caracterização para aproveitamento agrícola de resíduo de calcário

Universidade Federal do Tocantins

Campus de Gurupi

Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal

JOÃO VIDAL DE NEGREIROS NETO

CARACTERIZAÇÃO PARA APROVEITAMENTO AGRÍCOLA DE

RESÍDUO DE CALCÁRIO

GURUPI - TO

2015

Universidade Federal do Tocantins

Campus de Gurupi

Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal

JOÃO VIDAL DE NEGREIROS NETO

CARACTERIZAÇÃO PARA APROVEITAMENTO AGRÍCOLA DE

RESÍDUO DE CALCÁRIO

Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação

em Produção Vegetal da Universidade Federal do

Tocantins como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Doutor em Produção Vegetal.

Orientador: Prof. Dr. Antônio Clementino dos

Santos

Co-orientador: Prof. Dr. Rubens Ribeiro da Silva

GURUPI - TO

2015

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca da Universidade Federal do Tocantins

Campus Universitário de Gurupi

N385c Negreiros Neto, João Vidal de Caracterização para aproveitamento agrícola de resíduo de calcário /

João Vidal de Negreiros Neto. - Gurupi, 2015. 67f.

Tese de Doutorado – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, 2015. Linha de pesquisa: Manejo do Solo e Água. Orientador: Prof. Dr. Antonio Clementino dos Santos.

1. Semivariograma. 2. Constante de solubilidade. 3. Difratometria de

Raios-X. I. Santos, Antonio Clementino dos. II. Universidade Federal do

Tocantins. III. Título. CDD 631.44

Bibliotecária: Glória Maria Soares Lopes - CRB-2 / 592 TODOS OS DIREITOS RESERVADOS – A reprodução total ou parcial, de qualquer forma ou por qualquer meio deste documento é autorizado desde que citada a fonte. A violação dos direitos do autor (Lei nº 9.610/98) é crime estabelecido pelo artigo 184 do Código Penal.

Universidade Federal do Tocantins Câmpus de Gurupi Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal

Defesa nº

ATA DA DEFESA PÚBLICA DA TESE DE DOUTORADO DE JOÃO VIDAL DE NEGREIROS NETO, DISCENTE DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM

PRODUÇÃO VEGETAL DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS

Aos 05 dias do mês de março do ano de 2015, às 14:00 horas, na Sala 15 do Bloco BALA II, reuniu-se a Comissão Examinadora da Defesa Pública, composta pelos seguintes membros: Orientador Prof. Dr. Antônio Clementino dos Santos do Câmpus Universitário de Araguaína/ Universidade Federal do Tocantins, Co-Orientador Prof. Dr. Rubens Ribeiro da Silva do Campus Universitário de Gurupi/Universidade Federal do Tocantins, Prof. Dr. Sabino Pereira da Silva do Campus de Gurupi/Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins, Prof. Dr. Saulo de Oliveira Lima, do Campus Universitário de Gurupi/Universidade Federal do Tocantins, Prof. Dr. José Geraldo Donizetti dos Santos, do Campus Universitário de Araguaína/Universidade Federal do Tocantins, sob a presidência do primeiro, a fim de proceder a arguição pública da TESE DE DOUTORADO de JOÃO VIDAL DE NEGREIROS NETO, intitulada "Caracterização para Aproveitamento Agrícola de Resíduo de Calcário". Após a exposição, o discente foi arguido oralmente pelos membros da Comissão Examinadora, tendo parecer favorável à aprovação, habilitando-o ao título de Doutor em Produção Vegetal. Nada mais havendo, foi lavrada a presente ata, que, após lida e aprovada, foi assinada pelos membros da Comissão Examinadora.

Dr. Rubens Ribeiro da Silva

Co-Orientador

Dr. Sabino Pereira da Silva Neto

Segundo examinador

Dr. Saulo de Oliveira Lima

Terceiro examinador

Dr. José Geraldo Donizetti dos Santos

Quarto examinador

Dr. Antônio Clementino dos Santos Universidade Federal do Tocantins

Orientador e presidente da banca examinadora

Gurupi, 05 de Março de 2015.

Dr. Rodrigo Ribeiro Fidelis Coordenador do Programa de Pós-graduação em Produção Vegetal

DEDICATÓRIA

Dedico esta Tese de Doutorado à Deus, à minha esposa Maria da

Consolação de Sousa Lira, aos meus filhos Bruno Vidal de Negreiros Lira, Vinicius

Vidal de Negreiros Lira e Mateus Vidal de Negreiros Lira.

“Sustinui qui simul contristaretur, et non fuit, et qui consolaretur, et non inveni” –

Esperei se algum se entristecia comigo, e não houve ninguém; esperei se alguém

me consolava, e não achei. (Sl 69, 20)

6

AGRADECIMENTOS

Aos professores orientadores Antônio Clementino dos Santos e Rubens

Ribeiro da Silva, pela amizade e respeito;

À banca examinadora composta pelos professores Sabino Pereira da Silva

Neto, Saulo de Oliveira Lima e José Geraldo Donizetti dos Santos, pelo atendimento

ao chamado;

Ao Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal da UFT de Gurupi,

pelo apoio institucional;

À CAPES pelo apoio financeiro;

À Secretaria de Ciência e Tecnologia do Estado do Tocantins;

Ao grupo JDmito pela disponibilidade de equipamentos e logística durante as

pesquisas;

A Ângela Francieli pelo apoio irrestrito nas fases de pesquisa e escrita;

Aos estagiários Djalma, Analu, Guilherme, Jefferson, Paulo Sérgio, Luiz

Alberto, Antônio Carlos e Carlos;

Aos laboratoristas Túlio, Damiana e Cidinha;

Às secretárias da Pós-Graduação Érika e Uelda;

Ao Curso de Zootecnia da Universidade Federal do Tocantins.

Aos meus pais Bandeira e Nena;

Aos meus irmãos, cunhados, sobrinhos;

Ao sobrinho Diego (in memoriam);

Aos amigos de igreja Pe. Marcos Aurélio, Pe. Dionísio e as Pastorais

Familiares de Gurupi e Araguaína;

Aos amigos de Gurupi e Araguaína.

7

SUMÁRIO

RESUMO ............................................................................................................................................. 11

Abstract............................................................................................................................................... 12

CAPÍTULO 1 - ASPECTOS GERAIS DE PEDOLOGIA E GEOLOGIA DE CALCÁRIOS DO

ESTADO DO TOCANTINS: UMA REVISÃO ................................................................................ 13

RESUMO ......................................................................................................................................... 13

Abstract........................................................................................................................................... 13

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 14

2. SOLOS DO TOCANTINS ..................................................................................................... 15

2.1. Latossolos ...................................................................................................................... 17

2.2. Neossolos Quartzarênicos ........................................................................................ 19

3. GEOLOGIA DO CALCÁRIO NO TOCANTINS ................................................................. 21

4. EQUILÍBRIO QUÍMICO DE CÁLCIO E MAGNÉSIO NO SOLO .................................... 22

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................. 25

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 25

Capítulo 2 - Uso da Geoestatística na Caracterização Química de Pilha de

Resíduo de Mineração de Calcário ........................................................................................ 29

Resumo ........................................................................................................................................... 29

Abstract. ......................................................................................................................................... 30

1. Introdução .............................................................................................................................. 31

2. Material e Métodos ............................................................................................................... 32

3. Resultados e Discussão ..................................................................................................... 34

Conclusões .................................................................................................................................... 46

Referências Bibliográficas ......................................................................................................... 47

Capítulo 3 - Alterações de Resíduo de Mineração de Calcário e Influência nos

Atributos Químicos de um Latossolo Vermelho Amarelo ........................................... 49

Resumo ........................................................................................................................................... 49

Abstract........................................................................................................................................... 50

1. Introdução .............................................................................................................................. 51

2. Materiais e Métodos ............................................................................................................. 53

3. Resultados e Discussão ..................................................................................................... 57

Referências Bibliográficas ......................................................................................................... 64

Considerações Finais ..................................................................................................................... 67

8

Lista de Tabelas

Capítulo 1. Aspectos Gerais de Pedologia e Geologia de Calcários do Estado

do Tocantins: Uma Revisão

Tabela 1. Classes de solos encontradas no Estado do Tocantins (adaptado do IBGE,

2007a) ....................................................................................................................... 15

Tabela 2. Análises químicas de Latossolos do Estado do Tocantins. ....................... 19

Tabela 3. Resultados das análises químicas de 2 perfis de Neossolos

Quartzarênicos (adaptado de Santana et al, 2010) ................................................... 20

Tabela 4. Resultados de análises químicas de Neossolos Quartzarênicos no Estado

do Tocantins .............................................................................................................. 20

Capítulo 2. Uso da Geoestatística na Caracterização Química de Pilha de

Resíduo de Mineração de Calcário

Tabela 1. Estatística descritiva dos atributos químicos do Resíduo de Calcário nas

profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m. .......................... 35

Tabela 2. Matriz de Correlação (Pearson) das variáveis analisadas. ........................ 38

Tabela 3. Modelos e parâmetros estimados dos semivariogramas ajustados aos

valores dos atributos químicos. ................................................................................. 39

Capítulo 3. Uso do resíduo de mineração na blendagem do calcário comercial e

nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho Amarelo

Tabela 1. Caracterização química por difração de raio-x dos resíduos utilizados na

blendagem do calcário comercial para produção dos corretivos de acidez T1 e T2.

Gurupi – TO, 2014 ..................................................................................................... 54

Tabela 2. Massa do resíduo e calcário comercial necessária para blendagem na

formulação dos corretivos de acidez do solo T1 e T2 com PN de 90%. Gurupi – TO,

2014 .......................................................................................................................... 55

Tabela 3. Caracterização química e textural do Latossolo Vermelho Amarelo

distrófico utilizado na etapa de incubação e calibração dos corretivos de acidez do

solo. Gurupi – TO, 2014 ............................................................................................ 56

Tabela 4. Caracterização química dos corretivos de acidez do solo T1 e T2 por

difração de raios-X. Gurupi -TO, 2014 ...................................................................... 57

9

Lista de Figuras

Capítulo 1. Aspectos Gerais de Pedologia e Geologia de Calcários do Estado

do Tocantins: Uma Revisão

Figura 1. Classes de solos do Estado do Tocantins (adaptado de IBGE, 2007a) ..... 16

Figura 2. Síntese do uso da terra do Estado do Tocantins (adaptado de SEPLAN,

2007) ......................................................................................................................... 18

Figura 3. Mapa geológico do Estado do Tocantins (Adaptado de IBGE, 2007b) ...... 21

Capítulo 2. Uso da Geoestatística na Caracterização Química de Pilha de

Resíduo de Mineração de Calcário

Figura 1. Enquadramento da pilha de resíduos de calcário, na mineradora Caltins, no

município de Bandeirantes do Tocantins. ................................................................. 32

Figura 2. Quarteador e moinho de discos. ................................................................ 33

Figura 3. Pastilha para análise e Difratômetro de Raios X, utilizado nas análises. ... 33

Figura 4. Histogramas representativos das frequências relativas dos atributos

químicos médios, das amostras analisadas de todos os perfis, do Resíduo de

Calcário da Mina Caltins, em Bandeirantes do Tocantins.......................................... 37

Figura 5. Diagrama de extremos – BoxPlots – dos elementos analisados. ............... 38

Figura 6. Mapas de teores percentuais de CaO da pilha de resíduos da indústria

mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 0-1,5; 1,5-

3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m. .................................................................. 41

Figura 7. Mapas de teores percentuais de MgO da pilha de resíduos da indústria


3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m. .................................................................. 42

Figura 8. Mapas de teores percentuais de Al2O3 da pilha de resíduos de indústria


3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m. .................................................................. 43

Figura 9. Mapas de teores percentuais de Fe2O3 da pilha de resíduos de indústria


3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m. .................................................................. 44

Figura 10. Mapas de teores percentuais de SiO2 da pilha de resíduos de indústria


3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m. .................................................................. 45

10

Figura 11. Mapas de teores percentuais de PN da pilha de resíduos de indústria

mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 1,5; 3,0;

4,5; 6,0; 7,5 e 9,0 m. ................................................................................................. 46

Capítulo 3. Uso do resíduo de mineração na blendagem do calcário comercial e

nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho Amarelo

Figura 1. Alteração do pH de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico em função

de doses dos corretivos PA, Comercial, T1 e T2, (A, B, C, D respectivamente) no

período de incubação de 28 dias. Gurupi TO, 2014. ................................................. 59

Figura 2. Alteração do pH do Latossolo Vermelho Amarelo distrófico no término da

incubação em função das doses crescentes de diferentes calcários. Gurupi TO,

2014. ......................................................................................................................... 60

Figura 3. Teores de H+Al em função das doses crescentes de aplicação dos

diferentes corretivos de acidez no Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. Gurupi

TO, 2014. .................................................................................................................. 61

Figura 4. Teores de Ca2+ (A) e Mg2+ (B) em função das doses crescente de aplicação

dos diferentes corretivos de acidez no Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico.

Gurupi TO, 2014. ....................................................................................................... 62

RESUMO

Esta tese foi construída em três capítulos, dos quais o primeiro é uma revisão de

literatura dos aspectos gerais da pedologia do estado do Tocantins, com ênfase aos

Latossolos e Neossolos Quartzarênicos, que apresentam maior importância

econômica para o estado. Trata, também, da geologia do calcário no estado,

pontuando as regiões e municípios de ocorrência, exploração e qualidade desse

minério. O segundo capítulo objetivou caracterizar o resíduo de calcário da indústria

mineradora Caltins, no município de Bandeirantes do Tocantins para aproveitamento

agrícola. Amostras foram colhidas em pontos georreferenciados espacialmente e em

seis profundidades, peneiradas, quarteadas, moídas e determinados teores oxídicos

de cálcio, magnésio, ferro, alumínio e silício, em um Difratômetro de Raios X, e

calculado o Poder de Neutralização (PN). Os resultados foram submetidos à análise

estatística descritiva clássica e geoestatística. Foram produzidos semivariogramas e

mapas das distribuições espaciais dos teores dos elementos analisados em cada

camada avaliada. Os teores médios de CaO, MgO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 e PN, foram

respectivamente de 27,33%, 14,56%, 13,11%, 0,63%, 0,69% e 85,05%.

Considerando os valores mínimos de 38%, da soma de CaO e MgO e 63% de PN

estabelecido pelo Ministério da Agricultura para ser comercializado como calcário, o

resíduo estudado atende à normativa 035/2006. O terceiro capítulo separa dois

grupos de resíduos segundo o percentual de Poder de Neutralização (PN),

chamando-os de tratamentos T1 (92,5-94,0%) e T2 (95,5-98,5%), e em seguida

blendadas com calcário comercial e incubadas. Foram desenvolvidas curvas de

calibração para as doses (0,5; 1,0; 2,0; 4,0 t ha-1) de aplicação do corretivo de acidez

do solo. O solo utilizado na fase de incubação foi o Latossolo Vermelho Amarelo

distrófico. Os dados foram submetidos à análise de regressão. A blendagem do

calcário comercial com os resíduos da mineração foi eficiente para os tratamentos

T1 e T2 elaborados na etapa dois. Essa eficiência foi confirmada na etapa de

incubação, pois ambos tiveram efeito significativo na elevação do pH e neutralização

da acidez potencial do Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. Porém, mesmo com

incrementos nos teores de Ca2+ e Mg2+ nos corretivos avaliados, não foi possível o

fornecimento ideal desses nutrientes para o solo, fato que pode ser explicado pela

baixa constante de solubilidade do CaCO3 e MgCO3 respectivamente.

Palavras-chave: semivariograma, constante de solubilidade, difratometria de Raio-X

12

Abstract

This thesis was divided into three chapters, the first of which is a literature review of

the general aspects of pedology of the state of Tocantins, with emphasis on Oxisols

and Quartzipsamments who have greater economic importance to the state. It also

analyzes the limestone geology in the state, scoring regions and occurrence of

municipalities, operation and quality of the ore. The second chapter aimed to

characterize the limestone reject the Caltins mining industry, in Bandeirantes do

Tocantins City for agricultural use. Samples were taken at points georeferenced

spatially and six depths, sieved, quarter-samples, ground and oxidic certain levels of

calcium, magnesium, iron, aluminum and silicon in a X-ray diffractometer, and the

calculated neutralization power (PN). The results were submitted to classical

descriptive statistics and geostatistics. Semivariogram and maps of the spatial

distributions were produced of element contents analyzed in each layer evaluated.

The average CaO, MgO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 and NP, were respectively 27.33%,

14.56%, 13.11%, 0.63%, 0.69% and 85.05%. Considering the minimum values of

38%, the sum of CaO and MgO and 63% of PN established by the Ministry of

Agriculture to be marketed as limestone, the tailings studied meets the rules

035/2006. The third chapter separates two groups of waste according to the

percentage of neutralization power (PN), calling them T1 (92,5-94,0%) and T2 (95,5-

98,5%), and then mixed with commercial and incubated limestone. Calibration curves

were developed for doses (0.5, 1.0, 2.0, 4.0 t ha-1) application of corrective of soil

acidity. The soil used in the incubation phase was the Oxisol dystrophic. The data

were submitted to regression analysis. The commercial limestone mixture with mining

waste was efficient for the T1 and T2 prepared in step two. This efficiency was

confirmed in the incubation stage, because both had significant effect on raising the

pH and neutralize the potential acidity of the Oxisol Yellow dystrophic. However,

even with increases in the levels of Ca2+ and Mg2+ in corrective assessed, was not

the ideal supply of these nutrients to the soil, which can be explained by the constant

low solubility of CaCO3 and MgCO3 respectively.

