas estudadas.

449

Figura 4 61 Pontos de monitoramento relacionados aos diferentes camadas
de solos existentes na face do talude.

450

Figura 4 62 Posicionamento dos subhorizontal GMS para insersão no talude. 451
Figura 4 63 Processo de inserção no talude com o gabarito.

451

Figura 4 64 Posicionamento dos sensores no talude, com cores para
identificação das profundidades de instalação.
Figura 5 1 Pluviômetros ECRN utilizados na avaliação da intercepção.

452
464

Figura 5 2 Localização da Estação Meteorológica no Morro do Radar,
dentro da área patrimonial do Aeroporto Internacional do Rio
de Janeiro.

465

Figura 5 3 Valores de pluviosidade anual registrados de 1997 a 2007 na
Estação Meteorológica da GEORIO na Ilha do Governador.

467

Figura 5 4 Dados mensais e diários de precipitação pluvial referentes aos
anos de 2005, 2006 e 2007, provenientes da Estação
Meteorológica da GEORIO situada na Ilha do Governador.

468

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Figura 5 5 Monitoramento in situ da precipitação com Pluviômetros ECRN
da Decagon e DAVIS/Campbell.

471

Figura 5 6 Monitoramento dos Pluviômetros ECRN da Decagon, registros
da GEORIO, dados da Estação Campbell e Fases do
monitoramento.

472

Figura 5 7 Valores de precipitação horários, diários e mensais referentes ao
período de monitoramento na Área Z.

473

Figura 5 8 Precipitação horária no período anterior e durante o
monitoramento segundo GEORIO e dados da Área Z.
Figura 5 9 Classes de chuvas (mm/24hs) para o período de monitoramento.

474
475

Figura 5 10 Classes de chuvas para intervalos de aquisição de mm/h e
mm/15 min.

476

Figura 5 11 Sistematização das classes de chuvas para intervalos de coleta
de dados de mm/24hs e mm/h, no decorrer das diferentes
épocas avaliadas.

478

Figura 5 12 Correlações entre os pluviômetros da DC1 e DC2 e entre a
média dos pluviômetros da Decagon e o pluviômetro DAVIS.

481

Figura 5 13 Correlações entre a média dos pluviômetros DC e o pluviômetro
DAVIS para entre para precipitações inferiores a 10 mm/h e
entre valores obtidos na Área Z e na Estação da GEORIO.
Figura 5 14 Parâmetros meteorológicos para o cálculo do Balanço Hídrico.

482
486

Figura 5 15 Dados do balanço energético de superfície de 21-05-09 a 29-0709.

487

Figura 5 16 Rosas de ventos para o período de monitoramento SET ­ DEZ
2008.

488

Figura 5 17 Rosas de ventos para o período de monitoramento MAR 2009 ­
SET 2009.

489

Figura 5 18 Quadro comparativo ­ intercepção pelas copas Embrapa ­
Biomanta.

492

Figura 5 19 Sobrevivência e mortalidade de mudas no talude, bem como as
substituições de acordo com as diferentes posições no talude.

494

Figura 5 20 Mudas utilizadas na Área Z ­ nódulos rizóbio/sistemas
radiculares.

495

Figura 5 21 Variabilidade da altura das leguminosas arbóreas e arbustivas

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

implantadas na Parcela I após 12/14 meses de plantio.

499

Figura 5 22 DAP das leguminosas arbóreas e arbustivas implantadas na
Parcela I após 12/14 meses de plantio.

500

Figura 5 23 DAB (cm) das leguminosas arbóreas e arbustivas implantadas
na Parcela I após 12/14 meses de plantio.

501

Figura 5 24 Altura das mudas (m) de acordo com as numerações referentes
às diferentes posições das covas, 12/14 meses após o
transplantio.
Figura

5

25

Aspecto

502
visual

de

sistema

radicular

da

Mimosa

caesalpiniaefolia.

505

Figura 5 26 Quadrícula utilizada na aquisição de imagens (quadros de 0.20
por 0.25m).

506

Figura 5 27 Processamento das imagens referentes a cada quadrícula no
SIARCS. Algumas posições foram desconsideradas pelo baixo
padrão na binarização.

506

Figura 5 28 Aspectos morfológicos do sistema radicular da Acacia
auriculiformis após a exposição do perfil.

508

Figura 5 29 Quadrícula utilizada na aquisição de imagens do perfil referente
ao sistema radicular da Acacia auriculiformis, visando sua
análise através do SIARCS. Observa-se o posicionamento do
perfil no contato das camadas R e A1.

508

Figura 5 30 Processo de aquisição de imagens e binarização para a
interpretação no SIARCS.

509

Figura 5 31 Aspecto visual da Parcela III durante o período de emergência
das espécies. Observa-se o desenvolvimento maior dos
rebentos nas regiões de acúmulo.

510

Figura 5 32 Emergência de espécies em diferentes posições do talude e
também no talude acima (TII), onde foi aplicado o mesmo
tratamento no mesmo dia.

511

Figura 5 33 Sistemas radiculares encontrados em associação nos primeiro
0.1m do solo na Parcela III.
Figura 5 34 Aspectos da emergência das diferentes espécies implantadas.

513
515

Figura 5 35 Aspectos da emergência das espécies a atravessamento na
biomanta.

516

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Figura 5 36 Emergência e florescimento simultâneo devido à época de
plantio.

516

Figura 5 37 Crescimento do nabo forrageiro e da crotalária nos estágios
iniciais após o atravessamento da biomanta. No detalhe
observa-se a realocação da biomanta, que ocorreu após sua
movimentação para reinstalação de instrumentos no subsolo.

