Análise comparativa de abordagens para o estudo da emissão de material particulado por erosão eólica em solo agrícola

Abstract

O presente trabalho teve como objetivo comparar diferentes abordagens de modelagem para a estimativa da emissão de material particulado por erosão eólica em solo agrícola na região de Rio Claro (SP). A escolha da área de estudo foi motivada pela importância da atividade agrícola no município e pela expansão territorial destinada ao cultivo de cana-de-açúcar. Neste contexto, buscou-se compreender o comportamento da erosão eólica e avaliar as diferenças entre os modelos da US EPA (2006), de caráter empírico e baseado no potencial erosivo do vento, da abordagem descrita por Shaw et al. (2008), fundamentada no fluxo horizontal de sedimentos, e da parametrização proposta por Choi & Fernando (2008), voltada à estimativa da emissão de partículas inaláveis (PM10). A seleção desses modelos permitiu comparar diferentes abordagens amplamente empregadas para a estimativa de emissões por erosão eólica, utilizando dados meteorológicos referentes ao ano de 2025 e características físicas do solo da área estudada. Os resultados indicaram que a ocorrência da erosão eólica está condicionada à superação da velocidade de fricção limiar, correspondente a velocidade do vento igual e superiores a 5,8 m/s quando medidas a 2 metros de altura, condição necessária para o início do levantamento e transporte de partículas. Embora os modelos tenham apresentado diferenças nas magnitudes estimadas, verificou-se comportamento temporal semelhante entre eles, identificando os mesmos períodos favoráveis à ocorrência de eventos erosivos. Dessa forma, o estudo contribui para a compreensão da erosão eólica em áreas agrícolas e para a avaliação comparativa de diferentes abordagens de modelagem aplicadas à estimativa da emissão de material particulado.

This study aimed to compare different modeling approaches for estimating particulate matter emissions from wind erosion in agricultural soil in the municipality of Rio Claro, São Paulo, Brazil. The study area was selected due to the importance of agricultural activities in the region and the territorial expansion of sugarcane cultivation. In this context, the study sought to investigate the behavior of wind erosion and evaluate the differences among the US EPA (2006) model, an empirical approach based on the wind erosion potential; the approach proposed by Shaw et al. (2008), which is based on horizontal sediment flux; and the parameterization developed by Choi and Fernando (2008), designed to estimate inhalable particulate matter (PM10) emissions. The selection of these models enabled the comparison of widely used approaches for estimating wind erosion emissions using meteorological data collected throughout 2025 and the physical characteristics of the study area's soil. The results showed that the occurrence of wind erosion depends on the friction velocity exceeding the threshold friction velocity, corresponding to wind speeds equal to or greater than 5.8 m s⁻¹, measured at a height of 2 m, which represents the minimum condition required to initiate particle entrainment and transport. Although the models produced different emission magnitudes, they exhibited similar temporal behavior, identifying the same periods favorable for erosive events. Therefore, this study contributes to a better understanding of wind erosion in agricultural areas and provides a comparative assessment of different modeling approaches applied to particulate matter emission estimation.