Keywords: semivariogram, constant solubility, diffraction of X-rays

13

CAPÍTULO 1

ASPECTOS GERAIS DE PEDOLOGIA E GEOLOGIA DE CALCÁRIOS DO

ESTADO DO TOCANTINS: UMA REVISÃO

OVERVIEW OF GEOLOGY AND PEDOLOGY TOCANTINS STATE LIMESTONES:

A REVIEW

RESUMO

Com a crescente demanda por insumos agropecuários, o calcário atende parte dos

requerimentos para produção. Resíduos de indústria representam um passivo

ambiental incomensurável. O objetivo desta revisão é caracterizar os aspectos

gerais de duas classes de solos (Latossolos e Neossolos Quartzarênicos) e da

geologia de calcários do estado do Tocantins. A partir de levantamentos de

pesquisas realizadas com Latossolos e Neossolos Quartzarênicos no Tocantins, que

representam mais de 48% da superfície total do Estado, chega-se a uma definição

média de fertilidade, com potencial de elevação da produtividade a partir do uso de

tecnologias, como a calagem. As jazidas existentes no Estado são apresentadas,

localizadas e caracterizadas de acordo com a rocha que as originou. As reações

químicas e de solubilidade, bem como os equilíbrios químicos do calcário são

demostradas.

Palavras-chave: Solubilidade do calcário, Latossolo, Neossolo Quartzarênico

Abstract

With the growing demand for agricultural inputs, limestone meets some of the

requirements for production. Industry tailings represent an immeasurable

environmental liabilities. The aim of this review is to describe the general aspects of

both soils (Oxisols and Quartzipsamments) and geology of the State of Tocantins

limestones. From research surveys conducted with Oxisols and Quartzipsamments in

Tocantins, representing more than 48% of the total area of the state, we arrive at a

medium setting of fertility, with the potential to increase productivity through the use

of technologies, as liming. The existing deposits in the state are presented, located

and characterized according to the rock that originated. The solubility and chemical

reactions and chemical equilibria are demostradas lime.

Keywords: Lime solubility, Oxisols, Quartzipsamments

14

1. INTRODUÇÃO

Apesar de geograficamente pertencer à região Norte do Brasil, o estado do

Tocantins encontra-se em área de ecótono Cerrado/Floresta Amazônica. Assim, dos

cinco biomas brasileiros, o Tocantins apresenta dois: Savana e Floresta Ombrófila.

Parte das propriedades e características dos solos explica a cobertura vegetal de

uma região. No Cerrado e em parte das Florestas Ombrófilas as plantas apresentam

maior tolerância ao caráter tóxico de alumínio e são adaptadas a solos lixiviados.

O conhecimento das características do solo e das classes de solos onde a

produção agrícola e pecuária são mais intensas é necessário para a recomendação

de tecnologias para incrementar a produtividade.

O estado do Tocantins apresenta 10 classes de solos (IBGE, 2007a), dos

quais Latossolos e Neossolos Quartzarênicos, que abrangem mais de 40,4% do

território do estado, compõem os solos com maior uso intensivo e potencial para

exploração (SEPLAN, 2007).

No bioma Amazônia predominam solos altamente intemperizados com

limitações químicas, mas não físicas, ao crescimento de plantas cultivadas

(RODRIGUES, 1996). Entre os atributos químicos que restringem a produtividade, a

elevada acidez do solo (GAMA et al, 2007), associada ao alumínio tóxico e baixos

teores de cálcio e magnésio, são os mais importantes.

A intensificação dos solos de cerrado e da região amazônica só é possível

com a adoção de técnicas de correção da acidez, o que só é realizado por meio do

conhecimento das características químicas e de suas reações químicas no interior

dos solos.

O conhecimento dos atributos do calcário utilizado, como sua origem, teores

oxídicos de cálcio, magnésio, silício, ferro e alumínio, bem como, o seu poder de

neutralização (PN), contribuem para minorar os erros decorrentes das

recomendações de corretivos da acidez do solo.

O objetivo desta revisão é apresentar os resultados de trabalhos de pesquisas

em Latossolos e Neossolos Quartzarênicos e apresentar o panorama de ocorrência

de jazidas e quais estão sendo exploradas.

15

2. SOLOS DO TOCANTINS

O Estado do Tocantins fica na região central brasileira, apresentando áreas

de ecótonos, principalmente, Floresta Estacional/Cerrado (HAIDAR et al, 2013;

MENDONÇA, 2012; TAVARES e CANDEIRO, 2012). As classes de solos

encontradas no Estado e apresentadas na Tabela 1 mostram a predominância de

Plintossolos, com mais de um terço de toda superfície de solos, representados por

três classes no segundo nível categórico (Pétrico, Argilúvico e Háplico) e com

abrangência de extensas áreas nas porções Oeste, Centro-Sul e Sudoeste do

Estado.

Tabela 1. Classes de solos encontradas no estado do Tocantins (adaptado do IBGE, 2007a)

Classe de solo Área (km²) Área (%)

Plintossolos Pétricos (FF)/Argilúvicos (FT)/ Háplicos (FX) 93.393,58 33,65

Neossolos Litólicos (RL)/Flúvicos (RY)/Quartzarênicos (RQ) 75.669,08 27,26

Latossolos Amarelos (LA)/Vermelhos (LV)/Vermelho-Amarelos (LVA) 59.765,23 21,53

Argissolos Amarelos (PA)/Vermelhos/(PV)/Vermelho-Amarelos (PVA) 28.039,70 10,10

Gleissolos Háplicos (GX) 14.158,60 5,10

Cambissolos Háplicos (CX) 4.164,40 1,50

Luvissolo Háplicos (TX) 1.237,21 0,45

Nitossolos Vermelhos (NV) 970,37 0,35

Planossolos Nátricos (SN)/Háplicos (SX) 100,42 0,04

Chernossolo Argilúvicos (MT) 40,96 0,01

Dunas 2,28 0,001

Fonte: adaptado de IBGE, 2007a (http://www.visualizador.inde.gov.br/VisualizaCamada/43)

Os Neossolos representam a segunda classe de solos de maior ocorrência no

estado do Tocantins, com 27,26% do total, com três subordens (Litólico, Flúvico e

Quartzarênico), dos quais 18,9% são Quartzarênicos (COLLICHIO, 2008). Os

Neossolos abrangem extensas áreas, desde o extremo Norte do estado, passando

pelo Centro, até o Sudeste e Leste.

A terceira classe em predominância é composta pelos Latossolos,

encontrados nas subordens Amarelos, Vermelhos e Vermelho-Amarelos. Os

Latossolos se caracterizam pela presença de manchas esparsas nas porções

Central e Norte e áreas contínuas mais extensas no Sul do estado. Os Argissolos

Amarelos, Vermelhos e Vermelho-Amarelos, com 10,10% da área total de solos

representam a quarta maior classe, ocorrendo em áreas do Noroeste e do

Sul/Suldeste. Em seguida vem os Gleissolos Háplicos com 5,10%. Estas classes de

solos ocorrem em maior área no Sudoeste, nas regiões de várzeas formadas na

bacia do Araguaia. As outras seis classes de solos somam 2,35% (IBGE, 2007a).

16

Neossolos Quartzarênicos e Latossolos são duas das classes de solos com

grande importância na produção de grãos e na pecuária tocantinense (Figura 1).

Somados, esses solos representam mais de 40% da área total do Estado, os quais,

bem manejados, podem elevar a produção agropecuária.

Trabalhos de pesquisa e revisões que abordam a etnopedologia (ARAÚJO et

al, 2013; AUDEH et al, 2011; VALE JÚNIOR et al, 2007) e “consciência pedológica”

(MUGGLER et al, 2006) vêm crescendo em termos de publicações (BARRERA-

BASSOLS e ZINCK 2003). O conhecimento dos solos de uma localidade, município,

estado ou nação, permitem o entendimento de valores sociais e culturais de um

povo (AMARAL et al, 2013; MATOS et al, 2014; TAVARES, 2012).

Figura 1. Classes de solos do Estado do Tocantins (adaptado de IBGE, 2007a)

Escala

1:5.500.000

17

2.1. Latossolos

O conceito de Latossolo, quando foi lançado pelo pedólogo americano Kellog

(1949), em uma conferência americana sobre classificação de solos, que aconteceu

em Washington (SÉGALEN, 1994), identificava características de solos altamente

intemperizados e intensamente lixiviados, transformando-os em solos com baixas

atividades das argilas e capacidade de troca de cátions. Soma-se a estas

características, o fato de apresentarem colorações homogêneas, com matizes entre

avermelhadas e amareladas, serem profundos – de 200 cm a 300 cm, quando, neste

caso o horizonte A apresentar mais de 150 cm de espessura (EMBRAPA, 2006) –

com argila uniformemente distribuída nas camadas do perfil, agregados estáveis e

baixo conteúdo de silte em relação à argila. Entretanto, informações quantitativas

não faziam parte da caracterização dessa classe de solos. Os Latossolos são solos

constituídos por material mineral, que apresentam horizonte B latossólico

imediatamente abaixo de qualquer horizonte diagnóstico superficial, exceto o hístico.

A baixa capacidade de retenção de nutrientes está relacionada ao elevado

estágio de intemperização, que contribui com a baixa capacidade de troca de

cátions. Os Latossolos se desenvolvem sob condições de relevo plano a suave

ondulado (FERREIRA, 2008; OLIVEIRA, 2009). A grande limitação desses solos,

que compõem grande parte dos solos tropicais, é a baixa fertilidade natural

associada à elevada acidez, passíveis de correção com práticas de manejo

adequadas. O emprego destas tecnologias foi responsável pela expansão das áreas

agrícolas no cerrado brasileiro (PRADO, 2007).

Os Latossolos são solos com razoável resistência a erosão de superfície, em

virtude da elevada permeabilidade, condição esta, influenciada pela elevada

porosidade e homogeneidade na estruturação por todo perfil. Apresentam textura

variável e as áreas de superfícies geomórficas mais antigas de uma dada região, em

geral, são formadas por latossolos (SOUZA, 2012).

O estado do Tocantins apresenta 21,53% das áreas compostas pela ordem

Latossolos, abrangendo do extremo norte ao sul (Figura 1). É nessa classe de solos

em que a agricultura e a pecuária ocorrem com maior uso intensivo (Figura 2), com

culturas de ciclos curto e longo, e pastagens com estágios avançados de

degradação (COLLICCHIO, 2008).

18

Figura 2. Síntese do uso da terra do Estado do Tocantins (adaptado de SEPLAN, 2007)

Trabalhos de pesquisas demonstram a amplitude nos valores de fertilidade

desses solos (Tabela 2). Os valores de Ca+Mg, Al, H+Al, V% e pH da maioria dos

trabalhos levantados, não representa a fertilidade original dos Latossolos do estado,

uma vez tais atributos químicos foram determinados a partir de áreas com mais de

um ciclo de cultivo ou áreas utilizadas para experimentação, com adição de

corretivos e fertilizantes. Entretanto, é possível detectar que as médias dos valores

estão aquém dos limites adequados para a maioria das plantas cultivadas

(CFSEMG, 1999).

19 Tabela 2. Análises químicas de Latossolos do Estado do Tocantins.

Fonte Ca+Mg Al H+Al K (t) P . V MO pH

cmolc dm-3 mg dm-3 % % H2O

Saboya et al, 2012 3,7 0,1 2,5 0,2 6,3 90,0 60,9 5,0 5,8 Silva et al, 2012 4,0 0,0 1,0 0,2 4,1 15,5 78,9 - 6,3 Capone et al, 2012 2,5 - 5,2 0,1 - 10,2 38,8 1,5 5,4 Flores et al, 2013 3,2 0,0 - 0,2 - 14,0 - 1,8 5,8 Coelho et al, 2013 2,2 0,0 1,6 0,1 2,3 3,0 58,7 1,7 4,9¹ Fageria et al, 2010 0,8 0,4 - 0,1 1,3 0,8 - 0,9 5,3 Negreiros Neto et al, 2014 3,3 - 2,3 0,2 - 15,7 60,6 2,0 5,9 Rotili, 2009 1,3 - 2,9 0,1 - 2,4 32,6 0,2 4,3¹ Marcelino e Corrêa, 2010 1,2 0,6 4,2 0,1 1,9 8,3 5,5 1,5 5,2 Vilela et al, 2010 2,0 2,2 8,8 0,2 4,2 - 40,0 - 3,8¹ Santana et al, 2010 0,7 1,3 10,7 0,2 2,2 1,6 7,7 6,9 5,5 Mata et al, 2011 0,1 0,1 2,3 0,1 0,2 0,3 4,9 1,1 5,0

Média 2,1 0,5 4,2 0,2 2,8 14,3 38,8 2,4 5,3 ¹pH em CaCl2

2.2. Neossolos Quartzarênicos

Os Neossolos Quartzarênicos, conceitualmente, apresentam textura arenosa

até a profundidade mínima de 150 cm ou até que atinja uma camada lítica, exceto

quando essa profundidade não seja inferior a 50 cm. Os minerais quartzo,

calcedônia e opala predominam em 95% da fração areia, sendo praticamente

impossível encontrar minerais primários alteráveis.

As principais limitações estão relacionadas ao armazenamento de água e

nutrientes. A presença de quartzo na constituição da porção mineral desses solos os

torna praticamente desprovidos de reserva potencial de nutrientes e capacidade de

troca catiônica (CTC). Essa função é transferida para a porção orgânica do solo.

Com isso, o manejo no sistema plantio direto (SPD) tem grande importância nessa

ordem de solos, quando utilizados para agricultura, uma vez que o risco de estresse

hídrico nos pequenos veranicos os faz reduzir produtividade (SÁ, 2007).

As áreas de Neossolos Quartzarênicos no estado do Tocantins são contíguas

e extensas, predominando nas porções Norte e Leste. Estudo realizado por Collier e

Araújo (2010) com Neossolo Quartzarênico do município de Esperantina, no extremo

norte do estado, em área cultivada em sistema agroflorestal (SAF), mata nativa e

lavoura de subsistência, evidenciou que a matéria orgânica nos três sistemas se

equiparam, mas os teores de P na mata (7,1 mg dm-3) diferem (p<0,05) do SAF e da

lavoura (4,3 e 5,3 mg dm-3, respectivamente). Os teores de K na lavoura (44,9 mg

dm-3) diferem de SAF e Mata ( 28,6 e 21,8 mg dm-3, respectivamente), ocasionado

pelas queimadas. Os teores de Ca+Mg da Mata (27,6 mg dm-3) e lavoura (24,6 mg

dm-3) são superiores aos de SAF (14,1 mg dm-3). Esses autores constataram, ainda,

20

que os teores de Al trocável e acidez potencial (H+Al) são superiores no SAF,

quando comparados à lavoura e mata. A velocidade de decomposição em solos

arenosos, como são os Neossolos Quartzarênicos podem ter efeito na elevação da

acidez potencial (RHEINHEIMER et al, 1998).

Santana et al (2010) estudou transecto com 7 perfis pedológicos na região

central do estado do Tocantins. Entre os solos estudados dois Neossolos

Quartzarênicos fizeram parte (Tabela 3).

Tabela 3. Resultados das análises químicas de 2 perfis de Neossolos Quartzarênicos (adaptado de Santana et al, 2010)



Santana et al, 2010 0,6 0,2 1,7 0,5 1,3 3,9 39,9 6,6 5,9

O Neossolo Quartzarênico nos estudos de Negreiros Neto et al (2010) e Melo

et al (2009) foi o mesmo, entretanto os primeiros autores realizaram os trabalhos no

período de dezembro de 2006 a março de 2007, quando a área recebeu os

primeiros manejos de fertilidade (Tabela 4). Em 2008, após dois ciclos de cultivos

experimentais na mesma área Melo et al (2009) fez análise do solo, resultando em

elevação dos indicadores de fertilidade do solo, ressaltando a elevação de 2,9 cmolc

dm-3 nos teores de Ca+Mg e P disponível, com o incremento de 1,1 mg dm-1. A

saturação por bases do solo sofreu aumento de 22,8 %, principalmente pela adição

de calcário por dois anos consecutivos, mostrando que Neossolos Quartzarênicos,

apesar da baixa capacidade de reter cargas, consegue elevar seu potencial

produtivo com o manejo adequado.

Tabela 4. Resultados de análises químicas de Neossolos Quartzarênicos no estado do Tocantins



Negreiros Neto et al, 2014 1,2 0,2 2,2 0,1 1,5 2,3 42,9 1,4 4,2¹

Santana et al, 2010 0,6 0,2 1,7 0,5 1,3 3,9 39,9 0,7 5,9

Silva et al, 2010 0,3 0,3 2,2 0,1 0,5 0,2 15,4 1,0 4,0¹

Negreiros Neto et al, 2010 1,2 0,2 2,2 0,1 1,5 2,3 37,1 1,4 4,2¹

Melo et al, 2009 3,1 0,5 2,5 0,1 4,3 3,4 60,3 1,0 5,5

Média 1,3 0,3 2,16 0,2 1,8 2,4 39,1 1,1 4,8

¹pH em CaCl2

21

3. GEOLOGIA DO CALCÁRIO NO TOCANTINS

Levantamento geológico no Estado (IBGE, 2007b), que indicam as zonas de

ocorrência de minerais e rochas dominantes, apresentam formações com calcários e

dolomitos na composição, além de outros minerais. As jazidas de exploração de

calcário em funcionamento no Estado coincidem com o estudo geológico

apresentado no mapa (Figura 3). Entretanto, alguns destaques devem ser dados,

como a ocorrência de calcários metamórficos no noroeste do Estado, com jazidas

em exploração nos municípios de Xambioá, Bernardo Sayão e Bandeirantes

(Formação Xambioá – Grupo Estrondo). Em Xambioá empresa que explora calcário

tem dois registros para comercializar calcários com garantias de 32,6% e 38,5% de

CaO, 15,5% e 16,6% de MgO, PN de 87% e 97% e PRNT de 86% e 87%. E em

Bernardo Sayão e Bandeirantes a empresa comercializa apenas calcário dolomítico,

com registro para comercializar calcário com as mesmas garantias em ambas as

unidades, sendo 27% de CaO, 16% de MgO, 100% PN e 88% PRNT.