517

Figura 5 38 Abertura do perfil e avaliação do sistema radicular do guandu Parcela IV.

518

Figura 5 39 Resultados das avaliações do sistema radicular do guandu
incluindo a binarização, determinação da área radicular,
afinamento e determinação do comprimento radicular.

520

Figura 5 40 Taxas de recobrimento no dia 19-02-08, estimadas através do
SIARCS.

522

Figura 5 41 Taxas de recobrimento no dia 29-05-09, estimadas através do
SIARCS.

523

Figura 5 42 Gráficos de dispersão referentes às taxas de recobrimento no
decorrer do período de monitoramento obtidas através do
processamento digital de imagens.

526

Figura 5 43 Altura das arbóreas na Parcela I em função da taxa de
recobrimento.

526

Figura 5 44 Altura das arbóreas na Parcela I em função da taxa de
recobrimento.

527

Figura 5 45 Altura das arbóreas na Parcela I em função da taxa de
recobrimento.

527

Figura 5 46 Altura das arbóreas na Parcela I em função da taxa de
recobrimento.

528

Figura 5 47 Altura das arbóreas na Parcela I em função da taxa de
recobrimento.

528

Figura 5 48 Funções médias de crescimento das arbóreas na Parcela I em
função da taxa de recobrimento.

529

Figura 5 49 Altura na Parcela III em função da taxa de recobrimento.

529

Figura 5 50 Altura na Parcela IV em função da taxa de recobrimento.

530

Figura 5 51 determinação do IAF da Mimosa caesalpiniaefolia abatida para

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

avaliações de biomassa.

534

Figura 5 52 determinação do IAF da Acácia auriculiformis abatida para
avaliações de biomassa.

535

Figura 5 53 Desenvolvimento do IAFativo em função dos dias após o
transplantio, com base nas taxas de recobrimento para o
período de monitoramento, para a Mimosa caesalpiniaefolia na
Parcela I.

536

Figura 5 54 Desenvolvimento do IAFativo em função dos dias após o
transplantio, com base nas taxas de recobrimento para o
período de monitoramento, para a Acácia auriculiformis na
Parcela I.

537

Figura 5 55 Variação do IAF médio na Parcela I em função do DAT,
próximo aos pontos de monitoramento do subsolo.

537

Figura 5 56 Variação do IAF de uma Crotalária com emergência após
fevereiro de 2009.

538

Figura 5 57 IAF estimado para a Parcela III no decorrer do período de
monitoramento.

539

Figura 5 58 IAF x DAE estimado pata a Parcela IV no decorrer do período
de monitoramento.

541

Figura 5 59 Estabilidade da equação para determinação de ET0 de PM em
termos de calor latente em relação aos resultados obtidos
através da formulação convencional.

544

Figura 5 60 Determinação da Evapotranspiração Máxima da Cultura (ETm
em mm/dia) para as parcelas em estudo.
Figura 5 61 Determinação do Kc nas parcelas em estudo.

546
547

Figura 5 62 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o período
completo de avaliação.

551

Figura 5 63 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para a
primavera de 2007.
Figura 5 64 Precipitações em mm/24hs e mm/h para a primavera de 2007.

553
555

Figura 5 65 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o verão de
2007-2008.

557

Figura 5 66 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o outono

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

de 2008.

560

Figura 5 67 Medições referentes ao dia 07-04-08 realizadas no dia 08-04-08
08h30min visando evitar a perda de dados de novas chuvas.

561

Figura 5 68 Dia 27-03-08 após uma precipitação de 106 mm/24hs no
decorrer do dia 26-03-08.

562

Figura 5 69 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o inverno
de 2008.

564

Figura 5 70 Coleta de amostra e aferição dos níveis nas caixas coletora em
outubro de 2008.

565

Figura 5 72 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o verão
2008-2009.
Figura 5 73 Visualização das parcelas durante o dia 22-01-09.

568
569

Figura 5 74 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o outono
de 2009.

572

Figura 5 75 Perdas de Solo e Balanços Hídricos Superficiais para o inverno
de 2009.

573

Figura 5 76 Resultados do monitoramento do nível na Calha Parshall
referente à Parcela II através da utilização do sistema de
aquisição de dados Ahlborn 2890-9.

577

Figura 5 77 Resultados do monitoramento referente ao Evento I de
escoamento registrado na calha da Parcela II no dia 4 de
fevereiro de 2009.

578

Figura 5 78 Resultados de monitoramento referente ao Evento II de
escoamento registrado na calha da Parcela II no dia 8 de
fevereiro de 2009.

579

Figura 5 79 Resultados do monitoramento do nível na Calha Parshall
referente à Parcela II através da utilização do sistema de
aquisição de dados Ahlborn 2890-9.

581

Figura 5 80 Resultados do monitoramento do nível na Calha Parshall
referente à Parcela II dias 12 e 13 de março.

582

Figura 5 81 Resultados do monitoramento do nível na Calha Parshall
referente à Parcela II durante a madrugada do dias 13 para 14
de março de 2009.

583

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Figura 5 82 Aspectos da instrumentação para monitoramento automatizado
da erosão e do escoamento superficial adaptado para parcelas
de controle de erosão.

587

Figura 5 83 Calibração dos turbidímetros com sedimentos provenientes das
enxurradas da Parcela II.

588

Figura 5 84 Resultados do monitoramento dos níveis das Calhas Parshall
após a adaptação da estação hidrossedimentológica.

590

Figura 5 85 Comparação entre resultados de simulações utilizando-se
parâmetros da USLE e valores medidos em campo.

592

Figura 5 86 Pontos de monitoramento dos FDR, comprimento dos fios e
número de registros de horas monitoradas.

