A erosão hídrica é um dos principais processos de degradação dos solos em escala global e no Brasil, destacando-se o Núcleo de Desertificação de Gilbués (PI), onde solos frágeis e uso intensivo da terra resultam em extensas voçorocas. Este estudo aplicou a abordagem fingerprinting na bacia hidrográfica do Piripiri (BHP) para identificar e quantificar as fontes de sedimentos em suspensão, tendo como principais fontes o Cerrado, banco de canais, estradas não pavimentadas e voçorocas. Foram utilizados traçadores geoquímicos e espectrais obtidos por scanner de imagem (IMP) e espectrofotômetro portátil NixSpectro2 (NIX). Os dados foram submetidos ao teste de conservatividade, Kruskal-Wallis, LDA e modelados por meio do MixSIAR. A LDA destacou Mg, Sr, Fe e Nb como principais traçadores geoquímicos, e R/G, a* e HI como espectrais mais eficazes. A modelagem MixSIAR indicou as voçorocas (GU) como a principal fonte de sedimentos, refletindo a alta erodibilidade de solos siltito-argilosos e a degradação acentuada da paisagem. A assinatura avermelhada associada à hematita e à goethita mostrou-se altamente conservativa, permitindo rastrear as fontes até o canal principal. A BHP apresentou concentrações médias de sólidos em suspensão de ≈8.542 mg L-1 e descarga sólida de 626,5 t dia-1, valores extremamente elevados para uma microbacia de 319 km², evidenciando desequilíbrio hidrossedimentológico. Os resultados revelam um sistema altamente degradado, no qual a integração entre traçadores geoquímicos e espectrais se mostra essencial para compreender os processos erosivos e subsidiar estratégias de manejo e mitigação da desertificação no sul do Piauí.