Figura 3. Mapa geológico do Estado do Tocantins (Adaptado de IBGE, 2007b)

22

Há uma ocorrência de calcário sedimentar no município de Guaraí,

pertencente a formação geológica Pedra de Fogo, do Grupo Balsas. Entretanto,

essa formação dispõe de calcários com baixos teores de CaO e MgO, além da

alternância sedimentar com argilito, que dificultam a exploração, suscitando pouco

interesse para exploração comercial. Uma jazida explorada na década de 90 foi

desativada, por falta de interesse. O mesmo ocorre em algumas jazidas existentes

em Nova Olinda, Palmeirantes, Filadélfia e Babaçulândia. Casos de exploração se

justificam quando as distâncias tornam-se impeditivos a compra. Há jazidas com

essas características sendo exploradas no Piauí, com preços de R$ 80,00 por

tonelada.

Em Lagoa da Confusão e Formoso do Araguaia, no Centro-Oeste e no

sudoeste do Estado, respectivamente, ocorre calcário metamórfico, pertencente à

Formação Couto Magalhães. Os teores dos indicadores de qualidade do calcário

são de 31% de CaO, 18% de MgO, 100% de PN. Nessas jazidas é comum

afloramentos de calcários, o que podem não ser favoráveis para a exploração. São

chamadas jazidas positivas, que chegam a atingir 30 metros de altura.

No Sudeste do estado, nos municípios de Natividade e Dianópolis existem 6

unidades de beneficiamento de calcário, que atendem demandas de agricultores do

Oeste da Bahia e Sul do Piauí. A rocha é de origem sedimentar e metamórfica com

afloramentos que chegam a 50 metros de altura. A rocha tem características

indesejáveis, pois o afloramento indica resistência aos fatores erosivos. Assim,

apresentam altos teores de sílica (impurezas), maior abrasividade (maiores gastos

com manutenção de equipamentos). Os teores encontrados na região são de 27%

de CaO, 16% de MgO, 89% de PN e 75% de PRNT.

4. EQUILÍBRIO QUÍMICO DE CÁLCIO E MAGNÉSIO NO SOLO

Na dissolução de determinado mineral algumas etapas fundamentais são

obedecidas (STUMM, 1981). Entre essas etapas é necessário que ocorra o

transporte dos reagentes dissolvidos da solução para a superfície do mineral. Em

seguida os solutos são adsorvidos, ocorrendo a transferência de espécies

reagentes, com posterior reação química. Aí os reagentes são desprendidos da

superfície do mineral e transportados massivamente para a solução.

A eficiência com que o calcário reage no solo, para promover correção da

acidez, depende do teor de carbonatos, granulometria, estrutura cristalina do

23

material, relação entre teores de cálcio e magnésio, teor de umidade e temperatura

do solo (BELLINGIERI et al, 1988). O teor de carbonato é o principal indicador da

qualidade do calcário, uma vez que a reação inicial de hidrólise no solo, libera íon

carbonato, que reage com íons H+. A seguir, as reações do calcário no solo:

1º Dissolução do Calcário: CaCO3 (MgCO3)+H2O Ca2++CO32- (Mg2++CO3

2-)

2º Dissociação do Carbonato: CO32-+H2O HCO3

-+HO- (Kb1 = 2,2 x 10-4)

3º Dissociação do Bicarbonato: HCO3-+H2O H2CO3 + HO- (Kb2 = 2,4 x 10-8)

4º Neutralização da Acidez Ativa: HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2

5º Neutralização do Alumínio: Al3+ + 3(OH-) Al(OH)3

Na primeira reação de dissolução, nota-se que o carbonato é uma base fraca,

pelo valor apresentado na constante de ionização (Kb1). Na dissolução da calcita e

do bicarbonato têm-se as constantes de equilíbrio das equações (Kcal e KHCO3-).

Numa comparação entre a solubilidade em água de compostos formados com

cálcio, o nitrato de cálcio (19% Ca) necessita de 1 litro de água para a dissolução de

1 kg do produto. Já, o carbonato de cálcio precisa de 66.000 L kg-1 CaCO3. Já o

cálcio na forma oxídica precisa de 770 L kg-1 CaO. Assim, a solubilidade de CaCO3 e

MgCO3 em água é 0,014 g L-1 e 0,106 g L-1 (BLANKENAU, 2007).

O equilíbrio nas reações químicas é alcançado, quando a razão das

concentrações dos reagentes e produtos é constante. A maioria das reações e

processos químicos acontece em H2O. A estabilidade ou o equilíbrio de cálcio e

magnésio é influenciado pelo pH do solo. Assim, solos com pH ácido os compostos

silicatos, aluminossilicatos, sulfatos e carbonatos de Ca e Mg são solúveis, mas

relativamente instáveis. Contudo, em solos alcalinos, portanto com pH elevado, os

carbonatos são estáveis, como é possível observar nos equilíbrios que seguem:

CaCO3 (calcita) + 2H+ Ca2+ + CO2(g) + H2O; log K0 = 9,74

MgCa(CO3)2 (dolomita)+ 4H+ Mg2+ Ca2+ + 2CO2(g) + 2H2O; log K0 = 18,46

O log K0 (constante de equilíbrio) expressa a atividade e não a concentração

dos produtos e dos reagentes envolvidos na reação química. A reação de dissolução

da calcita fica assim:

9,74 = log [(Ca2+) (CO2)/(H+)] 9,74 = log(Ca2+) + log(CO2) – 2log(H+)

9,74 = log(Ca2+) + log(CO2) + 2pH log (Ca2+) = 9,74 – log(CO2) – 2pH

24

Deduz-se que quanto mais alcalino for o solo e maior a pressão de CO2,

menor será a concentração de Ca solúvel. Nessas condições a calcita é mais

estável e solúvel em solo ácido. Como a pressão do CO2 é de 0,00038 atm na

atmosfera, log(CO2) ~ -3,4. Com isso:

Log (Ca2+) = 13,14 – 2pH

A seguir algumas reações de dissolução de Aluminossilicatos Cálcicos e

Magnesianos e suas respectivas constantes de equilíbrio:

Mineral Equilíbrio log K0

Piroxênio CaAl2SiO6 + 8H+ Ca2+ + H4SiO40 + 2 H2O 35,25

Anortita CaAl2SiO8 + 8H+ Ca2+ + 2Al3+ + 2H4SiO40 23,33

Leonardita CaAl4Si8O24.7H2O + 16H+ 2Ca2+ + 4Al3+ + 8H4SiO40 17,29

Clorita Mg5Al2Si3O10(OH)8 + 16H+ 5Mg2+ + 2Al3+ + 3H4SiO40 +6H2O 60,30

Vermiculita (Mg2,71FeII0,02FeIII

0,46Ca0,06K0,1)Si2,91Al1,14O10(OH)2 38,14

+10,36H+ 2,71Mg2+ + 0,02Fe2+ +0,46Fe3+ +0,06Ca2+

+0,1K+ + 1,14Al3+ + 2,91H4SiO40 + 0,36H2O

Montmorilonita Mg0,2(Si3,81Al1,71FeIII0,22Mg0,29)O10(OH)2 + 2,68

6,76H+ + 3,24H2O 0,49Mg2+ + 1,71Al3+ + 0,22Fe3+

+ 3,81H4SiO40

As constantes de equilíbrio maiores indicam a instabilidade de alguns desses

aluminossilicatos, principalmente, em função dos solos ácidos e lixiviação de Ca2+ e

Mg2+. A lixiviação das bases trocáveis do solo permite a entrada de H+ e Al3+ no

complexo de troca, substituindo Ca2+ e Mg2+. Com isso, as atividades de Ca2+ e Mg2+

são mantidas constantes. Os carbonatos e silicatos cálcicos e magnesianos, de

modo geral, são instáveis e não persistem em solos e sedimentos ácidos a neutros.

Os princípios teóricos para correção de acidez dos solos com uso de

carbonatos, pela elevação do pH e o aumento da atividade de Ca2+ e Mg2+ na

solução dos solos ácidos e a reposição dessas bases no complexo de troca, são

similares com o uso de silicatos e aluminossilicatos de Ca e Mg. Há apenas uma

redução na cinética de dissolução desses últimos em relação aos carbonatos.

25

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O estado do Tocantins é um reconhecido produtor agropecuário de destaque

no cenário nacional, não mais sendo tratado com os termos “potencial produtor” ou

“fronteira agrícola”. Essa realidade exige das instituições de ensino, pesquisa,

fomento e planejamento estudos aprofundados das características edafológicas e

geológicas, especialmente àquelas relacionadas aos corretivos de acidez do solo.

Assim, investimentos em estudos e pesquisas conduzirão o estado à um patamar de

produtividade mais próximo do ideal.

As jazidas de calcário pertencentes a Formação Pedra de Fogo, com baixos

teores de cálcio e magnésio merecem pesquisas de aproveitamento, por meio de

subsídios, para programas voltados à “Agricultura Familiar”, elevando a

produtividade e melhorando a renda.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AMARAL, E. F.; BARDALES, N. G.; ARAÚJO, E. A.; OLIVEIRA, T. K.; FRANKE, I. L.; OLIVEIRA, C. H. A. Classificação etnopedológica dos solos dos Kaxinawas da Terra Indígena Kaxinawa do Nova Olinda, município de Feijó, Estado do Acre. Florianópolis: Anais XXXIV Cong. Bras. Ciênc. do Solo, 2013.

ARAÚJO, A. L.; ALVES, A. G. C.; ROMERO, R. E.; FERREIRA, T. O. Etnopedologia: uma abordagem das etnociências sobre as relações entre as sociedades e os solos. Ciência Rural. v. 43, n. 5, p. 854-860, 2013.

AUDEH, S. J. S.; LIMA, A. C. R.; CARDOSO, I. M.; CASALINHO, H. D.; JUCKSCH, I. J. Qualidade do solo: uma visão etnopedológica em propriedades agrícolas familiares produtoras de fumo orgânico. Rev. Bras. de Agroecologia. v. 6, n. 3, p. 34-48, 2011.

BARRERA-BASSOLS, N.; ZINCK, J. A. Ethnopedology: a worldwide view on the soil knowledge of local people. Geoderma, v. 111, p. 171-195, 2003. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001670610200263X>. Acesso em: 15 de jan. 2015. doi: 10.1016/S0016-7061(02)00263-X.

BELLINGIERI, P. A.; ALCARDE, J. C.; SOUZA, E. C. A. Reatividade de calcários agrícolas e a relação entre teores de cálcio e magnésio. Piracicaba: Anais ESALQ 45 (parte 2), p. 499-515, 1988.

BLANKENAU, K. Cálcio nos solos e nas plantas. Inf. Agronômicas n. 17, 2007

CAPONE, A.; SANTOS, E. R.; FERRAZ, E. C.; SANTOS, A. F.; OLIVEIRA, J. L.; BARROS, H. B. Desempenho agronômico de cultivares de girassol no sul do Estado do Tocantins. Journal of Biotechnology and Biodiversity. v. 3, n. 3, p. 13-23, 2012

COELHO, F. H. F.; MARCELLINO, M. S.; DOURADO, M.; AMADO, M. V. L.; MICHELIN, L. H. F.; DOURADO, D. P. Características agronômicas do milho

26

irrigado em função de doses crescentes de potássio. RIU. v. 7, n. 9, p. 147-151, 2013.

COLLICCHIO, E. Zoneamento edafoclimático e ambiental para a cana-de-açúcar e as implicações das mudanças climáticas no estado do Tocantins. 2008. 156f. Tese (Doutorado em Ecologia Aplicada). Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, São Paulo.

COLLIER, L. S.; ARAÚJO, G. P. Fertilidade do solo sob sistemas de produção de subsistência, agrofloresta e vegetação remanescente em Esperantina – TO. Floram. v. 17, n. 1, p. 12-22, 2010.

EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA (Embrapa). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa/Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 2006.

FAGERIA, N. K.; MOREIRA, A.; CASTRO, C. Resposta da soja à adubação fosfatada em Latossolo do Estado do Tocantins. Brasília: Resumos da XXXI Reunião de Pesquisa de Soja da Região Central do Brasil, 2010.

FERREIRA, C. A. Gênese de “Latossolos acinzentados” em topossequênacia de Latossolos das chapadas do Alto Vale do Jequitinhonha. 2008, 84f. Dissertação de Pós–Graduação. Univ. Fed. Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina.

FLORES, R. A.; URQUIAGA, S.; ALVES, B. J. R.; COLLIER, L. S.; ZANETTI, J. B.; PRADO, R. M. Nitrogênio e idade de corte na qualidade da biomassa de capim-elefante para fins agroenergéticos cultivado em Latossolo. Semina: Ciências Agrárias. v.34, n. 1, p. 17-136, 2013.

GAMA, J. R. F. N.; CARVALHO, E. J. M.; RODRIGUES, T. E.; VALENTE , M. A. Solos do Estado do Pará. In: CRAVO, M. S.; VIÉGAS, I. J. M.; BRASIL, E.C. Recomendações de adubação e calagem para o estado do Pará. Belém, Embrapa Amazônia Oriental, p.19-29. 2007.

HAIDAR, R. F.; FAGG, J. M. F.; PINTO, J. R. R.; DIAS, R. R.; DAMASCO, G.; SILVA, L. C. R.; FAGG, C. W. Forestas estacionais e áreas de ecótono no estado do Tocantins, Brasil: parâmetros estruturais, classificação das fitofisionomias florestais e subsídios para conservação. Acta Amazonica. v. 43, n. 3, p. 261-290, 2013.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE), Estado do Tocantins: Pedologia, Mapa Exploratório de Solos. bCIMd, 1ª Edição. 2007a.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE), Estado do Tocantins: Geologia. bCIMd, 1ª Edição. 2007b.

KELLOG, C.E. Preliminary suggestions for the classification and nomenclature of great soil groups in tropical and equatorial regions. Common. Bur. Soil Sci. Tech. Comm., 46: 76-85, 1949.

MARCELINO, M. S.; CORRÊA, M. L. T. Efeitos da calagem e da adubação orgânica sobre a adsorção de Zn e Cu em dois solos do Estado do Tocantins. Palmas, XVII Jornada de Iniciação Científica. 2010

27

MATA, J. F.; SILVA, R. R.; FONTES, M. P. F.; ERASMO, E. A. L.; FARIAS, V. L. S. Análise mineralógica, granulométrica e química, em solos d eecótonos do sudoeste do Tocantins. Rev. Brasileira de Tecnologia Aplicada nas Ciências Agrárias. v. 4, n. 2, p. 152-175, 2011.

MATOS, L. V.; KER, J. C.; CARDOSO, I. M.; LANI, J. L.; SCHAEFER, C. E. G. R. O conhecimento local e a etnopedologia no estudo dos agroecossistemas da comunidade quilombola de Brejo dos Crioulos. Soc. & Nat. v. 26, n. 4, p. 497-510, 2014.

MENDONÇA, G. V. Análise florístico-estrutural e relações com o ambiente em área de ecótono floresta estacional-cerrado sensu stricto no estado do Tocantins. 2012, 96f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais), UnB, Brasília.

MUGGLER, C. C.; SOBRINHO, F. A. P.; MACHADO, V. A. Educação em solos: princípios, teoria e métodos. R. Bras. Ci. Solo. v. 30, p. 733-740, 2006.

NEGREIROS NETO, J. V.; SANTOS, A. C.; SANTOS, P. M.; SANTOS, T. M.; FARIA, A. F. G. Atributos físicos de solos sob a consorciação gramíneas-leguminosas no Norte do Estado do Tocantins. Revista Engenharia na Agricultura v. 18, n. 2, p. 140-150, 2010.

NEGREIROS NETO, J. V.; SANTOS, A. C.; GUARNIERI, A.; SOUZA, D. J. A. T.; DACONCH, D. J.; DOTTO, M. A.; ARAÚJO, A. S. Variabilidade espacial de atributos físico-químicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico em sistema plantio direto. Semina: Ciências Agrárias. v. 35, n. 1, p. 193-204, 2014.

OLIVEIRA, G. C. Solos da Região dos Cerrados: Reconhecimento na paisagem, potencialidades e limitações para uso agrícola. 2009, 69f. Monografia de Pós – Graduação. Universidade Federal de Lavras, Lavras.

PRADO, H. Pedologia fácil: aplicações na agricultura. Piracicaba, 2007. 105p.

RHEINHEIMER, D. S.; KAMINSKI, J.; LUPATINI, G. C.; SANTOS, E. J. C. Modificações em atributos químicos de solos arenosos sob plantio direto. Revista brasileira de Ciência do Solo. v. 22, p. 713-721, 1998.

RODRIGUES, T.E. Solos da Amazônia. In: ALVAREZ V., V.H.; FONTES, L.E.F. & FONTES, M.P., eds. O solo nos grandes domínios morfoclimáticos do Brasil e o desenvolvimento sustentado. Viçosa, MG, SBCS/UFV/DPS, 1996. p.19-60.