597

Figura 5 87 Caixas de armazenamento dos loggers invadidas por cobras e
roedores no período de monitoramento e as novas portas de
PVC instaladas visando uma melhor vedação (abaixo do PVC
foi ainda colocada uma vedação de borracha no contato com a
base de alvenaria). Observa-se acima uma cobra comendo um
camundongo que estava na caixa anteriormente após a abertura
das mesmas para a aquisição dos dados.

600

Figura 5 88 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­ Parcela I/
Período Completo.

606

Figura 5 89 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico - Parcela II/
Período Completo.

607

Figura 5 90 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­ Parcela III/
Período Completo.

608

Figura 5 91 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­ Parcela IV/
Período Completo.

609

Figura 5 92 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­
Profundidade 0.25 m / Todas as Parcelas/ Período Completo.

617

Figura 5 93 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­
Profundidade 0.50 m / Todas as Parcelas/ Período Completo.

618

Figura 5 94 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­
Profundidade 0.75 m / Todas as Parcelas/ Período Completo.

619

Figura 5 95 Perfis de Sucção e Teor de Umidade Volumétrico ­

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Profundidade 0.90 m / Todas as Parcelas/ Período Completo.

620

Figura 5 96 Perfis médios sazonais de sucção e umidade volumétrica nos
diferentes pontos de monitoramento do talude referentes às
diferentes estações do ano monitoradas.

626

Figura 5 97 Perfis médios mensais de sucção e umidade volumétrica nos
diferentes pontos de monitoramento do talude referentes às
diferentes estações do ano monitoradas.

627

Figura 5 98 Monitoramento em escala temporal detalhada aos 0.25m em
todos os tratamentos e terços de avaliação para duas diferentes
épocas.

632

Figura 5 99 Variabilidade das sucções, temperatura e teores de umidade
volumétrica aos 0.50m entre os dias 12 e 15 de março de 2009.

635

Figura 5 100 curvas de retenção de umidade determinadas em laboratório
pelo método do papel filtro ajustadas pelo método de van
Genüchten (1980), correlacionadas à valores de sucção e
umidade registrados em diferentes pontos de monitoramento
referentes às respectivas camadas de solos.

637

Figura 5 101 curvas de retenção de umidade determinadas em laboratório
pelo método do papel filtro ajustadas pelo método de van
Genüchten (1980), correlacionadas à valores de sucção e
umidade registrados em diferentes pontos de monitoramento
referentes às respectivas camadas de solos.

638

Figura 5 102 Exemplo de uma curva de estresse hídrico convencional para
ajustar a evapotranspiração máxima das culturas para
determinação da ETrc com estresse hídrico.

641

Figura 5 103 Detalhamento dos saldos diários, saldos acumulados diários e
mensais e a ETrc em relação à ET0 e à ETm para o período de
monitoramento.
Figura 5 104 Balanços hídricos e saldos diários de fluxos.

643
644

Figura 5 105 Resultados de balanços hídricos relacionados às taxas de
recobrimento nas diferentes parcelas em estudo durante o
período de avaliação.

646

Figura 5 106 Malha de Elementos finitos (0.5m nos maiores quadrados)

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

utilizada na simulação dos fluxos na Parcela I.

649

Figura 5 107 Funções de permeabilidade para as camadas presentes no perfil
estratigráfico, determinadas a partir das curvas de retenção de
umidade experimentais, utilizando-se os métodos de ajuste de
Fredlund et al. (1994) e van Genüchten (1980).

652

Figura 5 108 Comparação entre os resultados de campo obtidos através do
monitoramento dos GMS e FDR e os resultados das simulações
numéricas referentes aos mesmos pontos de monitoramento na
Parcela I.

655

Figura 5 109 Resultados das simulações numéricas referentes aos pontos de
monitoramento na Parcela I para as simulações utilizando-se
para a determinação das funções de permeabilidade os métodos
de Fredlund et al. (1994) e van Genüchten (1980).

656

Figura 5 110 Comparação entre os saldos diários e balanços hídricos
mensais obtidos através dos resultados de monitoramento de
campo e de simulações numéricas no VADOSE/W2007.

657

Figura 5 111 Equipotenciais de poro-pressões no perfil transversal da
Parcela I referentes aos dias 12, 13, 14 e 15 de março de 2009.

659

Lista de tabelas

Tabela 2 1 Normais Climatológicas do Estado do Rio de Janeiro (INMET).

85

Tabela 2 2 Associações de Fácies Sedimentares da Formação Macacu (de
Ferrari, 2001).

92

Tabela 2 3 Categorias de materiais e tipos de escavações (adaptado de
Shimizu 2002 e Iwasa & Frendrich, 1998).
Tabela 2 4 Especificações técnicas da escavadeira hidráulica CAT 315C-L.

119
124

Tabela 2 5 Fatores médios de conversão de volumes para diferentes camadas
de solos.

125

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Tabela 2 6 Gramíneas utilizadas para recuperação de áreas degradadas e
controle de erosão (adaptado de Pereira, 2006).

134

Tabela 2 7 Árvores fixadoras de N2 com potencial para uso em RAD,
aspectos silviculturais e de adaptação ambiental (de Franco et
al, 1992).

138

Tabela 2 8 Especificações técnicas dos implementos utilizados durante as
obras de execução das práticas mecânicas na Área Z.

142

Tabela 2 9 Dimensões dos taludes de corte e aterro, terraços e bacias de
sedimentação implantados na Área Z.

144

Tabela 2 10 Lista de mudas utilizadas na revegetação da Área Z (fornecidas
pelo Viveiro Ecobrand, Seropédica, RJ).