ROTILI, E. A. Eficiência e resposta quanto ao uso de nitrogênio e fósforo de cultivares de arroz em solos de várzea irrigada e terras altas no sul do Estado do Tocantins. 2009. 102f. Dissertação (Mestrado Produção Vegetal), UFT, Gurupi.

SÁ, M. F. M. Os solos dos Campos Gerais. In: Patrimônio Natural dos Campos Gerais do Paraná. 1 Ed. Ponta Grossa:Editora UEPG, 2007. cap. 6, p. 73-83.

SABOYA, R. C. C.; CHAGAS JR., MONTEIRO, F. P. R.; SANTOS, G. R.; ERASMO, E. A. L.; CHAGAS, L. F. B. Fungos micorrízicos arbusculares afetando a produção de mudas de pinhão-manso na região Sul do Estado do Tocantins, Brasil. Rev. Ceres. v. 59, n. 1, p. 142-146,2 2012.

28

SANTANA, H. M. P.; LACERDA, M. P. C.; BARROS, M. A.; BARBOSA, I. O. Unidades pedoambientais da Região de Santa Tereza, Estado do Tocantins. Pesq. Agropec. Trop. v. 40, n. 1, p. 8-19, 2010.

SÉGALEN, P. Les sols ferrallitique setleur repartition géographique. 1ª ed. Paris, editionsdel’ORSTOM. CollectionÉtudesetThéses. 1994. 197p.

SEPLAN, Secretaria de Planejamento e Meio Ambiente do Tocantins. Diretoria de Zoneamento Ecológico-Econômico (DZE). Base de dados geográficos do Tocantins. Palmas, 2007.

SILVA, R. B.; SANTOS, A. C.; SILVA, J. E. C.; OLIVEIRA, L. B. T.; ARAÚJO, A. S. Diagnóstico do solo em áreas de ocorrência de capim dourado na Região do Jalapão, Estado do Tocantins. Amazônia: Ci. & Desenv. v. 6, n. 11, 2010.

SILVA, A. K. T.; GUIMARÃES, J. T. F.; LEMOS, V. P.; COSTA, M. L.; KERN, D. C. Mineralogia e geoquímica de perfis de solo com Terra Preta Arqueológica de Bom Jesus do Tocantins, sudeste da Amazônia. Acta Amazonica. v. 42, n. 4, p. 477-490, 2012.

SOUZA, L. S. Adequação do uso das terras e qualidade física dos solos em pastagens no Distrito Federal. 2012. 63f. Monografia (Graduação em Agronomia). Universidade de Brasília, Brasília.

STUMM, W. Chemistry of the solid-water interface: Processes at the mineral-water and particle-water interface in natural systems. lohn Wiley & Sons, New York, NY, 1981.

TAVARES, L. F. S.; CANDEIRO, C. R. A. Região de fronteiras: fauna e flora em Itaguatins, norte do estado do Tocantins. Brazilian Geographical Journal: Geociences and Humanities research médium. v. 3, n. 2, p. 513-519, 2012.

TAVARES, A. K. Caracterização etnopedológica de terras agrícolas com agricultores familiares dos municípios de Antonina e Morretes-PR. 2012. 76f. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo). Univ. Federal do Paraná, Curitiba.

VALE JÚNIOR, J.F. et al. Etnopedologia e transferência de conhecimento: diálogos entre os saberes indígena e técnico na terra indígena Malacheta, Roraima. Revista Brasileira de Ciências do Solo, v.31, p.403-412, 2007. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-06832007000200023&lng=en&nrm=iso&tlng=pt>. Acesso em: 20 dezembro, 2014. doi: 10.1590/S0100-06832007000200023.

VAZ-DE-MELO, A.; AFFÉRRI, F. S.; DOTTO, M. A.; PELUZIO, J. M.; SANTOS, G. R.; CARVALHO, E. V. Reação de híbridos de milho à Curvularia ssp, sob dois níveis de adubação com nitrogênio, no Sul do Tocantins. Scientia Agraria. v. 11, n. 2, p. 149-154, 2009.

VILELA, L. C.; SANTOS, A. C.; BARRETO, P. M.; BRITO, S. S.; SILVA, J. E. C.; OLIVEIRA, L. B. T. Propriedades químicas de Latossolo Vermelho em função da aplicação de gessagem e calagem. Rev. Acad. Ciênc. Agrár. Ambient., v. 8, n. 1, p. 19-27, 2010.

29

Capítulo 2

Uso da Geoestatística na Caracterização Química de Pilha de Resíduo de

Mineração de Calcário.

João Vidal de Negreiros Neto

Resumo

A adoção de técnicas de caracterização de pilhas de resíduos de calcário não tem

contemplado a variabilidade espacial horizontal e vertical dos atributos físicos e

químicos. O objetivo deste trabalho foi a caracterização química de resíduo de

mineração de calcário, em pilha de resíduo, com auxílio de geoestatística. O

experimento foi realizado em pilha de resíduo de mineradora de calcário no Norte do

Tocantins. Foram coletadas amostras de 37 pontos georreferenciados, numa malha

amostral de 4 m de NE para SO e de 5 m de NO para SE, em 6 profundidades a

cada 1,5 m, totalizando 222 coletas. Foram realizadas análises dos teores

percentuais das formas oxídicas de CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3, SiO2 e Poder de

Neutralização (PN) por meio de Difratometria de Raios-X. O estudo de

caracterização indicou teor médio de 27,33% de CaO, 14,56 % de MgO, 13,11 % de

SiO2, 0,63 % de Al2O3 e 0,69 % de Fe2O3, e PN médio de 85,05 %. Para a descrição

da dispersão e variabilidade dos dados foi utilizada a análise por estatística

descritiva clássica (média, mediana, máximo, mínimo, desvio-padrão, coeficiente de

variação (CV), assimetria, curtose e teste de Kolmogorov-Smirnov), enquanto para a

caracterização da variabilidade espacial utilizou-se a geoestatística na produção dos

semivariogramas. O atributo que apresentou o menor CV foi o MgO (1,20 %), na

profundidade de 9,0 m, porém alta variabilidade espacial, com alcance de apenas

5,01 m. Já o atributo que apresentou maior CV foi MgO (24,11 %), na camada de 6,0

m, mesmo assim indicando média dispersão dos valores em relação à média,

expressando alcance de 15,68 m, evidenciando alta variabilidade espacial. A menor

variabilidade espacial foi encontrada para PN, na profundidade de 3,0 m, com 59,32

m de alcance. No entanto, o CV desse atributo foi de apenas 3,52%. O grau de

dependência espacial de CaO, MgO e PN estão acima de 63%, classificados com

Alto ou Muito Alto. Os resíduos estudados podem ser comercializados, uma vez que

as somas dos valores médios de CaO e MgO de todas as camadas estudadas varia

de 41,28% a 42,65%, e os valores de PN vai de um mínimo de 83,92% a 86,56%,

atendendo garantias legais.

Palavras-Chave: Dependência espacial, semivariograma, difratometria de Raios X.

30

Geostatistic in the Chemical Characterization of Pile of Tailings of Limestone

Mining.

Abstract.

The adoption of techniques for characterization of tailings piles of limestone

has not studied the horizontal and vertical spatial variability of physical and chemical

attributes. The study aimed to characterize the chemistry of limestone mining tailings

in the tailings pile, with the aid of geostatistics. The experiment was conducted on the

tailings pile of limestone mining in northern Tocantins. Samples of 37 georeferenced

points were collected at a sampling grid of 4 m from NE to SW and 5 m from NW to

SE in 6 depths every 1.5 m, totaling 222 samples. Analyzes of percentages of oxides

forms of CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3, SiO2 and Neutralization Potential (NP) by means

of X-ray diffraction were performed. The characterization study indicated an average

grade of 27.33% CaO, MgO 14.56%, 13.11% SiO2, 0.63% Al2O3 and 0.69% Fe2O3,

and PN average of 85.05 %. For the description of dispersion and variability of the

data analysis by classical descriptive statistics (mean, median, maximum, minimum,

standard deviation, coefficient of variation (CV), skewness, kurtosis and Kolmogorov-

Smirnov test) was used, while for the characterization of the spatial variability was

used in the production of geostatistics semivariogram. The attribute with the lowest

CV was the MgO (1.20%) at a depth of 9.0 m, but high spatial variability, with a range

of only 5.01 m. Already the attribute with the highest CV was MgO (24.11%), the 6.0

m layer, still indicating average dispersion of the values from the average, expressing

the reach of 15.68 m, showing high spatial variability. The lower spatial variability

was found for PN at a depth of 3.0 m and 59.32 m range. However, this attribute CV

was only 3.52%. The spatial dependence of CaO, MgO and PN are up 63%,

classified as High or Very High. Studied the tailings can be commercialized since the

sums of the average values of CaO and MgO contents of all layers is analyzed from

41.28% to 42.65%, and the values of PN ranges from a minimum of 83.92% to

86.56%, meeting legal guarantees.

Key words. Spatial dependence, semivariogram, X-Ray diffraction.

31

1. Introdução

O acelerado crescimento da economia tem acarretado poluição ambiental e

danos ecológicos, por vezes irreparáveis, ameaçando a qualidade do ar, da água e

do solo, com consequências graves à saúde humana (CISNEROS et al, 2010;

DANKOUB et al., 2012; LESCOT et al., 2013; LI, 2010).

Impactos ambientais causados por indústrias mineradoras moageiras

influenciam não só a área delimitada da indústria, mas áreas vizinhas são afetadas

pelos resíduos particulados em suspenção ou os resíduos depositados. A Agência

de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) estimou que, em 2012, 6,8%

das florestas da região Appalanchian, compreendendo West Viginia, Kentuck,

Virginia e Tennesse, correspondendo a 4,86 milhões de hectares, sofreriam

impactos das mineradoras de carvão nas montanhas (EPA, 2011).

A indústria produtora de calcário e cal não é menos impactante ao meio

ambiente, especialmente no processo de produção de cal, onde a indústria emprega

calcinação, com estimativas de liberação de CO2 da ordem de 770 kg por tonelada

de cal virgem produzida (SHIMABOKURO & SHIGUEMOTO, 2011), acrescentando

241 kg se a calcinação for com gás natural (SILVA, 2009). Entretanto, resíduos

produzidos pelas indústrias de calcário agrícola somente são aproveitados se houver

viabilidade técnica e econômica. Significa dizer que o resíduo deve apresentar

teores de óxidos de cálcio e de magnésio (CaO e MgO) e Poder de Neutralização

(PN) da rocha suficientes para atender garantias mínimas estabelecidas pelo

Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MARA), bem como, à demanda

para uso agrícola. A Instrução Normativa n° 35 de 4 de Julho de 2006 (MARA,

2006), estabelece que a soma das formas CaO e MgO deve ser superior a 38%, PN

mínimo de 67% e PRNT mínimo de 45% para ser considerado calcário agrícola.

Problemas relacionados às amostragens dos minérios em estado original nas

jazidas são recorrentes e causam transtornos para as indústrias relacionados,

principalmente, aos teores dos minerais no tempo e no espaço. As causas mais

comuns são perda de material fino, amostragem manual e número de amostras

insuficiente (MARQUES & COSTA, 2014). Esses erros são transferidos para o

produto final, como também para o resíduo.

O objetivo deste trabalho foi a caracterização química de uma pilha de

resíduos de indústria de calcário, utilizando método geoestatístico e difratometria de

raios X.

32

2. Material e Métodos

Para a realização desse estudo, foram feitas coletas de amostras de resíduo

de calcário na mineradora Caltins, do Grupo JDemito, no município de Bandeirantes

do Tocantins (Figura 1). A pilha de resíduo, fica entre as coordenadas geográficas

07°36’2,93” S – 48°44’7,96” O; 07°36’6,66” S – 48°44’4,91” O; 07°36’7,25” S –

48°44’6,34” O e 07°36’4,53” S – 48°44’9,39” O. A precipitação pluviométrica média

anual é de 1828,2 mm e a temperatura média anual é de 25,2° C.

Figura 1. Enquadramento da pilha de resíduos de calcário, na mineradora Caltins, no município de Bandeirantes do Tocantins.

Foram extraídas amostras em 37 pontos georreferenciados distantes 5 m no

sentido latitudinal e 4 m no longitudinal. A referida extração das amostras foi

realizada com o auxílio de perfuratriz, estratificando em seis camadas de 1,5 m de

profundidade (0-1,5 m; 1,5-3,0 m; 3,0-4,5 m; 4,5-6,0 m; 6,0-7,5 m e 7,5-9,0 m),

totalizando 222 amostras. As amostras foram quarteadas (Figura 2), desidratadas,

homogeneizadas e moídas em moinho de discos (Figura 2) para redução do

tamanho das partículas. Em seguida foram peneiradas para obtenção de partículas

de diâmetros menores que 0,15 mm.

Pilha de

resíduos

33

Figura 2. Quarteador e moinho de discos.

Das amostras com fração granulométrica inferior a 0,15 mm foram retiradas

alíquotas de 8 g e misturadas a 2 g de cera aglomerante e homogeneizadas por 1

minuto. Em seguida essa mistura foi levada para gabarito metálico e submetida a

pressão de 30 toneladas-força por 1 minuto, resultando em uma pastilha, que foi

levada ao Difratômetro de Raios-X (Figura 3), pertencente à mineradora Minerax do

Grupo JDmito para análise dos teores percentuais de CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3 e

SiO2, os quais permitiram o cálculo do poder de neutralização (PN).

Figura 3. Pastilha para análise e Difratômetro de Raios X, utilizado nas análises.

Os resultados foram submetidos à análise exploratória para verificar se esses

ocorriam de maneira aleatória ou agregadas, calculando-se a média, mediana,

assimetria, curtose e coeficiente de variação (CV). Utilizou-se o teste de

Kolmogorov- Smirnov a 5% de significância para testar a hipótese de normalidade.

Como ferramenta estatística foi utilizado o programa Assistat 7.5 (SILVA; AZEVEDO,

2008). Foram adotados os limites do coeficiente de variação (CV) classificados em

34

baixo (CV<12%), médio (12% < CV < 62%) e alto (CV > 62%), propostos por Warrick

e Nielsen (1980).

A análise da dependência espacial foi feita através do ajuste dos dados ao

semivariograma experimental, de acordo com a teoria das variáveis regionalizadas.

Após foram feitas as interpolações dos dados por krigagem ordinária e

posteriormente os gráficos de contorno, com auxílio do programa GS+ v. 5.1.1

(ROBERTSON, 1998). Utilizaram-se lags com intervalos não uniformes para os

ajustes aos modelos. Realizou-se a seleção dos modelos com base na menor SQR

(soma de quadrados dos resíduos) e melhor R2 (coeficiente de determinação

espacial) e grau de dependência espacial:

onde: GDE = grau de dependência espacial; C0 = efeito pepita; C = variância

estrutural ou contribuição; C0 + C = patamar.

A interpretação do grau de dependência espacial para escolha do modelo foi

de acordo com a classificação seguinte: GDE < 20%, é considerada uma

dependência espacial muito baixa; grau de dependência espacial entre 20% e 40%,

considerada dependência espacial baixa; 40% ≤ GDE < 60%, considerada

dependência espacial média; 60% ≤ GDE < 80%, considerada dependência espacial

alta; 80% ≤ GDE <100%, considerada dependência espacial muito alta

(DALCHIAVON e CARVALHO, 2012).

3. Resultados e Discussão

A estatística descritiva dos atributos químicos do resíduo de calcário nas seis

profundidades analisadas, com a variação dos teores percentuais das formas

oxídicas de cálcio, magnésio, alumínio, ferro e silício são apresentados na Tabela 1.

Os teores de CaO e de MgO, são as duas principais características do calcário para

fins agrícolas. A sílica (SiO2) é classificada como impureza no calcário utilizado

como corretivo do solo e ocorre na forma de areia, quartzo ou em estado

combinado, como feldspato, mica, talco e serpentinito (SAMPAIO e ALMEIDA,

2008).

35 Tabela 1. Estatística descritiva dos atributos químicos do Resíduo de Calcário nas profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m.

Perfil

Atributo Min.

(%)

Máx.

(%)

Md

(%)

Mn

(%)

Mo

(%)

Desv

Pad.

Coeficiente Normal

KS Variação Assimetria Curtose

0-1

,5 m

CaO 24,88 29,41 27,89 28,16 27,60 1,11 3,99 -1,06 0,54 0,1546ns

MgO 13,43 16,53 14,76 14,73 14,89 0,64 4,31 0,30 0,53 0,0693*

Al2O3 0,44 0,95 0,58 0,54 0,51 0,11 18,56 1,66 3,10 0,2052ns

Fe2O3 0,51 0,94 0,63 0,60 0,52 0,11 16,80 1,11 0,51 0,1780ns

SiO2 9,25 16,62 11,92 11,86 11,39 1,67 13,98 0,98 1,16 0,1272*

PN 77,85 92,28 86,56 87,01 - 3,24 3,74 -0,70 0,31 0,1077*

1,5

-3,0

m

CaO 23,40 27,45 27,39 26,90 1,59 1,59 5,79 -0,62 0,07 0,1176*

MgO 12,5 16,11 14,54 14,54 13,65 0,77 5,27 0,01 0,16 0,0969*

Al2O3 0,43 1,00 0,61 0,59 0,47 0,13 20,56 1,24 2,17 0,1275*

Fe2O3 0,44 1,15 0,67 0,66 0,47 0,16 24,11 0,96 1,32 0,1403*

SiO2 8,17 21,25 12,71 12,22 14,72 2,91 22,87 0,71 0,57 0,1012*

PN 72,88 90,98 85,20 85,80 - 4,27 5,01 -0,72 0,34 0,0954*

3,0

-4,5

m

CaO 22,75 29,30 26,77 26,82 - 1,51 5,64 -0,71 0,60 0,0996*

MgO 13,00 16,10 14,51 14,48 14,60 0,70 4,84 0,05 -0,01 0,0847*

Al2O3 0,49 1,16 0,68 0,64 0,60 0,16 23,40 1,38 1,60 0,1719ns

Fe2O3 0,49 1,24 0,75 0,74 0,74 0,16 21,41 0,82 0,84 0,1282*

SiO2 9,69 21,96 14,09 13,85 14,40 2,94 20,85 0,86 1,07 0,1217*

PN 73,36 90,69 83,92 84,78 - 4,04 4,82 -0,71 0,46 0,0961*

4,5

-6,0

m

CaO 25,08 29,21 27,41 27,41 26,97 0,92 3,35 -0,39 0,10 0,0657*

MgO 13,37 15,79 14,56 14,42 14,22 0,54 3,68 0,36 0,00 0,1168*

Al2O3 0,46 1,10 0,65 0,60 0,52 0,14 21,86 1,65 2,89 0,1753ns

Fe2O3 0,53 1,07 0,71 0,68 0,64 0,13 17,57 0,97 0,76 0,1716ns

SiO2 9,95 18,58 13,07 13,13 14,08 1,75 13,39 0,61 1,40 0,0952*

PN 78,80 90,61 85,17 85,36 - 2,45 2,88 -0,22 -0,16 0,0711*

6,0

-7,5

m

CaO 24,70 29,66 26,97 27,02 27,99 1,23 4,58 0,11 -0,44 0,0932*

MgO 13,39 16,16 14,53 14,56 14,56 0,62 4,27 0,35 0,22 0,1170*

Al2O3 0,49 0,84 0,63 0,62 0,54 0,09 14,66 0,44 -0,62 0,1240*

Fe2O3 0,55 0,90 0,71 0,72 0,57 0,10 13,61 0,09 0,90 0,0846*

SiO2 9,88 18,70 14,07 13,73 - 2,36 16,75 0,38 -0,76 0,1005*

PN 77,89 92,72 84,31 84,28 83,57 3,31 3,93 0,16 0,11 0,0843*

7,5

-9,0

m

CaO 24,21 29,76 27,50 27,63 - 1,05 3,82 -0,76 1,56 0,1142*

MgO 13,20 15,27 14,47 14,41 14,25 0,51 3,52 -0,41 -0,17 0,1126*

Al2O3 0,50 0,96 0,64 0,62 0,52 0,11 17,23 1,33 1,79 0,1619ns

Fe2O3 0,49 1,00 0,68 0,65 0,65 0,10 15,06 1,38 2,91 0,1911ns

SiO2 8,90 16,72 12,79 12,75 13,63 1,69 13,36 0,12 0,13 0,0744*

PN 76,64 91,15 85,15 85,63 84,02 2,82 3,31 -0,73 1,58 0,1297*

Md = média aritmética; Mn = Mediana; Mo = Moda; SW = Shapiro Wilk(*)

Significativo a 5%, (ns)

não-significativo;

36

A maioria dos elementos analisados apresenta média superior à mediana.

Neste caso os valores de assimetria são positivos. Significa, portanto, que há maior

concentração de dados na zona de valores mais reduzidos da amostra. Entretanto, o

CaO e o PN apresentam médias inferiores aos de mediana em todos as camadas da

pilha de resíduos, exceto a 6,0-7,5 m de profundidade, levando à uma distribuição

com assimetria negativa. Assim, fica criada uma maior zona de valores mais

elevados na amostra. Situação análoga foi observada por Queirós (2011) ao analisar

amostras de calcário por meio de Fluorescência de Raios-X, em uma mina com

pedreiras de calcário próximo à Coimbra, Portugal, na Região do Centro, também

chamada de Beiras.

Os maiores teores correspondem aos de CaO, MgO e SiO2, com médias de

todos os perfis equivalentes a 27,33%, 14,56% e 13,11%, respectivamente,

resultando 55% de 56,32% dos cinco elementos analisados. Contrário ao CaO, o

MgO apresentou comportamento de médias e medianas similares, se analisados as

seis camadas, corroborando para coeficientes de assimetria tendentes a zero em

todas as profundidades estudadas.

Alguns elementos extrapolaram os coeficientes de variação além dos 20%,

resultado do afastamento dos teores máximos detectados em relação as suas

próprias médias. Entretanto, nenhum, dos quais superaram 25%, o que resultou em

coeficientes de variação entre baixo e médio. Nesse sentido, os dados apresentaram

baixas dispersões em torno da média.

A distribuição da frequência com que os atributos químicos ocorrem nas

amostras de resíduo de calcário da Mina Caltins, em Bandeirantes do Tocantins,

podem ser melhor observados na Figura 4. A maior frequência relativa do elemento

CaO (0,42) é assumida pelo entorno do teor de ordem 27,9%. Já para o MgO duas

classes (14% e 15%) apresentam frequências similares (0,44 e 0,45,

respectivamente). Na distribuição dos teores de sílica, predomina a zona em torno

de 13%, coincidindo com a média geral dos dados deste elemento. A presença da

sílica em teores elevados é negativa para os interesses do produto final como

corretivo do solo. Sílica alta implica desgaste de equipamento industrial, pelo

aumento da abrasividade e da dureza do material a ser explorado. A frequência na

distribuição do PN foi ostentada pela zona de ordem 85%, com 0,55 de frequência

relativa, sendo ladeada por PN de 80% e 90%, ambos com frequência de 0,21.

37

Figura 4. Histogramas representativos das frequências relativas dos atributos químicos médios, das amostras analisadas de todos os perfis, do Resíduo de Calcário da Mina Caltins, em Bandeirantes do Tocantins.

Por meio dos diagramas de extremos ou BoxPlots algumas medidas médias e

de dispersão (amplitude, máximo e mínimo, média e valores medianos) podem ser

verificadas por forma gráfica (Figura 5). Como os valores de PN são aqueles que

apresentam maiores valores a caixa é mais expressiva.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

23,5 25,0 26,4 27,9 29,4CaO (%)

Fre

quên

cia

Rel

ativ

a

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

13 14 15 16MgO (%)

Fre

quên

cia

Rel

ativ

a

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,5 0,7 0,9 1,1Al2O3 (%)

Fre

quên

cia

Rel

ativ

a

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,54 0,74 0,94 1,14Fe2O3 (%)

Fre

quên

cia

Rel

ativ

a

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

10 13 17 20SiO2 (%)

Fre

quên

cia

Rel

ativ

a

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

75 80 85 90PN (%)

Fre

quên

cia

Rel

ativ

a

38

Figura 5. Diagrama de extremos – BoxPlots – dos elementos analisados.

Uma matriz de correlação linear (Pearson) entre as variáveis analisadas foi

construída e seus coeficientes foram determinados (Tabela 2). Tais coeficientes

foram avaliados qualitativamente, sendo observado que existem correlações lineares

muito fortes (> 0,9). Uma entre as variáveis CaO e PN e outra entre CaO e SiO2.

Para o cálculo do PN os valores de CaO e MgO são levados em conta. No caso da

sílica a dependência linear é negativa, interferindo no teor de CaO. De modo geral,

as outras impurezas (Al2O3 e Fe2O3) são interferentes negativos na correlação linear

e apresentam coeficientes de correlação fortes (entre 0,6 e 0,9).

Tabela 2. Matriz de Correlação (Pearson) das variáveis analisadas.

SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 PN

SiO2 1,000 -0,935 -0,456 0,496 0,796 -0,865 CaO -0,935 1,000 0,590 -0,691 -0,877 0,958 MgO -0,456 0,590 1,000 -0,507 -0,509 0,795 Al2O3 0,496 -0,691 -0,507 1,000 0,877 -0,695 Fe2O3 0,796 -0,877 -0,509 0,877 1,000 -0,838 PN -0,865 0,958 0,795 -0,695 -0,838 1,000

Trabalhos que determinam a variabilidade espacial de atributos químicos de

pilhas de resíduos de indústrias de calcário são escassos e necessários. A Tabela 3

apresenta os modelos e parâmetros dos semivariogramas de cada atributo químico

estudado, das respectivas profundidades.

39 Tabela 3. Modelos e parâmetros estimados dos semivariogramas ajustados aos valores dos atributos químicos.

(1)C0: efeito pepita; (2)C0+C: patamar; (3)GDE: grau de dependência espacial; (4)A: alcance;

(5)SQR: soma dos quadrados dos resíduos; (*)R2: coeficiente de determinação espacial.

Indicador Modelo C01 C0 + C2 GDE3 (%) Classe A4 (m) R2* SQR5

Ca

O

1,5 Esférico 0,013 1,187 99 Muito Alta 8,72 0,31 0,07

3,0 Gaussiano 1,670 6,349 74 Alta 48,67 0,93 0,21

4,5 Exponencial 0,766 3,005 75 Alta 15,18 0,79 0,09

6,0 Exponencial 0,001 0,765 100 Muito Alta 5,73 0,32 0,01


9,0 Esférico 6,910 27,13 75 Alta 7,57 0,02 47,00

Mg

O







Al 2

O3



4,5 Exponencial 0,0186 0,03728 50 Média 55,02 0,89 0,01




Fe

2O

3


3,0 Gaussiano 0,0233 0,05238 56 Média 50,00 0,91 0,01




9,0 Gaussiano 0,00134 0,01738 92 Muito Alta 5,57 0,10 0,01

SiO

2


3,0 Gaussiano 5,200 14,409 64 Alta 54,87 0,93 0,56





PN


3,0 Gaussiano 14,8 46,51 68 Alta 59,32 0,78 19,50




9,0 Esférico 43,3 173,9 75 Alta 23,57 0,05 10648

40

A seleção dos melhores modelos (esférico, exponencial, gaussiano, linear ou

efeito pepita), se baseou no coeficiente de determinação (R2) e na soma dos

quadrados dos resíduos (SQR). Não houve efeito pepita puro, nem modelo linear

nos atributos e em qualquer profundidade analisada.

O modelo mais selecionado foi o exponencial (15 ocorrências), seguido do

modelo esférico (13 ocorrências) e gaussiano (8 ocorrências). Os modelos teóricos

exponencial e esférico são mais comumente ajustados às variáveis do solo (ZANÃO

JÚNIOR et al., 2010; NEGREIROS NETO et al., 2014), embora Artur et al. (2014)

tenham encontrado melhor ajuste para os modelos esférico e gaussiano e

Abichequer et al. (2011) sugeriram maior adequação ao modelo gaussiano, ao

estudar o grau de variabilidade in situ e em pilhas dos materiais retirados das minas

de ferro no Brasil Central. A exceção de Al2O3, na profundidade de 3,0-4,5 m e

Fe2O3, no extrato de 1,5-3,0 m, com Classe Média de GDE, os outros atributos, em

todas as profundidades foram classificadas como Alta e Muito alta.

O alcance variou de 1,20 m (MgO na camada de 7,5-9,0 m) a 59,32 m (PN na

camada de 1,5-3,0 m). O alcance é um indicador do limite da dependência que a

variável apresenta no espaço. Significa que determinações realizadas a distâncias

maiores que o alcance, possui distribuição espacial aleatória, dessa forma, são

independentes entre si; por outro lado, determinações realizadas em distâncias

menores que o alcance são correlacionadas umas às outras e permite que se façam

interpolações espaçamentos menores que os amostrados (CAMPOS et al., 2008).

O atributo que apresentou o menor alcance foi o MgO (1,20 m), na

profundidade de 7,5-9,0 m, com alta variabilidade espacial, com CV de apenas 3,52

%. Já o atributo com o maior CV foi MgO (24,11%), na camada de 4,5-6,0 m,

indicando média dispersão dos valores em relação à média, expressou alcance de

15,68 m, evidenciando alta variabilidade espacial. PN apresentou a menor

variabilidade espacial (1,5-3,0 m), com 59,32 m de alcance. Contudo, o CV desse

atributo foi de apenas 3,52%. Oliveira Junior et al. (2011) evidenciou relação inversa

semelhante entre CV e variabilidade espacial ao estudar a variabilidade espacial de

atributos mineralógicos de solos em Curitiba, PR.

A visão gráfica, obtida pelos mapas, contribui para um melhor entendimento

da distribuição dos teores dos elementos analisados na superfície de cada camada

avaliada.

A distribuição do CaO (Figura 6) varia pouco na superfície e na profundidade.

Embora não haja grandes tendências de espacialidade entre as camadas, é possível

41

notar que os extremos sudeste das três últimas camadas apresentam manchas

semelhantes nas isolinhas de 28,1% a 28,9% de CaO. As demais áreas em todas as

camadas apresentam oscilações nos teores de CaO.

Figura 6. Mapas de teores percentuais de CaO da pilha de resíduos da indústria mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m.

A pequena influência do teor de CaO de uma camada sobre outra

imediatamente abaixo pode estar relacionada ao composto de cálcio no calcário,

que é o CaCO3, pouco móvel no perfil. Além disso, a compactação, causada pelo

movimento constante de caminhões que descarregam resíduos e de tratores que os

distribuem na pilha, reduz a característica de percolação no perfil.

A pilha de resíduos em estudo foi construída em uma área próxima a

moagem, que sofre influência de partículas de calcário mais finas em suspensão e a

deriva, que, por vezes, é precipitada sobre a pilha de resíduos. Entretanto, tais

interferentes são inexpressivos pela relação entre o volume do material empilhado

diariamente e a deposição de suspensões.

O menor valor encontra-se no mapa da profundidade de 3,0-4,5 m,

correspondendo ao valor de 22,75% de CaO. O maior valor está no mapa da

profundidade de 7,5-9,0 m, cujo valor é de 29,76% de CaO.

Nos mapas dos teores percentuais de MgO, apresentados na Figura 7,

observa-se valores que variam de um mínimo de 12,50% a 16,53% de MgO e média

42

geral de 14,56%. Esses valores quando convertidos para MgCO3, superam os 25%

que classifica o calcário como dolomítico, de acordo com a Instrução Normativa SDA

n.º 35, de 04 de julho de 2006.

Figura 7. Mapas de teores percentuais de MgO da pilha de resíduos da indústria mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m.

Sobral et al. (2011) utilizaram escória de siderurgia, um resíduo de indústria

com 7,5% de MgO e 13,1% de CaO, comparado a uma fonte de calcário com teores

de 9,5% de MgO e 37,4% de CaO aplicados em cana-de-açúcar. Como resultados,

conseguiram elevar os teores de cálcio, magnésio, silício e ferro, entre outros

elementos químicos e reduziram a acidez potencial do solo.

Nota-se que a variabilidade dos teores de MgO de cada camada estudada

independe das camadas subjacentes, tornando-se difícil encontrar uma tendência de

zoneamento de regiões com teores semelhantes em pelo menos duas camadas

adjacentes. Além disso, camadas superiores não interferem nos teores das camadas

subjacentes inferiores.

A distribuição encontrada no elemento Al2O3 (Figura 8) sofre maiores

variações na superfície e entre as camadas, provavelmente, por dois motivos: a

variabilidade dos teores nas rochas durante as extrações, escalonando,

espacialmente os teores horizontalmente e verticalmente, e a mobilidade da

alumina, sujeita à ação de percolação, movimentando este elemento no perfil da

43

pilha de resíduo. A alumina, juntamente com o Fe2O3, foram os que apresentaram

maiores CV nas mesmas camadas.

Figura 8. Mapas de teores percentuais de Al2O3 da pilha de resíduos de indústria mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m.

O menor teor de Fe2O3 (0,44%) foi encontrado na profundidade de 1,5-3,0 m

e o maior teor (1,24%) a 3,0-4,5 m de profundidade (Tabela 1). As maiores

amplitudes e CV’s, também foram encontrados a 1,5-3,0 e 3,0-4,5 m de

profundidade, com 0,71 e 0,75 de amplitude e 24,11% e 21,41% de CV,

respectivamente.

Presença de ferro nos calcários agrícolas, utilizados em solos de cerrado, é

motivo de preocupação, na medida em que a adsorção de micronutrientes catiônicos

nos óxidos de ferro livre (Fed) e amorfos (Feo) contribui para o aparecimento de

deficiências de micronutrientes (BARTZ et al., 2010), principalmente o zinco

(VALLADARES et al., 2009).

A Figura 9 mostra os mapas de isoteores de Fe2O3 percentuais. Tendências

entre os perfis parecem não existir, no entanto, zonas de teores mais elevados mais

ao centro na profundidade 0-1,5 m e mais lateral nas demais profundidades são

evidentes. Zonas de teores mais baixos no centro do mapa são identificadas nas

profundidades 1,5-3,0 m, 3,0-4,5 m, 4,5-6,0 m e 6,0-7,5 m.

44

Figura 9. Mapas de teores percentuais de Fe2O3 da pilha de resíduos de indústria mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m.

Os mapas de teores de sílica nas seis camadas estudadas estão

apresentados na Figura 10. Os mapas demonstram uma clara predominância nos

teores próximos a 13%. Entretanto, as predominâncias de teores de cada camada

diferem umas das outras. A 0-1,5 m de profundidade os valores são os menores e

com menor amplitude de teores (7,37 pontos percentuais). Já na profundidade de

1,5-3,0 m, encontra-se a maior amplitude (13,08 pontos percentuais). O menor e o

maior teor ficam nas profundidades de 1,5-3,0 e 3,0-4,5 m, respectivamente.