150

Tabela 2 12 Características químicas da apara de grama, resultante da
manutenção do gramado do Aeroporto Internacional do Rio de
Janeiro (Fonte: op cit, 2004).

153

Tabela 2 13 Materiais utilizados na construção das parcelas de controle de
erosão.

164

Tabela 2 14 Modelo para organização dos dados volume de escoamento
superficial nas parcelas de erosão, obtidos a partir das leituras
de nível nos Latões e nas caixas coletoras.

167

Tabela 2 15 Modelo para organização dos dados de concentração de
sedimentos nas amostras de enxurradas das parcelas de erosão.

167

Tabela 2 16 Modelo para organização de dados para determinação de perdas
de solo (g; g/m²; ton/ha) e água (L; ES (mm/24hs); Inf
(mm/24hs).

167

Tabela 2 17 Vantagens de técnicas de bioengenharia de solos na recuperação
de áreas degradadas (adaptado de Gray & Sotir, 1996; Schieltz,
1996; Coppin & Richards, 1990).

169

Tabela 2 18 Mudas utilizadas na Parcela I.

178

Tabela 2 19 Mudas utilizadas na Parcela III.

191

Tabela 2 20 Biomantas doadas pela Empresa Deflor para pesquisas em
revegetação e bioengenharia de solos na Área Z. Foram
fornecidos diferentes tipos de biomantas visando a sua

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

aplicação nas diferentes condições geotécnicas existentes no
talude.
Tabela 2 22 Mudas utilizadas na Parcela IV.

207
209

Tabela 2 23 Cronograma executivo da etapa de diagnóstico do estado de
degradação das terras.

217

Tabela 2 24 Cronograma executivo das etapas de construção de taludes,
execução de práticas mecânicas, edáficas e vegetativas de RAD
no entorno.

218

Tabela 2 25 Cronograma executivo de construção de parcelas de erosão e
aplicação de técnicas de bioengenharia de solos na Área Z.

219

Tabela 2 26 Resumo de proposta de parametrização para a Equação
Universal de Perda de Solo - USLE.

231

Tabela 2 27 Fator C e P em para os diferentes tratamentos testados no
talude.

232

Tabela 3 1 Critério para classificação da transição entre horizontes
pedológicos em termos de nitidez/ contraste e espessura
sugerido por SBCS/SNLCS (1982).

250

Tabela 3 2 Transição entre camadas/ horizontes de solos em termos
topográficos segundo SBCS/SNLCS (1982).

251

Tabela 3 3 Identificação dos perfis para extração de blocos indeformados na
face do talude.

258

Tabela 3 4 Identificação das amostras adicionais em função dos diferentes
pontos de coleta na face do talude.

258

Tabela 3 5 Propostas para classificação dos espaços porais.

272

Tabela 3 6 Resumo das propriedades índice dos diferentes solos avaliados.

276

Tabela 3 7 Resumo de dados estatísticos referentes aos resultados da Figura
3 17.

278

Tabela 3 8 Limites de Atterberg com material passante nas peneiras #40 e
#200.

280

Tabela 3 9 Atividade das argilas, classificação SUCS e parâmetros de
entrada.

281

Tabela 3 10 Número de ensaios, valor máximo, mínio e valores médios
representativos das análises de pH em H2O e em KCL [entre
colchetes], bem como os respectivos pH médios para as

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

diferentes camadas de solo.

282

Tabela 3 11 Número de ensaios e valores médios representativos das
análises de complexo sortivo para as diferentes camadas de
solo. Resultados em cmolc/dm³ para todos os parâmetros
exceto V (expresso em porcentagem).

283

Tabela 3 12 Número de ensaios e valores médios (entre colchetes)
representativos das análises de Fósforo Assimilável (mg/dm³) e
Carbono Orgânico (g/kg).
Tabela 3 13 Resultados de Análises de ataque sulfúrico.

284
284

Tabela 3 14 Resultados das análises de fluorescência de Raios-X
(Semiquantitativa).

285

Tabela 3 15 Valores de Ksat obtidos a partir de diferentes ensaios de
permeabilidade para as camadas de solo avaliadas (valores em
cm/s).

291

Tabela 3 16 Deformações verticais ocorridas nos anéis submetidos à
saturação pelo método de imersão e seus respectivos índices
físicos antes e depois dos ensaios.

293

Tabela 3 17 Distribuição percentual das classes de diâmetros de poros de
acordo com diferentes propostas de classificação.

298

Tabela 3 18 Parâmetros de ajuste referentes à equação de van Genüchten
para as curvas de retenção das camadas VE e R.

302

Tabela 3 19 Parâmetros de ajuste referentes à equação de van Genüchten
para a curva de retenção bimodal da camada V.

303

Tabela 3 20 Parâmetros de ajuste referentes à equação de van Genüchten
para a curva de retenção bimodal da camada A.

304

Tabela 3 21 Parâmetros de ajuste referentes à equação de van Genüchten
para a curva de retenção bimodal da camada VA.

305

Tabela 3 22 Sumário de parâmetros hidráulicos das diferentes camadas de
solo avaliadas importantes para modelagem de fluxos em
meios porosos.
Tabela 3 23 Graus de dispersividade segundo (op. cit, 1976).

307
316

Tabela 3 24 Porcentagem de dispersão das diferentes camadas de solos
avaliadas.

319

Tabela 3 25 Resultados de análises granulométricas com e sem uso de

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

defloculante.

324

Tabela 3 26 Grau de Floculação das Argilas das diferentes camadas
avaliadas.

325

Tabela 3 27 Porcentagem de dispersão das diferentes camadas de solo
avaliadas.