Os Graus de Dependência Espacial encontrados em todas as camadas

estudadas foram classificados como Muito Alto, exceto para a camada de 1,5-3,0 m,

classificado como Alto. O Grau de Dependência Espacial expressa o manejo de

empilhamento diário. Entretanto, os teores dos elementos químicos encontrados nas

rochas, por ocasião da lavra apresentam maior influência na composição do resíduo.

Dessa forma, os teores nas pilhas e sua variabilidade espacial é uma função direta

dos teores das rochas que são processadas diariamente, apresentando a mesma

variabilidade da rocha em estado natural.

45

Figura 10. Mapas de teores percentuais de SiO2 da pilha de resíduos de indústria mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 0-1,5; 1,5-3,0; 3,0-4,5; 4,5-6,0; 6,0-7,5 e 7,5-9,0 m.

A menor amplitude de PN (Figura 11) ocorreu na profundidade de 4,5-6,0 m

(11,81 pontos percentuais) e a maior a 1,5-3,0 m (18,10 pontos percentuais). O

menor valor de PN foi encontrado na profundidade de 1,5-3,0 m (72,88%) e o maior

a 6,0-7,5 m de profundidade (92,72%). As amplitudes de PN auxiliam na tomada de

decisões na exploração do resíduo de calcário.

O maior valor de alcance (59,32 m) foi observado para o atributo PN, na

profundidade 1,5-3,0 m (Tabela 3). Dos parâmetros gerados pela geoestatística o

alcance é o principal, uma vez que representa a distância em que uma variável

sinaliza continuidade espacial, e a partir desta distância, o comportamento espacial

da variável passa a ser totalmente aleatório (Lemos Filho et al., 2008).

Para Dalchiavon et al. (2011) a determinação deste parâmetro é de suma

importância para a agricultura de precisão uma vez que os programas

computacionais o utilizam para poder monitorar o maquinário agrícola quando da

aplicação de insumos com taxas variáveis. Analogamente, é de se supor que para

extração de calcário de pilha de resíduo, o monitoramento da exploração seja muito

importante.

46

Figura 11. Mapas de teores percentuais de PN da pilha de resíduos de indústria mineradora de calcário em Bandeirantes do Tocantins, nas profundidades 1,5; 3,0; 4,5; 6,0; 7,5 e 9,0 m.

Conclusões

O grau de dependência espacial de CaO, MgO e PN estão acima de 63%,

classificados com Alto ou Muito Alto.

Os resíduos estudados podem ser comercializados, uma vez que as somas

dos valores médios de CaO e MgO de todas as camadas estudadas varia de

41,28% a 42,65%, e os valores de PN vai de um mínimo de 83,92% a 86,56%,

atendendo a Normativa n° 35 do Ministério da Agricultura, Pecuária e

Abastecimento, quanto às garantias mínimas de um calcário.

47

Referências Bibliográficas

ABICHEQUER, L. A.; COSTA, J. F. C. L.; PASTI, H. A.; KOPPE, J. C. Design of blending

piles by geostatistically simulated models – A real case reconciliation. International Journal of

Mineral Processing, v.99, p.21-26, 2011.

ARTUR, A. G.; OLIVEIRA, D. P.; COSTA, M. C. G.; ROMERO, R. E.; SILVA, M. V. C.;

FERREIRA, T. O. Variabilidade espacial dos atributos químicos do solo, associada ao

microrrelevo. Rev. Bras. Eng. Agrícola e Ambiental, v.18, n.2, p.141-149, 2014.

BARTZ, M. L. C.; COSTA, A. C. S.; SOUZA JÚNIOR, I. G.; BROWN, G. G. Micronutrientes e

óxidos de ferro em coprólitos de minhocas produzidos em um Latossolo Vermelho

distroférrico (Oxissol) sob diferentes sistemas de manejo. Acta Zoológica Mexicana, n. esp.

2, p.281-294, 2010.

CAMPOS, M. C. C.; MARQUES-JÚNIOR, J.; PEREIRA, G. T.; SOUZA, Z. M.; BARBIERI, D.

M. Aplicação de adubo e corretivo após o corte da cana-planta utilizando técnicas

geoestatísticas. Ciência Rural, Santa Maria, v. 38, n. 4, p. 974-980, 2008.

DALCHIAVON, F. C.; CARVALHO, M. P. e; NOGUEIRA, D. C.; ROMANO, D.; ABRANTES,

F. L.; ASSIS, J. T.; OLIVEIRA, M. S. Produtividade da soja e resistência mecânica à

penetração do solo sob sistema plantio direto no cerrado brasileiro. Pesquisa Agropecuária

Tropical, v.41, p.8-19, 2011.

EPA. The Effects of Mountaintop Mines and Valley Fills on Aquatic Ecosystems of the

Central Appalachian Coalfield. Technical Report EPA/600/R-09/138F, U.S. Environmental

Protection Agency, Washington, D.C. 2011.

LEMOS FILHO, L. C. A.; OLIVEIRA, E. L. de; FARIA, M. A. de; ANDRADE, L. A. de B.

Variação espacial da densidade do solo e matéria orgânica em área cultivada com cana-de-

açúcar (Saccharum officinarum L.). Revista Ciência Agronômica, v.39, p.193-202, 2008.

MARA – Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa n° 35 de

4 de Julho de 2006. 2006.

MARQUES, D. M.; COSTA, J. F. C. L. Choosing a proper sampling interval for the ore

feeding a processing plant: A geostatistical solution. International Journal of Mineral

Processing, v. 131, pag. 31-42, 2014.

NEGREIROS NETO, J. V. N.; SANTOS, A. C.; GUARNIERI, A.; SOUZA, D. J. A. T.;

DARONCH, D. J.; DOTTO, M. A.; ARAÚJO, A. S. Variabilidade espacial de atributos físico-

químicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico em sistema plantio direto. Semina:

Ciências agrárias, v.35, n.1, 193-204, 2014.

48 NEGREIROS NETO, J. V. N.; SANTOS, A. C.; SANTOS, P. M.; SANTOS, T. M.; FARIA, A.

F. G. Atributos físicos de solos sob a consorciação gramíneas-leguminosas no Norto do

Estado do Tocantins. Engenharia na Agricultura. v. 8, n. 12, p. 140-150, 2010.

OLIVEIRA JUNIOR, J. C.; SOUZA, L. C. P.; MELO, V. F.; ROCHA, H. O. Variabilidade

espacial de atributos mineralógicos de solos da formação Guabirotuba, Curitiba (PR).Rev.

Bras. Ciência do Solo, v. 35, n. 5, p. 1481-1450. 2011

QUEIRÓS, I. B. Contribuição da Fluorescência de Raios-X na Avaliação e Modelação de

Georrecursos. Instituto Superior de Engenharia do Porto. Dissertação de Mestrado. 2011.

SAMPAIO, A. J.; ALMEIDA, S. L. M. Rochas e minerais industriais, 2ª edição, CETEM, p.

364-390, 2008.

SHIMABOKURO E. e SHIGUEMOTO W.I. Emissões na produção de cal. S. Paulo,

CETESB, Rel. Referência, 22 p. 2011.

SILVA J.O. Perfil da cal. J. Mendo Consult., Rel. RT 72, 33 p. 2009.

SOBRAL, M. F.; NASCIMENTO, C. W. A.; CUNHA, K. P. V.; FERREIRA, H. A.; SILVA, A. J.;

SILVA, F. B. V. Escória de siderurgia e seus efeitos nos teores de nutrientes e metais

pesados em cana-de-açúcar. Rev. Bras. Eng. Agrícola e Ambiental, v.15, n.8, p.867-872,

2011.

VALLADARES, G. S.; SANTOS, G. C. G.; ABREU, C. A.; CAMARGO, O. A.; FERRERO, J.

P. Zinco total e disponível em amostras de perfis de solos do Estado de São Paulo.

Bragantina, v.68, n.4, p.1105-1114, 2009.

ZANÃO JÚNIOR, L. A.; LANA, R. M. Q.; GUIMARÃES, E. C.; PEREIRA, J. M. A.

Variabilidade espacial dos teores de macronutrientes em Latossolos sob sistema plantio

direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.34, p.389-400, 2010.

49

Capítulo 3

Alterações de Resíduo de Mineração de Calcário e Influência nos Atributos

Químicos de um Latossolo Vermelho Amarelo

Resumo

O calcário agrícola é um agromineral de grande importância para a agricultura

nacional como corretivo de acidez do solo. A atividade de mineração é uma

exploração de recurso natural que causa impactos ambientais não só na área

minerada como também nas áreas vizinhas. Entretanto, a busca de

reaproveitamento desses resíduos de modo que sejam economicamente viáveis e

ajudem satisfatoriamente o meio ambiente, tem sido alvo de pesquisas nos últimos

anos, visando o emprego desses resíduos na melhoria da fertilidade e correção de

acidez do solo. Assim, o presente estudo teve por objetivo avaliar o potencial de uso

do resíduo da mineração na blendagem do calcário comercial produzido pela

empresa Caltins/JDemito, e nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho

Amarelo distrófico. O trabalho foi realizado em três etapas. A etapa um

correspondeu à amostragem e caracterização dos resíduos na pilha de resíduos. Na

etapa dois foi realizada a blendagem e caracterização dos novos corretivos de

acidez do solo (T1 e T2), bem como a escolha dos tratamentos baseados no valor

de Poder de Neutralização (PN) e doses de corretivos de acidez do solo a serem

utilizadas na etapa seguinte. Já na etapa três realizou-se o ensaio de incubação e

calibração das doses de aplicação dos corretivos de acidez do solo. Os dados

obtidos foram submetidos à análise de regressão com auxílio do programa Sigma

Plot 13.0. A blendagem do calcário comercial com os resíduos da mineração foi

eficiente para os tratamentos T1 e T2 elaborados na etapa dois. Essa eficiência foi

confirmada na etapa de incubação, pois ambos tiveram efeito significativo na

elevação do pH e neutralização da acidez potencial do Latossolo Vermelho Amarelo

distrófico. Porém, mesmo com incrementos nos teores de Ca2+ e Mg2+ nos corretivos

avaliados, não foi possível o fornecimento ideal desses nutrientes para o solo, fato

que pode ser explicado pela baixa constante de solubilidade do CaCO3 e MgCO3

respectivamente.

Palavras-chave: Constante de Solubilidade, Corretivo de Acidez, Poder de

Neutralização

50

Use of mining waste in the commercial limestone blending and chemical

attributes of a Oxisol

Abstract

Agricultural limestone is an agromineral of great importance to the national

agriculture as corrective of soil acidity. Mining activity is a natural resource

exploration that causes environmental impacts not only in the mining area as well as

surrounding areas. However, the search for reuse of this waste so that they are

economically viable and satisfactorily help the environment, has been the subject of

research in recent years to focus use of such waste in improving fertility and soil

acidity correction. Thus, this study aimed to evaluate the potential use of waste

mining in blending of commercial limestone produced by the company Caltins /

JDemito, and chemical attributes of a Oxisol dystrophic. The study was conducted in

three steps. Step one corresponded to the sampling and characterization of waste in

the tailings pile. In step two, the blending was performed and characterization of new

lime soil acidity (T1 and T2) as well as the choice of treatments based on the amount

of neutralization capacity (ANC) and rates of lime soil acidity to be used in next step.

Already in step three held the incubation testing and calibration of application rates of

soil alkaline compounds. The data were submitted to regression analysis using

Sigma Plot 13.0. The blending of commercial limestone with mining waste was

efficient for the T1 and T2 prepared in step two. This efficiency was confirmed in the

incubation stage, because both had significant effect on raising the pH and neutralize

the potential acidity of the Yellow dystrophic Oxisol. However, even with increases in

the levels of Ca 2+ and Mg 2+ in corrective assessed, was not the ideal supply of

these nutrients to the soil, which can be explained by the constant low solubility of

CaCO3 and MgCO3 respectively.

Keywords: Solubility constant, Correction of acidity, Power Neutralization

51

1. Introdução

O Plano Nacional de Mineração (PNM-2030), prevê uma produção de 34,1 Mt

de calcário agrícola para o ano de 2015, e podendo chegar em 2030 uma produção

de 54,8 Mt (DNPM, 2011). O estado do Tocantins é um dos maiores produtores de

calcário agrícola do Brasil. Em 2011 apresentava a sétima maior produção de

calcário entre os estados brasileiros, cerca de 1.735.000 t, quase o dobro da

produção de calcário alcançada em 2010 (ABRACAL, 2012).

A atividade de mineração é uma exploração de recurso natural que causa

impactos ambientais não só na área minerada como também nas áreas vizinhas. No

solo causa destruição direta com a retirada da cobertura vegetal. Na água altera sua

qualidade com a disposição de resíduos e assoreamento dos cursos d’água. A

perfuração da rocha associada à detonação de explosivos prejudica a qualidade do

ar. Flora e fauna também são afetadas com a degradação e destruição do habitat

faunístico (TONIETTO & SILVA, 2011).

No Brasil, estima-se que a produção de resíduos da mineração de calcário no

ano de 2012 foi na ordem de 13,43 Mt, com perspectiva para o ano de 2030 na

ordem de 20,35 Mt (IPEA, 2011). Tradicionalmente, esses resíduos são descartados

em aterros e, muito comumente, são jogados diretamente no meio ambiente, sem

qualquer processo de tratamento.

As mineradoras que realizam suas atividades em minas a céu aberto, têm seu

minério chamado de run of mine (ROM). Esse minério é descarregado nos britadores

primários, que alimentam as usinas de beneficiamento ou pilhas de homogeneização

e o estéril é descarregado nas pilhas de deposição. Muitas vezes é necessário fazer

uma blendagem dos minérios de várias frentes de lavra ou de diferentes minas, com

o objetivo de se assegurar a uniformidade da alimentação (RODRIGUES & PINTO,

2012). O termo blendagem diz respeito a uma mistura, em proporções definidas, de

minérios de características diferentes, com o objetivo de se obter uma massa com

características específicas (MORAES et al., 2006).

Na atividade de mineração existem dois principais tipos de resíduos sólidos

gerados pelos processos de decapeamento e beneficiamento, que são

respectivamente, os estéreis e os resíduos. As quantidades geradas desses

resíduos são sempre muito grandes e depende dentre outros fatores, do processo

utilizado para extração do minério e da localização da jazida em relação à superfície

(IPEA, 2011). Os resíduos sólidos contendo substâncias minerais apresentam

52

potencial para uso em outras atividades industriais ou na agricultura (ROCHA et al.,

2013).

Cada vez mais a agricultura brasileira tem buscado novos insumos e

matérias-primas para garantir a sustentabilidade e soberania do setor agrícola do

país. Dentre esses insumos vem aumentando a busca por fertilizantes adequados

para os mais diversos sistemas de produção (GARDIN et al., 2011). Entretanto, a

busca de reaproveitamento desses resíduos de modo que sejam economicamente

viáveis e ajudem satisfatoriamente o meio ambiente, tem sido alvo de pesquisas nos

últimos anos, visando o emprego desses resíduos na melhoria da fertilidade e

correção de acidez do solo.

Na busca por processos de disposição de resíduos ambientalmente corretos e

economicamente viáveis, alguns pesquisadores já estudam pó de rochas como fonte

de potássio, silício, micronutrientes e corretivos da acidez do solo (MESQUITA et al.,

2009).

Raymundo et al. (2013) avaliaram a capacidade de neutralização da acidez

de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico por meio da comparação entre um

resíduo de mármore serrado e um calcário comercial. Estes autores constataram

que o resíduo apresentou bom potencial para a utilização como corretivo de acidez

de solo, com reatividade inicial superior à do calcário comercial. Já Bertossi et al.

(2012) avaliaram a influência do uso de resíduo do beneficiamento de rochas

ornamentais em um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. Os autores observaram

que o resíduo forneceu cálcio, magnésio, potássio, sódio e manganês, além de

aumento na condutividade elétrica e pH. Contudo, observaram também riscos à

salinidade, salientando a necessidade de mais estudos sobre o uso desse resíduo.

Aliado ao potencial de utilização agrícola de diversos resíduos e frente as

milhões de toneladas de resíduos inorgânicos que são produzidos a cada dia nas

atividades de mineração e beneficiamento mineral em todo o mundo, alternativas

para reciclagem e/ou reutilização devem ser investigadas e, sempre que possível

devem ser implementadas.

Desta forma, o presente estudo teve por objetivo avaliar o potencial de uso

do resíduo da mineração na blendagem do calcário comercial produzido pela

empresa Caltins/JDemito, e nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho

Amarelo distrófico.

53

2. Materiais e Métodos

Este trabalho foi realizado em parceria estabelecida entre a Universidade

Federal do Tocantins e a mineradora Caltins/JDemito. O projeto foi executado em

três etapas, sendo a primeira realizada nas dependências da mineradora de calcário

Caltins/JDemito no município de Bandeirantes -TO, e as etapas dois e três nas

dependências da Universidade Federal do Tocantins - UFT. Na universidade, o

trabalho foi conduzido na estação experimental do Campus Universitário de Gurupi,

localizado na região sul do Tocantins, a 280 m de altitude e coordenadas 11°43’45”

de latitude sul e 49°04’07” de longitude oeste. Segundo a classificação climática de

Köppen (1948), o clima regional é do tipo b1wA’a’ úmido com moderada deficiência

hídrica. A temperatura média anual é de 29,5 °C, com precipitação anual de 1.804

mm. A etapa um correspondeu à amostragem e caracterização dos resíduos na

pilha de resíduos. Na etapa dois foi realizada a blendagem e caracterização dos

novos corretivos de acidez do solo (T1 e T2), bem como a escolha dos tratamentos

e doses de corretivos de acidez do solo a serem utilizadas na etapa seguinte. Já na

etapa 3 foram realizados ensaios de incubação e calibração das doses e corretivos.

Etapa 1: Amostragem e caracterização dos resíduos na pilha de resíduos

A amostragem foi realizada seguindo uma malha de 5,0 m x 4,0 m nos

sentidos norte-sul e leste-oeste sobre a pilha de resíduos, respectivamente. Em

cada ponto da malha também foi feita amostragem nas profundidades de 0 – 1,5 m;

1,5 – 3,0 m; 3,0 – 4,5 m; 4,5 – 6,0 m; 6,0 – 7,5 m e 7,5 – 9,0 m, totalizando seis

profundidades diferentes. A coleta de amostra nas diferentes profundidades fez-se

necessária para subsidiar maior exatidão dos indicadores de composição do

resíduo, sendo a mesma realizada por uma perfuratriz pneumática cedida e operada

pela empresa Caltins/JDemito. A amostragem foi realizada em 37 pontos distintos

sobre a malha, totalizando 222 amostras. A caracterização química das amostras foi

realizada em equipamento de difração de raios-x, onde foram determinadas as

porcentagens dos óxidos SiO2, CaO, MgO, Al2O3 e Fe2O3, e a determinação do

Poder de Neutralização (PN) mostrado na Equação 1.

Equação 1

Para as análises de difração de raios-x, as amostras foram submetidas a

moagem em almofariz e peneiradas em malha de abertura de 0,15 mm.

Posteriormente foram analisadas em difratômetro Panalytical, série Epsilon3.

54

Etapa 2: Blendagem e caracterização dos novos corretivos de acidez do solo

Finalizada a etapa de amostragem e caracterização das 222 amostras do

resíduo, separaram-se 60 amostras baseadas no valor de Poder de Neutralização

(PN), das quais foram selecionadas 20 amostras de maiores valores, as 20 de

menores valores e 20 de valores medianos. A blendagem do calcário foi realizada

com as 60 amostras separadas a partir dos valores de PN, obtendo assim 60 novas

amostras de corretivo de acidez blendadas. A Eficiência Relativa (ER) do resíduo foi

de 93,16%. Assim o Poder Relativo de Neutralização Total (PRNT) do resíduo foi

calculado conforme a Equação 2 e apresentado na Tabela 1. A blendagem foi feita a

fim de se obter um corretivo de acidez do solo com PN de 90% e massa final de

calcário blendado de 20 g (Equações 3 e 4).

Equação 2

Tabela 1. Valores médios dos atributos químicos da caracterização por difração de raio-x dos resíduos utilizados na blendagem do calcário comercial para produção dos corretivos de acidez T1 e T2. Gurupi – TO, 2014

Corretivo de acidez

%

CaO MgO PN PRNT

T1 (PN=92,5-94,0%) 26,56 14,76 84,25 78,21

T2 (PN=95,5-98,5%) 28,20 14,72 86,98 80,77

Calcário Comercial 30,29 17,89 98,28 92,01

Os tratamentos T1 e T2 foram estabelecidos com base em duas faixas de

valores de PN do resíduo. T1 apresentou valores de PN entre 92,5 e 94,0% e T2

com valores entre 95,5 e 98,5%.

A blendagem foi realizada conforme as equações 3 e 4, onde:

ma = massa do calcário comercial; mb = massa do resíduo

xa = PRNT do calcário comercial; xb = PRNT do resíduo

O mb foi calculado para fazer 20 g de corretivo de acidez blendado:

Equação 3

(

) Equação 4

A partir das equações mostradas acima, realizou-se o preparo de dois novos

corretivos de acidez do solo designados como T1 e T2. As amostram foram

55

submetidas à moagem em moinho de bolas e peneiramento em peneira de malha

0,355 mm de abertura para obtenção de granulometria inferior a 0,355 mm. Os

corretivos de acidez do solo T1 e T2 foram preparados através da blendagem do

calcário comercializado pela empresa Caltins/JDemito, com o resíduo de

granulometria inferior a 0,355 mm com o objetivo de se obter dois novos corretivos

de acidez do solo com PN igual a 90%. A proporção de massa entre o calcário

comercial e o resíduo em todos os pontos para a produção de T1 e T2 é mostrado

na Tabela 2.

Tabela 2. Massa do resíduo e calcário comercial necessária para blendagem na formulação dos corretivos de acidez do solo T1 e T2 com PN de 90%. Gurupi – TO, 2014

Calcário Massa mineral (g)

Massa Resíduo Massa Calcário Comercial Massa Total

T1 (PN=92,5-94,0%) 3,3 16,7 20,0

T2 (PN=95,5-98,5%) 3,7 16,3 20,0

Posteriormente, as amostras nas profundidades de 0 – 1,5 m; 3,0 – 4,5 m e

7,5 – 9,0 m foram agrupadas em função do seu valor de PN no qual se escolheu as

faixas de PN 92,50 – 94 para o corretivo de acidez do solo T1 e 95,50 – 98,5 para o

corretivo de acidez do solo T2 para a realização do trabalho de incubação. Assim, o

corretivo de acidez do solo T1 foi composto pelo ponto 25 na profundidade 0- 1,5 m

e pelos pontos 3 e 33 na profundidade 3,0 – 4,5 m. Já o corretivo de acidez do solo

T2 foi composto pelos pontos, 3, 23 e 35 na profundidade 0 – 1,5 m; 7, 8 e 25 na

profundidade 3,0 – 4,5 m; e pelo ponto 35 na profundidade 7,5 – 9,0 m. Os novos

corretivos de acidez T1 e T2 foram submetidos a análises de difração de raios-x

para determinação dos teores de SiO2, CaO, MgO, Al2O3 e Fe2O3, e a determinação

do Poder de Neutralização (PN) mostrado na Equação 1.

Etapa 3: Ensaio de incubação e calibração das doses de aplicação dos

corretivos de acidez do solo

O ensaio de incubação e calibração foi instalado sob casa de vegetação

localizada no Campus Universitário de Gurupi. O solo trabalhado foi proveniente do

horizonte A/B de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico (Tabela 3). As amostras

foram peneiradas em peneira de 2,00 mm para a obtenção da terra fina seca ao ar e

encaminhadas para o Laboratório de Solos – LABSOLO, para a realização da

análise química e granulométrica.

56 Tabela 3. Caracterização química e textural do Latossolo Vermelho Amarelo distrófico utilizado na etapa de incubação e calibração dos corretivos de acidez do solo. Gurupi – TO, 2014

Ca2+

+Mg2+

Ca2+

Mg2+

Al3+

H+Al K CTC(T) SB CTC(t) K P

.....................................................cmolc dm-3

............................................................. ...mg dm-3

...

0,15 0,10 0,05 0,00 3,50 0,01 2,37 0,49 0,49 4,98 0,97

V m Mat. Org. pHH2O Areia Silte Argila Areia Silte Argila

..........(%).......... ....%.... .g dm-3

.

.........Textura (%)........ ......Textura (g kg-1

).....

20,76 0,00 1,53 15,31 5,84 50,90 6,67 42,39 509,49 66,66 423,9

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro

repetições. Os 16 tratamentos foram obtidos em um esquema fatorial 4X4, sendo

quatro corretivos (T1: PN 92,50-94,00%; T2: PN 95,50-98,50%; Calcário comercial –

sem blendagem – e Carbonato de cálcio PA) e quatro doses dos corretivos (0,5; 1,0;

2,0; 4,0 t ha-1) mais a testemunha 0,0 t ha-1. Cada tratamento foi composto por 0,5

kg de solo, mais a dose de corretivo equivalente para 0,5 kg de solo. Em seguida, foi

adicionado a cada uma destas amostras, volume de água equivalente a 70% da

capacidade de campo (175 mL). Os sacos plásticos foram fechados, e submetidos a

aberturas periódicas para ocorrer trocas gasosas. A incubação foi executada durante

um período de 28 dias, sendo as leituras de pH realizadas aos 7, 14, 21 e 28 dias de

incubação. Já a determinação dos teores de Ca2+, Mg2+ e acidez potencial (H+Al)

foram realizadas apenas aos 28 dias de incubação, e determinados conforme

metodologia proposta pela Embrapa (1997).

O pH foi obtido por potenciometria com pHmetro da marca MS Tecnopon

Instrumentação, modelo mPA210, com eletrodo Ag/AgCl. A leitura dos atributos Ca2+

e Mg2+ foram realizadas em equipamento Espectrofotométrico de Absorção Atômica

da marca Agilent Technologies, modelo 55AA com atomizador de chama e

lâmpadas de catodo oco, numa diluição de 1:9 (extrato de KCl:La2O3). Já a acidez

potencial foi obtida por titulação feita com bureta digital da marca Brand e modelo

Digital BuretTM Easy Calibration.

Os dados obtidos foram submetidos à análise de regressão, avaliando a

significância dos betas e dos coeficientes de determinação utilizando o programa

Statística versão 7.0 (STATSOFT, 2014). Os gráficos das regressões foram plotados

utilizando o programa estatístico Sigma Plot versão 13.0®, sendo o modelo escolhido

com base na melhor significância dos betas (SYSTAT, 2014).

57

3. Resultados e Discussão

Os corretivos T1 e T2 obtidos a partir da blendagem do calcário comercial

com os resíduos da mineração de calcário produzidos na Caltins/JDemito foram

caracterizados por difração de raios-x obtendo-se novas porcentagens dos óxidos

SiO2, CaO, MgO, Al2O3 e Fe2O3 e a determinação do Poder de Neutralização (PN) a

partir dos valores de CaO e MgO (Tabela 4). Os novos valores de caracterização

química dos calcários blendados T1 e T2 mostraram que a blendagem foi eficiente

apresentando valores de PN acima do esperado de 90%. O menor valor de PN

(92,80) correspondeu ao ponto 33 na profundidade de 3,0-4,5 m e o PN (98,44) de

maior valor foi no ponto 25 também na profundidade de 3,0-4,5 m. Esses valores de

PN obtidos na blendagem podem ser justificados pelos altos teores de CaO e MgO

presentes nos novos corretivos de acidez do solo blendados T1 e T2. A legislação

brasileira determina que os calcários para serem comercializados, devem apresentar

no mínimo 38% de CaO+MgO. O corretivo de acidez comercializado pela empresa

Caltins/JDemito apresenta 48,18% de soma de CaO e MgO.

Tabela 4. Caracterização química dos corretivos de acidez do solo T1 e T2 por difração de raios-X. Gurupi -TO, 2014

Calcário %

SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 PN PRNT

T1 8,84 29,15 16,74 0,41 0,37 93,40 87,44

T2 7,75 30,40 17,16 0,36 0,31 96,67 90,50

Com a blendagem T1 e T2 passaram a apresentar valores dessa CaO + MgO

de 45,89 e 47,56 respectivamente. Esses valores nos teores de CaO e MgO podem

justificar o fato de o PN da blendagem ter sido superior à expectativa que era de

90%, chegando assim numa média de 93,40% para o T1 e 96,67% para o T2.

Na avaliação do efeito do tempo de incubação foi observado que o atributo pH

ajustou-se à resposta quadrática (p≤0,05) em função das doses crescentes dos

corretivos de acidez PA (98% CaCO3), Comercial, T1 (PN 92,50-94) e T2 (PN 95,50-

98,50) ao longo do período de incubação (Figura 1). Na primeira semana, os valores

de pH, independentemente da dose ou do corretivo, apresentaram valores de pH

acima de 6,5, considerado ideal para a maioria das culturas.

58

O corretivo de acidez do solo PA, em função de sua pureza de 98% de

CaCO3 apresentou maiores valores de pH quando comparados aos outros

corretivos. O menor pH obtido pelo uso do corretivo PA foi de 6,33 correspondendo

à dose de 0,5 t ha-1 no 21º dia de incubação (Figura 1A). O maior valor de pH 7,78

foi relativo à dose de 2 t ha-1 no 7º dia. O corretivo de acidez Comercial (Figura 1B)

quando avaliado na dose 0,5 t ha-1 nos dias 14, 21 e 28, e na dose 1 t ha-1 nos dias

21 e 28 de incubação se mostrou satisfatório na faixa ideal de pH para o solo.

Enquanto que nas doses 2 t ha-1 e 4 t ha-1 durante todos os dias de incubação, o pH

manteve-se acima do ideal de 6,5 para a maioria das culturas.

O corretivo de acidez do solo T1 (PN 92,50-94) apresentou valores de pH

próximos ao ideal (6,25 e 6,23) na dose 0,5 t ha-1, quando analisados aos 21 e 28 de

incubação, respectivamente (Figura 1C). Nas demais doses nos dias de incubação o

pH manteve-se acima de 6,5. Já no corretivo T2 (PN 95,50-98,50) a dose de

aplicação de 0,5 t ha-1 nas últimas três semanas foi favorável ao pH adequado para

a maioria das culturas (Figura 1D). Na primeira semana de incubação os valores de

pH variaram de 6,68 para a dose 0,5 t ha-1 até 7,24 para a dose 2 t ha-1, sendo

considerado acima do pH ideal que varia de 5,7 a 6,5.

Na avaliação semanal da influência dos diferentes corretivos de acidez do

solo no pH do Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico foi observado decréscimo do

pH até os 21 dias e uma estabilização no final da incubação (28 dias) para todos os

corretivos de acidez do solo. Esse comportamento pode ser justificado pelo

consumo do calcário no solo, onde o carbonato de cálcio reage com a água

liberando o cátion Ca2+ e dois ânions OH- (Equações 5, 6 e 7). O ânion HCO3- pode

neutralizar diretamente o H3O+ liberando água e gás carbônico. O íon hidroxila por

sua vez se liga às fontes potenciais de acidez como Al3+ (Alumínio trocável).

Equação 5

Equação 6

Equação 7

Calegari et al. (2011) evidenciaram que um solo com pH alcalino apresentou

efeito negativo sobre o teor de sólidos solúveis e atraso na maturação de frutos do

meloeiro devido à deficiência de alguns elementos induzidos pela alcalinidade do

solo. Assim, a elevação do pH do solo a valores superiores a sete poderá provocar

mais facilmente efeitos negativos nos cultivos agrícolas (TAMANINI et al, 2008;

MONTE SERRAT et al, 2011). A faixa de pH determinado em água acima de 7,0

apresentou efeito depressivo na produtividade de culturas como milho, soja e trigo

59

(MONTE SERRAT et al, 2011) já que esse pH de 7,0 compromete o suprimento de

nutrientes tais como Mn, Fe, Zn, Cu e B (MONTE SERRAT et al, 2011).

A

Doses de calcário (T ha-1

)0.0 0.5 1.0 2.0 4.0

pH

0.0

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

PA - 7 diasPA - 14 diasPA - 21 diasPA - 28 dias

Y=6.3778**+ 0.6238**X - 0.0685**X² R²: 0.9998**Y=6.2818**+0.6519*X - 0.0777X² R²: 0.9889*Y=5.9013**+0.8254*X - 0.1014X² R²: 0.9853*Y=5.8984**+ 0.9651**X - 0.1337*X² R²: 0.9949**

C


)

0.0 0.5 1.0 2.0 4.0

pH

0.0

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

T1 - 7 diasT1 - 14 diasT1 - 21 diasT1 - 28 dias

Y=6.3875**+ 0.4903**X - 0.0669**X² R²:0.9989**Y=6.3345**+0.5372**X - 0.0737**X² R²: 0.9998**Y=5.8657**+0.7965**X - 0.1146X² R²: 0.9934**Y=5.8559**+ 0.8781**X - *0.1358X² R²: 0.9929**

B


)

0.0 0.5 1.0 2.0 4.0

pH

0.0

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

Com. - 7 diasCom. - 14 diasCom. - 21 diasCom. - 28 dias

Y=6.3935**+0.3750**X - 0.0448*X² R²: 0.9985**Y= 6.3044**+ 0.3965*X - 0.0419X² R²: 0.9953**Y=5.8847**+ 0.6857*X - 0.0957*X² R²:0.9907**Y=5.8671**+ 0.8180**X - 0.1208**X² R²: 0.9985**

D


)0.0 0.5 1.0 2.0 4.0

pH

0.0

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

T2 - 7 diasT2 - 14 diasT2 - 21 diasT2 - 28 dias

Y=6.4236**+ 0.4685*X - 0.0668X² R²: 0.9840*Y=6.3209**+0.4611**X -0.0537*X² R²: 0.9968**Y=5.9084**+0.7958*X - 0.1232X² R²: 0.9746*Y=5.9106**+ 0.9015*X - 0.1420X² R²: 0.9773*

Figura 1. Alteração do pH de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico em função de doses dos corretivos PA, Comercial, T1 e T2, (A, B, C, D respectivamente) no período de incubação de 28 dias. Gurupi TO, 2014.

Na avaliação do atributo pH do Latossolo Vermelho Amarelo distrófico ao final

dos 28 dias da incubação foi observada resposta quadrática significativa (P≤0,05)

em função das doses crescentes para os corretivos de acidez PA (98% CaCO3),

Comercial, T1 (PN 92,50-94) e T2 (PN 95,50-98,50) (Figura 2).