325

Tabela 3 28 Determinação do Fator K da USLE (Wishmeier & Smith,
1958).
Tabela 4 1 Características dos pluviômetros instalados na área de estudos.

328
349

Tabela 4 2 Resumo das características dos sensores montados na Estação
Meteorológica Compacta SCI.

353

Tabela 4 3 Parâmetros medidos, unidades e dados gravados na primeira
série de aquisição gerada no Short Cut.

354

Tabela 4 4 Parâmetros medidos, unidades e dados gravados na segunda série
de aquisição gerada no Short Cut.

354

Tabela 4 5 Parâmetros medidos, unidades e dados gravados na segunda série
de aquisição gerada no Short Cut.

355

Tabela 4 6 Quadro Comparativo dos métodos eletromagnéticos. Dados de
Czarnomski et al. (2005) Noborio (1996); Campbell Sci. (1996
e 2004).

367

Tabela 4 7 Planilha utilizada para determinação dos parâmetros de
calibração (com resultados da calibração do solo roxo).

373

Tabela 4 8 Energias de compactação aplicadas nos diferentes ensaios de
compactação dinâmica e nas diferentes etapas do ensaio.

376

Tabela 4 9 Organização dos dados para a execução dos ensaios com o
Método III.

377

Tabela 4 10 Resultados das calibrações para os 5 camadas de solos
estudados
Tabela 4 11 Equações de calibração obtidas com o Método I.

379
380

Tabela 4 12 Equações de calibração e respectivos valores de R² obtidas com
o Método II.

382

Tabela 4 13 Equações de calibração e respectivos valores de R² obtidas
através do Método III.
Tabela 4 14 Resumo de ensaios de caracterização dos solos.

395
397

Tabela 4 15 Dimensões dos componentes da Calha Parshall de acordo com

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

os valores de W (dados de ASTM 1941:1975).

405

Tabela 4 16 Valores de n e K e limites de vazão para diferentes tamanhos de
Calhas Parshall (ASTM 1941:1975).
Tabela 4 17 Relação entre nível H (mm) e vazão (m³/h) na Calha Parshall.

407
410

Tabela 4 18 Resolução e precisão da Sonda SC-100 para as diferentes
unidades de aferição.

422

Tabela 4 19 Resultados de análises de TSS, Turbidez e pH, obtidos a partir e
análises das enxurradas em campo, para o dia 19 de setembro
de 2008.

425

Tabela 4 20 Características de alguns turbidímetros recomendados para
instrumentação de parcelas de erosão.

425

Tabela 4 21 Classes de tamanho de raízes segundo IBGE (2005).

433

Tabela 4 22 Classificação da abundância de raízes no perfil de solo (de
IBGE, 2005).

433

Tabela 4 23 Profundidades recomendadas para instalação de tensiômetros de
acordo com a profundidade efetiva da zona ativa das raízes (de
Moretti Filho, 1967).

448

Tabela 4 24 Distâncias de instalação das sondas EC-10.

454

Tabela 4 25 Distribuição das extensões utilizadas nos EC-10.

455

Tabela 4 26 Distâncias necessárias para a instalação dos GMS nos 48 pontos
de monitoramento e os respectivos comprimentos de fios
utilizados.

456

Tabela 4 27 Posicionamento das sondas GMS nos loggers Watermark para a
aquisição dos dados.

456

Tabela 5 1 Intervalos de aquisição de dados referentes ao período de
monitoramento avaliado na tese, para os diferentes tipos de
instrumentos instalados no Talude.

462

Tabela 5 2 Fontes de dados de precipitação e séries de aquisição de dados
utilizadas no decorrer do período de monitoramento.

469

Tabela 5 3 Siglas Adotadas, estação do ano, período monitorado e nº. de
dias.

477

Tabela 5 4 Dados analíticos da sistematização de chuvas em mm/24hs.

479

Tabela 5 5 Dados analíticos da sistematização de chuvas em mm/h.

480

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Tabela 5 6 Roteiro de cálculo para determinação da ET0 em intervalos
horários ­ dados de monitoramento.

483

Tabela 5 7 Roteiro de cálculo para determinação da ET0 em intervalos
horários ­ parâmetros e cálculo do déficit de pressão de vapor
(es-ea).

483

Tabela 5 8 Roteiro de cálculo para determinação da ET0 em intervalos
horários ­ determinação da radiação extraterrestre e saldo de
radiação.
Tabela 5 9 Determinação da ET0 com base nas tabelas anteriores.

484
484

Tabela 5 10 Dados de intercepção dos principais eventos registrados após a
instalação da instrumentação.

491

Tabela 5 12 Dados individualizados de Altura das arbóreas e arbustivas
implantadas na Parcela I após 12/14 meses de plantio.

498

Tabela 5 13 Crescimento do Capim Vetiver na crista do talude e na Parcela
I.
Tabela 5 14 Biomassa aérea dos indivíduos arbóreos abatidos na Parcela I.

503
504

Tabela 5 15 Biomassa radicular de Mimosa caesalpiniaefolia aos 537 dias
após o transplantio e resultados analíticos das análises do perfil
através do SIARCS.

507

Tabela 5 16 Biomassa radicular de Acacia auriculiformis aos 537 dias após
o transplantio e resultados analíticos das análises do perfil
através do SIARCS.

509

Tabela 5 17 Períodos de emergência das diferentes espécies plantadas na
Parcela III.

511

Tabela 5 18 Dados morfométricos da vegetação instalada na Parcela III 12
meses após a aplicação da hidrossemeadura.

512

Tabela 5 19 Avaliações de biomassa aérea na Parcela III.