Ao final dos 28 dias de incubação os corretivos de acidez avaliados

mostraram-se eficientes na elevação do pH quando comparados ao tratamento

controle, 0 t ha-1. A dose de 0,5 t ha-1de corretivo foi a dose em que o pH ficou

dentro da faixa recomendada para o cultivo agrícola dos diferentes corretivos

avaliados. Essa capacidade dos corretivos de acidez favorecerem o aumento do pH

60

do solo é importante, pois além de estimular a atividade microbiológica, pode

diminuir as perdas de potássio por lixiviação, devido à criação de cargas negativas

(SILVA et al., 2012). Outra importância dessa eficiência é o fato do T1 e T2 serem

produtos da reciclagem de resíduos da mineração de calcário, com a confirmação do

potencial para uso agronômico.


)0.0 0.5 1.0 2.0 4.0

pH

0.0

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

PACom.T1T2

Y=5.8984**+ 0.9651**X - 0.1337*X² R²: 0.9949**Y=5.8671**+0.8180**X - 0.1208**X² R²: 0.9985**Y=5.8559**+ 0.8781**X - 0.1358*X² R²: 0.9929**Y=5.9106**+ 0.9015*X - 0.1420X² R²: 0.9773*

Figura 2. Alteração do pH do Latossolo Vermelho Amarelo distrófico no término da incubação em função das doses crescentes de diferentes calcários. Gurupi TO, 2014.

A partir da dose 2,0 t ha-1, tanto os corretivos T1 e T2, quanto os

corretivos PA e Comercial foram capazes de promover pH próximo da neutralidade

ou levemente alcalino no Latossolo Vermelho Amarelo distrófico aos 28 dias de

incubação (Figura 2). O pH do solo é o indicador que mais influencia o equilíbrio

químico da partição de metais entre o solo e a solução do solo, ou seja, sua

adsorção e dessorção. Assim, de um modo geral, pH neutro ou ligeiramente alcalino

como os obtidos nesse trabalho a partir da dose 2,0 t ha-1, atuam na adsorção e

imobilização de cátions metálicos nutrientes como por exemplo Cu2+, Mn2+ e Zn2+, e

poluentes como Cd2+, Cr6+ e Pb2+. Essa imobilização ocorre através da formação de

compostos pouco solúveis como hidróxidos, carbonatos e fosfatos (SOARES, 2004;

KEMERICH et al., 2013).

Na avaliação da acidez potencial foi observada redução exponencial com o

aumento da dose recomendada para todos os corretivos utilizados (Figura 3). Com a

aplicação da dose de 4,0 t ha-1, os corretivos T1 e T2 mostraram-se mais eficientes

que o corretivo de acidez Comercial, indicando mais uma vez o potencial do

aproveitamento agrícola dos resíduos da mineração de calcário. Os valores de

61

acidez potencial proporcionado por esses dois calcários são considerados muito

baixos e ideais para o solo (CFSEMG, 1999).

Além de influenciar na solubilidade dos carbonatos, o pH do solo também

influenciou a acidez potencial (H+Al). A acidez do solo controla a reação de

dissolução do Al3+, sendo que sua solubilidade é mínima em pH acima de 5,5

(SOUZA et al., 2007; ROSADO et al., 2014). Além disso, de modo geral, a atividade

do Al3+ na solução diminui com o aumento do pH (LINDSAY, 1979).


)

0.0 0.5 1.0 2.0 4.0

H +

Al (

cmol c

dm

-3)

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

2.75

3.00

3.25

3.50

3.75

4.00

PACom.T1T2

Y=3.5058**exp(-0.7222**X) R²: 0.9989**Y=3.4658**exp(-0.4445**X) R²: 0.9898**Y=3.3279**exp(-0.5663*X) R²: 0.9543**Y=3.4024**exp(-1.2800*X) R²: 0.9557**

Figura 3. Teores de H+Al em função das doses crescentes de aplicação dos diferentes corretivos de acidez no Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. Gurupi TO, 2014.

A diminuição da acidez potencial e consequentemente a redução dos teores

de H+, favorece melhorias na produtividade das culturas. A toxicidade do cátion Al3+,

além de reduzir o crescimento das raízes, diminuindo a absorção de água e

nutrientes, interfere na absorção e transporte de nutrientes como o magnésio e o

cálcio (SILVA et al., 2013).

Quanto aos teores de Ca2+, como o pH do solo não atingiu valores superiores

a 8,5 ocorreu apenas a solubilização do carbonato de cálcio. Em função disso, foi

observado incrementos nos teores de Ca2+ com o aumento das doses de aplicação.

Em relação aos teores de Ca2+ no Latossolo Vermelho Amarelo distrófico ao final da

incubação, é possível observar que não houve diferenças significativas no

comportamento desse atributo quando são comparados os corretivos de acidez T1,

T2 e Comercial (Figura 4 A). O atributo Ca2+ do apresentou resposta quadrática

significativa (P≤0,05) para os corretivos de acidez PA, T1 e T2 e resposta de

significância linear (P≤0,05) para o corretivo de acidez do solo comercial.

62

A

Doses de calcário (t ha-1

)

0,0 0,5 1,0 2,0 4,0

Ca

2+ (

cm

ol c

dm

-3)

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,25

2,50

2,75

3,00

PA

Y=0,1954* + 0,9182**X - 0,0759*X² R²: 0,9994**

Com.

Y=0,2737**+ 0,2375**X r²: 0,9759**

T1

Y=0,1954**+ 0,4518**X - 0,0501**X² R²: 0,9998**

T2

Y=0,1931**+ 0,4628**X - 0,0558**X² R²: 0,9997**

B

Doses de calcário (t ha-1

)

0,0 0,5 1,0 2,0 4,0

Mg

2+ (

cm

ol c

dm

-3)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

PA

Y=0,1070**exp(-2,0113*X) R²: 0,9621**

Com.

Y=0,2296*+ 0,1542*X r²: 0,8864*

T1

Y=0,1428 +0,4303*X - 0,0700*X² R²: 0,9792*

T2

Y=0,1405+0,4413*X - 0,0757*X² R²: 0,9792*

Figura 4. Teores de Ca2+ (A) e Mg2+ (B) em função das doses crescente de aplicação dos diferentes corretivos de acidez no Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. Gurupi TO, 2014.

Mesmo com incrementos nos teores de Ca2+ com o aumento nas doses de

aplicação desses calcários não foi possível o fornecimento ideal dos teores de Ca2+

para o solo. Na maior dose de aplicação 4,0 t ha-1, o teor de cálcio foi de

aproximadamente 1,20 cmolc dm-3, valor considerado baixo para a maioria dos solos

(CFSEMG, 1999). Solos com baixos teores de cálcio podem provocar sérios danos

ao desenvolvimento das culturas. Este nutriente é responsável por manter a

integridade estrutural das membranas e paredes celulares. Além disso, atua na

regulação de vários processos fisiológicos e metabólicos. Sua deficiência resulta

principalmente na redução do crescimento de tecidos meristemáticos e apicais e

morte do sistema radicular (MARSCHNER, 1995; DAFLON et al., 2014).

O Mg2+ apresentou resposta quadrática significativa (P≤0,05) para os

corretivos T1 e T2. Enquanto que para o corretivo PA sua resposta significativa foi

ao modelo exponencial (P≤0,05) e no corretivo de acidez comercial apresentou

significância ao modelo linear (P≤0,05) (Figura 4 B). Quanto aos teores de Mg2+

também foram observados incrementos com o aumento das doses dos corretivos de

acidez. Essa tendência geral ocorreu exceto para o calcário PA, pois o mesmo não

apresenta teores relevantes de MgCO3. De forma semelhante ao nutriente cálcio, os

teores de magnésio também não são considerados ideais. Para os corretivos

comercial, T1 e T2, nas doses de aplicação 0,5 e 1,0 t ha-1 o maior teor de magnésio

foi de aproximadamente 0,5 cmolc dm-3, valor considerado baixo. Já nas doses de

63

2,0 e 4,0 t ha-1 os teores são considerados medianos, pois estão dentro do intervalo

de 0,46 a 0,90 cmolc dm-3 (CFSEMG, 1999). O maior teor de magnésio obtido com o

uso do calcário comercial é condizente com o maior aporte de MgO (17,89%).

Assim como a deficiência de cálcio, baixos teores de magnésio podem

proporcionar diminuição na produtividade das culturas. O Mg2+ desempenha funções

importantes na fisiologia vegetal, pois participa dos processos de fosforilação

oxidativa, fixação de CO2, síntese de proteínas e geração de espécies reativas de

oxigênio (radicais livres) e na foto-oxidação foliar. Desta forma, deficiências de Mg2+

podem desregular vários processos fisiológicos e bioquímicos nas plantas

(HERMANS et al., 2005; MOREIRA et al., 2013).

4. Conclusões

A blendagem do resíduo de calcário com calcário comercial faz elevar pH de

Latossolo Vermelho Amarelo distrófico de 5,84 para próximo a 6,5.

A ação corretiva da acidez do Latossolo Vermelho Amarelo distrófico

promovida pelos tratamentos blendados foi eficiente durante 28 dias de incubação.

Não houve resultado satisfatório quanto à elevação dos teores de Ca e Mg no

solo.

64

Referências Bibliográficas

ABRACAL – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS PRODUTORES DE CALCÁRIO AGRÍCOLA.

Calcário Agrícola: Produção por Estado – Período 1987/2011. Disponível em

<http://www.abracal.com.br/estatisticas>. Acesso em 17 jul. 2014.

BERTOSSI, A. P. A.; NEVES, M. A.; CARDOSO, M. S. N.; PRADO, A. C. A.; DAMASCENO,

A. C.; POLIDORO, F. C. Influência da Utilização do Resíduo Fino de Beneficiamento de

Rochas Ornamentais Silicáticas na Qualidade do Solo e da Água. Geociências, v. 31, n.

2, p. 185-195, 2012.

CALLEGARI, R. A.; MORAIS, F. A.; MIRANDA, N. O.; GÓES, G. B.; SILVA, R. M.

Correlação entre qualidade e produtividade de frutos do meloeiro e o pH do solo.

Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável (GVAA), v.6, n.1, p. 08-12,

2011.

CFSEMG – Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas

Gerais.Recomendação para uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. 5ª

aproximação. Viçosa, 1999. 359p.

DAFLON, D. S. G.; FREITAS, M. S. M.; CARVALHO, A. J. C.; MONNERAT, P. H.; PRINS,

C. L. Sintomas visuais de deficiência de macronutrientes e boro em coentro.

Horticultura Brasileira, v. 32, n. 1, p. 28-34, 2014.

DNPM – DEPARTAMENTO NACIONAL DE PRODUÇÃO MINERAL. Sumário Mineral.

DNPM, Brasília, v.31, 105p. 2011.

EMBRAPA: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de Métodos de Análise

de Solos. -2ª Ed. rev. atual. EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisa em Solos, Rio de

Janeiro, 1997, 212 p.

GARDIN, J. P. P.; DOUMER, M. E.; MESSIAS, R. S.; SOUZA, E. L.; FERNANDES, A.;

ROZA-GOMES, M. F. Produtividade da cultura do milho e atividade de enzimas do

metabolismo dos carboidratos com fertilizantes foliares contendo água de xisto.

Evidência, v.11, n.2, p.83-90, 2011.

HERMANS, C.; BOURGIS, F.; FAUCHER, M.; DELROT, S.; STRASSER, R.J.;

VERBRUGGEN, N. Magnesium deficiency in sugar beet alters sugar partitioning and

phloem loading in young mature leaves. Planta, v. 220, n. 4, p. 541-549, 2005.

http://www.abracal.com.br/estatisticas

65 IPEA – INSTITUTO DE PESQUISA ECONÔMICA APLICADA. Caderno de Diagnóstico:

Resíduos Sólidos da Atividade de mineração. IPEA, Brasília, 41p. 2011.

KEMERICH, P. D. C.; MENDES, S. A.; VORPAGEL, T. H.; PIOVESAN, M. Impactos

ambientais decorrentes da disposição inadequada de lixo eletrônico no solo.

Engenharia Ambiental, v.10, n.2, p.208-219, 2013.

KÖPPEN, W. Climatologia: com um estudio de los climas de la tierra. Fondo de Cultura

Econômica. México. 479p. 1948.

LINDSAY, W. L. Chemical Equilibria Soils. New York: Jonh Wiley & Sons, 1979, 449 p.

MARSCHNER H. Mineral nutrition of higher plants. Academic: London. 1995

MESQUITA, L. F.; FILHO, J. C.; ANDRADE, F. V. Calcário marinho e resíduo de

marmoraria como corretivos alternativos da acidez em latossolos. In: Encontro Latino

Americano de Iniciação Científica, XIII., 2009, São José dos Campos - SP. Anais... São José

dos Campos: UNIVAP, 4 p. 2009.

MONTE SERRAT, B.; SANTIAGO, T. R.; BITTENCOURT, S.; MOTTA, A. C. V.; SILVA, L. A.

T. P.; ANDREOLI, C. V. Taxa de aplicação máxima anual de lodo de esgoto higienizado

pelo processo de estabilização alcalina: estudo comparativo de curvas de pH de solos.

Revista Brasileira de Ciências Ambientais, n.19, p.30-37, 2011.

MORAES, E. F.; ALVES, J. M. C. B.; SOUZA, M. J. F.; Um modelo de programação

matemática para otimizar a composição de lotes de minério de ferro na mina Cauê da

CVRD. Revista Escola Minas, v.59, n.3, p.299-306, 2006.

MOREIRA, W. R.; RESENDE, R.; RODRIGUES, F. A.; ANDRADE, C. C. L.; NASCIMENTO,

C. W. A. Influência do Magnésio na Resistência do Arroz à Mancha Parda. Bragantia, v.

72, n. 2, p. 154-161, 2013.

RAYMUNDO, V.; NEVES, M. A.; CARDOSO, M. S. N.; BREGONCI, I. S.; LIMA, J. S. S.;

FONSECA, A. B. Resíduos de serragem de Mármores como corretivo da acidez de

solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 17, n. 1, p. 47-53, 2013.

ROCHA, I. T. M.; SILVA, A. V.; SOUZA, R. F.; FERREIRA, J. T. P. Uso de resíduos como

fonte de nutrientes na agricultura. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento

Sustentável, v.8, n.5, p. 47-52, 2013.

66 RODRIGUES, L. F.; PINTO, L. R. Análise comparativa de metodologias utilizadas no

despacho de caminhões em minas a céu aberto. Revista Escola Minas, v.65, n.3, p. 377-

384, 2012.

ROSADO, T. L.; GONTIJO, I.; ALMEIDA, M. M.; ANDRADE, F. V. Fontes e Doses de

Nitrogênio e Alterações nos Atributos Químicos de um Latossolo Cultivado com

Capim Mombaça. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, n. 3, p. 840-849, 2014.

SILVA, A.; ALMEIDA, J. A.; SCHMIT, C.; COELHO, C. M. M. Avaliação dos efeitos da

aplicação de basalto moído na fertilidade do solo e nutrição de Eucalyptus Benthamii.

Floresta, v. 42, n. 1, p. 69-76, 2012.

SILVA, J. A. G.; REIS, C. E. S.; CRESTANI, M. SOUSA, R. O.; OLIVEIRA, A. C.;

CARVALHO, F. I. F. Absorção de cálcio e magnésio por cultivares de aveia submetidas

a níveis de toxidez por alumínio. Semina: Ciências Agrárias, v. 34, n. 6, p. 3563-3576,

2013.

SOARES, M. R.; Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo, Brasil, 2004.

SOUZA, D. M. G.; MIRANDA, L. N. & OLIVEIRA, S.A. Acidez do solo e sua correção. In:

NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V. V. H.; BARROS, N. F.; FONTES, R. L. F.; CANTARUTTI, R. B.

& NEVES, J. C. L., eds. Fertilidade do solo. Viçosa, MG, Sociedade Brasileira de Ciência

do Solo, 2007. p.205-274.

STATSOFT STATÍSTICA: data analysis software system, version 7.0. Disponível em

<http://www.statsoft.com>. Acesso em 15 de ago. 2014.

SYSTAT: Manual de uso do Sigma Plot 13.0, Windows. Disponível em

<http://www.systat.com/products/sigmaplot>. Acesso em 15 de ago. 2014.

TAMANINI, C. R.; MOTTA, A. C. V.; ANDREOLI, C. V. e DOETZER, B. H. Land

reclamation recovery with the sewage sludge use. Braz. arch. biol. technol. v.51, n.4,

p.643-655, 2008.

TONIETTO, A.; SILVA, J. J. M. C. Valoração de danos nos casos de mineração de ferro

no Brasil. Revista Brasileira de Criminalística, v.1, n.1, p. 31-38, 2011.

http://www.statsoft.com/

http://www.systat.com/products/sigmaplot

67

Considerações Finais

As ações antrópicas, especialmente a mineração, geram resíduos, muitas

vezes não aproveitados pela indústria, por gerar incerteza comercial, operacional e

financeira. Apesar de estar previsto em planos de mitigação dos danos ambientais,

as ações de descarte do resíduo preveem o lançamento em áreas adjacentes às

minas, com teores já elevados de Ca, Mg, Si, Al e Fe.

A provável redução dos custos operacionais, com a utilização do resíduo na

blendagem com o calcário comercial, justifica o aproveitamento de resíduos de

indústria mineradora para aplicação na agricultura.

A proximidade entre a academia e as empresas exploradoras de recursos

naturais deve ser estreitada, com o fim de demandar pesquisas que atendam aos

anseios da empresa e da sociedade.

Documents

caracterização para aproveitamento agrícola de resíduo de calcário