514

Tabela 5 20 Dados morfométricos da vegetação estabelecida na Parcela III
537 dias após o recobrimento do talhão com a biomanta.

518

Tabela 5 21 Resultados analíticos das avaliações do sistema radicular do
guandu através da utilização do software SIARCS.

519

Tabela 5 22 Resumo das taxas de recobrimento obtidas através do
processamento de imagens com o SIARCS.

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Tabela 5 23 Recobrimento médio sazonal nas parcelas em estudo.

524
524

Tabela 5 24 Variação mensal das taxas de recobrimento nas diferentes
parcelas.

525

Tabela 5 25 Fator C para diferentes taxas de recobrimento nas Parcelas I, III
e IV e de acordo com Pereira (1999) para diferentes taxas de
recobrimento e tipos de vegetação.
Tabela 5 26 determinação do Fator P para as diferentes parcelas em estudo.

530
531

Tabela 5 27 Determinação de KLSCP para as parcelas em estudo no
decorrer do período de monitoramento.

531

Tabela 5 28 Roteiro de cálculo utilizado para determinação da ETm em
intervalos diários utilizando a equação 4-1.

542

Tabela 5 29 Roteiro de cálculo para determinação da ET0 em intervalos
diários ­ parâmetros e cálculo do déficit de pressão de vapor
(es-ea).

542

Tabela 5 30 Roteiro de cálculo para determinação da ET0 em intervalos
diários ­ determinação da radiação extraterrestre e saldo de
radiação.

543

Tabela 5 31 Resumo dos dados perdas de solo e balaços hídricos referentes
ao período completo de avaliação.

550

Tabela 5 32 Erosão nas parcelas anteriormente à aplicação das técnicas de
bioengenharia.

552

Tabela 5 33 Fator K e erosão medida nas parcelas no período anterior à
aplicação das técnicas de bioengenharia.

554

Tabela 5 34 Resumo de dados do dia 22 de fevereiro de 2008.

558

Tabela 5 35 Comparação das perdas de solo, taxas de recobrimento e
controle de erosão após um ano de monitoramento.

563

Tabela 5 36 Comparação das perdas de solo, taxas de recobrimento e
controle de erosão após um ano de monitoramento.

569

Tabela 5 37 Comparação das perdas de solo, taxas de recobrimento e
controle de erosão referente aos invernos de 2008 e 2009.

571

Tabela 5 38 Detalhes do escoamento superficial na Parcela II relativos aos
eventos de erosão monitorados nas caixas coletoras nos meses
de fevereiro e março de 2009.

575

Tabela 5 39 Dados dos primeiros eventos de escoamento monitorados na

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Calha Parshall da Parcela II.

580

Tabela 5 40 Precipitação (mm/15min) e registros de escoamento superficial
nas

caixas coletoras referentes aos primeiros eventos

monitorados na Calha Parshall da Parcela II.

580

Tabela 5 41 Dados de monitoramento na Calha Parshall da Parcela II
referentes aos eventos III e IV.

584

Tabela 5 42 Precipitação (mm/15min) e registros de escoamento superficial
nas

caixas coletoras referentes aos eventos III e IV

monitorados na Calha Parshall da Parcela II.

584

Tabela 5 43 Equações de calibração dos transmissores de nível LU-20 para
adaptação na Estação Hidrossedimentológica SOLAR.

586

Tabela 5 44. Simulação das perdas de solo em eventos de escoamento
superficial medidos nas Calhas Parshall a partir da formulação
do modelo WEPP.

594

Tabela 5 45 Loggers Em50, portas e pontos, distâncias, tipos de extensões
utilizadas, comprimentos de fios e número de dias monitorados
(de 10.032).
Tabela 5 46 Instabilidade no Logger WM5 em abril de 2009.

599
603

Tabela 5 47 Equações de calibração utilizadas no monitoramento das
diferentes camadas de solo presentes no talude.

604

Tabela 5 48 Dados resultantes das análises de balanços hídricos no talude.

645

Lista de quadros

Quadro 2 1 Detalhamento da espécie Acacia holosericea A. Cunn. ex G.
Don

181

Quadro 2 2 Detalhamento da espécie Acacia auriculiformis A. Cunn. ex
Benth.
Quadro 2 3 Detalhamento da espécie Albizia guachapelle (Kunth) Dugand

182
183

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Quadro 2 4 Detalhamento da espécie Cratylia argentea (Desvaux) O. Kuntze 184
Quadro 2 5 Detalhamento da espécie Mimosa caesalpiniaefolia Benth.

185

Quadro 2 6 Detalhamento da espécie Cajanus cajan (L.) Millsp.

193

Quadro 2 7 Detalhamento da espécie Calopogonium mucunoides Desv.

194

Quadro 2 8 Detalhamento da espécie Raphanus sativus

195

Quadro 2 9 Detalhamento da espécie Avena strigosa Schreb.

196

Quadro 2 10 Detalhamento da espécie Crotalaria juncea L.

197

Quadro 2 11 Detalhamento da espécie Setaria sphacelata (Schumach.).

198

Quadro 2 12 Detalhamento da espécie Brachiaria humidicola (Rendle)
Schweick.
Quadro 2 13 Detalhamento da espécie Melinis minutiflora P. Beauv.

199
210

Quadro 3 1 Aspectos da seqüência deposicional, camadas de solo sob o
ponto de vista geotécnico, transições e descrição pedológica.

253

Quadro 3 2 Descrição da mineralogia das areias para as diferentes camadas
de solo estudadas. Na última coluna observa a descrição
detalhada da mineralogia da fração areia dos diferentes materiais,
sendo estimada também a percentagem média de cada mineral
encontrado.

288

Quadro 3 3 Resultados do ensaio de desagregação.

314

Quadro 3 4 Resultados dos ensaios de dispersividade.

318

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Lista de Abreviaturas e Símbolos

A

Área drenada

A

Perda anual de solo (USLE)

a

Percentual de matéria orgânica (USLE)

A

Solo Amarelo

a

Parâmetro do modelo de van Genüchten (1980)

a

Parâmetro de Erodibilidade da USLE

A1

Primeira camada do Solo Amarelo

A2

Segunda Camada do Solo Amarelo

AASC

American Association of State Climatologists, EUA

ABNT

Associação Brasileira de Normas Técnicas

AC

Área de Copas

ADR

Amplitude Domain Reflectometry

AE

Fluxo evaporativo total

AF

Área Foliar

AIRJ

Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro Galeão/ Tom Jobim

AN

Argila Naturalmente Dispersa

APENA

Associação Portuguesa de Engenharia Natural

ARSU

Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos

AT

Argila Total

Aw

Classificação Climática de Köeppen ­ Tropical Chuvoso

b

Parâmetro de Erodibilidade da USLE

C

Coeficiente de deflúvio (adimensional)

C

Teor de Carbono Orgânico

C

Cobertura vegetal (USLE)

c

Parâmetro de Erodibilidade da USLE

C

Corrente

Ca++

Cátion Cálcio

CMP

Common Midpoint

CNPDIA

Embrapa Instrumentação Agropecuária

cp

Calor específico do ar

CSS

Concentração de Sedimentos em Suspensão

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

CTC

Capacidade de Troca Catiônica

CV

Coeficiente de Variação

DAB

Diâmetro de Base

DAC

Diâmetro de Copas

DAE

Dias Após a Emergência

DAP

Diâmetro na Atura do Peito

DAT

Dias Após o Transplantio

DEC

Departamento de Engenharia Civil

Di

Taxa de erosão entressulcos (WEPP)

DIA

Dias Após Aplicação

DIN

Sistema Nacional Alemão de Especificações na Construção

DL

Datalogger

DNIT

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

Dr

Taxa de erosão ravinar (WEPP)

dr

Inverso da Distância Relativa Sol-Terra

Drc

Potencial de destacamento (WEPP)

E

Energia cinética de cada evento de chuva (WEPP)

e

Índice de vazios

e0

Pressão de Saturação de Vapor a Temperatura do Ar

eo (Thr)

Pressão de Saturação de Vapor a Temperatura do Ar Thr

ea

Média Horária da Pressão de Vapor Atual

Ec

Energia de Compactação

EFIB

Federação Européia de Engenharia Natural

EG

Etilenoglicol

EMA

Estação Meteorológia Automatizada

EMBRAPA

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

Embrapa Solos EMBRAPA ­ Centro Nacional de Pesquisa de Solos
EPA

Environmental Protection Agency

ES

Escoamento Superficial

ET

Evapotranspiração

ET0

Evapotranspiração de Referência

ETA

Estação de Tratamento de Água

ETAR/APOIO Estação de Tratamento de Esgoto do AIRJ
ETE

Estação de Tratamento de Esgoto

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

ETmc

Evapotranspiração Máxima da Cultura

ETpc

Evapotranspiração Potencial da Cultura

ETrc

Evapotranspiração Real da Cultura

EUPS

Equação Universal de Perda de Solo

FAO-PM

Método da FAO de Penman & Monteith

FDR

Frequency Domain Reflectometer

FNOZZLE

Variação da energia de irrigação por aspersão (WEPP)

FTE

Micronutrientes - Fertilizante Nacional

FTU

Formazin Turbidity Unit

G

Carga de sedimento em um ponto x (m) da encosta (WEPP)

G

Fluxo de Calor do Solo

GCL

Geossinthetic Clay Liner

GEORIO

Instituto de Geotécnica do Município do Rio de Janeiro

GF

Grau de Floculação das Argilas

GMS

Granular Matrix Sensor

GPR

Ground Penetrating Radar

Gs

Densidade Relativa dos Grãos

Gsc

Constante Solar

i

Intensidade máxima de chuva (WEPP)

I

Intensidade de chuva

I30

Máxima intensidade de chuva ocorrida num período de 30 minutos

IA

Índice de Atividade de Skempton

IAF

Índice de Área Foliar

IAFativo

Índice de Área Foliar Ativo

Ie

Intensidade efetiva da chuva (WEPP)

ii

Intensidade de precipitação para cada intervalo de tempo (WEPP)

Inf

Infiltração

INFRAERO

Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária.

INMET

Instituto Nacional de Meteorologia

IP

Índice de Plasticidade

J

Dia Juliano

K

Fator de erodibilidade dos solos (USLE)

k

Coeficiente de transporte de sedimento (WEPP)

K+

Cátion Potássio

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Kc

Coeficiente de Cultivo

Ki

Erodibilidade entressulcos (WEPP)

Ki

Índice de Intemperismo

Kr

Parâmetro de erodibilidade em sulcos (WEPP)

Kr

Índice de Intemperismo

Ks

Permeabilidade aferida

Ksat

Permeabilidade Saturada

Kw

Permeabilidade uma determinada poro-pressão

LL

Limite de liquidez

Lm

Longitude local [graus a Oeste de Greenwich]

LP

Limite de plasticidade

LS

Fator topográfico (USLE)

Lz

Longitude do centro da zona de fuso [graus a Oeste de Greenwich]

m

Parâmetro do modelo de van Genüchten (1980)

MA
++

Microagregado

Mg

Cátion Magnésio

MO

Matéria Orgânica

MP

Metal Polivalente

n

Porosidade

n

Parâmetro do modelo de van Genüchten (1980)

n0

Porosidade total

N2

Nitrogênio

NA
Na

+

Amostra Aquecida
Cátion Sódio

NBR

Norma Brasileira

Nc

Número de camadas de solo (ensaio de compactação)

Ng

Número de Golpes (ensaio de compactação)

NG

Norte Geográfico

NM

Norte Magnético

NRCS

National Resource Conservation Service

NTU

Unidades Nefelométricas

NV

Direção do vento

OACI

Organização de Aviação Civil Internacional

OBS

Optical Backscattering

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

OMM

Organização Mundial de Meteorologia

P

Práticas Conservacionistas/ manejo (USLE)

PCD

Plataforma de Coleta de Dados

PERM

Permanent Erosion and Revegetation Materials

pH

Potencial hidrogeniônico

PMP

Ponto de Murcha Permanente

PRAD

Projeto de Recuperação de Áreas Degradadas

Q

Vazão

q

Vazão por largura unitária do sulco (WEPP)

R

Fator de Erosividade das Chuvas (USLE)

R

Raio hidráulico do escoamento

R

Solo Roxo

R

Red ­ cor do solo (Munsell)

Ra

Radiação Extraterrestre

ra

Resistência aerodinâmica

RAD

Recuperação de Áreas Degradadas

RAW

Valor Não-processado

RECP

Rolled Erosion Control Product

RH

Umidade relativa

RHarmin

Umidade Relativa do Ar Mínima

RHarmax

Umidade Relativa do Ar Máxima

RHhr

Umidade Relativa do Ar na Hora

rl

Resistência estomática de uma folha bem iluminada

Rn

Radiação Líquida na Superfície

Rnl

Radiação Solar de Ondas Longas

Rns

Radiação Solar de Ondas Curtas

Rs

Espaçamento médio interravinar (WEPP)

Rs

Radiação Solar Global Medida

rs

Resistência superficial

Rso

Radiação Solara Global à Céu Aberto

RUSLE

Revised Universal Soil Loss Equation

S

Declividade da ravina (WEPP)

S

Soma de Bases Trocáveis

S

Grau de Saturação

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

SBCS

Sociedade Brasileira de Ciência do Solo

Sc

Correção Sazonal

SDRRR

Taxa de chegada de sedimento

SE

Superfície Específica

Sf

Fator de declividade do solo em entressulcos (WEPP)

SIARCS

Sistema Integrado para Análise de Raízes e Cobertura do Solo

SPAC

Soil-plant-atmosphere Continnum

SRJ

Solo Residual Jovem

SRM

Solo Residual Maduro

SSC

Suspended Sediments Concentration

ST

Sem tratamento

SUCS

Sistema Unificado de Classificação de Solos

T

Total de Bases

Tbase

Temperatura de Base

Tc

Capacidade de transporte de sedimento do escoamento (WEPP)

TDS

Total de Sólidos Dissolvidos

TDT

Time Domain Transmission

TERM

Temporary Erosion and Revegetation Materials

Tmax

Temperatura Máxima

Tmax, K

Temperatura Máxima Absoluta em 24hs

Tméd

Tmeperatura média do ar

Tmin

Temperatura Mínima

Tmin, K

Temperatura Mínima Absoluta em 24hs

Tnw

Tensão superficial ­ fluido não molhante

Ts

Temperatura do solo

TSS

Total de Sólidos Suspensos

Tw

Tensão superficial ­ fluido molhante

uz

Média Horária da Velocidade do Vento

u2

Velocidade do Vento à 2 metros do solo

USDA

United States Department of Agriculture

USLE

Universal Soil Loss Equation

V

Solo Vermelho

V

Saturação por Bases

V

Voltagem

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

V

Volume

VA

Solo Vermelho-Amarelo

VE

Solo Vermelho-Escuro

Vf

Velocidade de sedimentação da classe (diâmetro) de sedimento

Vf

Voltagem Final

Vs

Volume de Solo

Vt

Volume Total

Vw

Volume de Água

W

Largura média das ravinas da vertente (WEPP)

W

Teor de Umidade

WARR

Wide Angle Reflection and Refraction

WCR

Water Content Reflectometer

WEPP

Weather Erosion Prediction Project

whig

Umidade higroscópica

wi

Umidade inicial

wr

Umidade higroscópica

ws

Umidade correspondente à saturação

Y

Yellow

Y

Porcentagem passante nas peneiras 7, 14, 25, 50, 100, 200 (WEPP)

y

Variável dummy de integração (WEPP)

YR

Yellow-red ­ cor do solo (Munsell)

Zh

Altura das medições de umidade

Zm

Altura das medições dos ventos

Zoh

Índice rugosidade governando a transferência de calor e valor

Zom

Índice rugosidade governando a transferência de calor e valor

PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0421305/CA

Lista de Símbolos Gregos



Albedo

r

Coeficiente de turbulência induzida pelas gotas (WEPP)



Peso específico



Constante Psicrométrica



Inclinação da Curva de Saturação de Vapor D'água



Declinação Solar



Razão entre peso molecular do vapor d´agua e do ar seco

v

Deformação Vertical



Teor de Umidade Volumétrico



Calor Latente de Vaporização

d

Massa específica seca

s

Massa específica do solo

t

Massa específica total



Tensão de cisalhamento efetiva nas partículas do solo (WEPP)

c

Força tractiva crítica (resistência ao cisalhamento) crítica (WEPP)



Diâmetro



Sucção



Latitude



Constante de Stefan-Boltzmann

1

Ângulo de Incidência Solar ao Início do Período

2

Ângulo de Incidência Solar ao Final do Período