Influência do teor de água no comportamento de materiais de construção

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Estudo da influência do teor em água e do contéudo em minerais de argila na distribuição do benzeno pelas diferentes fases de solos graníticos

O principal objectivo de desenvolvimento desta tese é a análise da adsorção de benzeno em solos residuais graníticos. A contaminação dos solos por combustíveis derivados do petróleo é uma problemática bastante actual, sendo que a remediação dos solos contaminados necessita de um vasto conjunto de conhecimentos relativos ao comportamento dos solos e dos contaminantes. Uma das grandes questões que se levanta é a incerteza sobre o efeito das características mineralógicas do solo na distribuição e na disponibilidade dos contaminantes o que condiciona a eficiência da remediação dos solos e dificulta a escolha da tecnologia de remediação mais adequada. Nesta tese a contaminação do solo por benzeno foi realizada com diferentes níveis de contaminação e em seguida, foi determinada a concentração na fase gasosa. Definiram-se níveis de contaminação entre 0,5 mg e 439 mg de benzeno por quilograma de solo húmido, sendo que o intervalo entre cada adição foi determinado pela condição de equilíbrio, ou seja, quando a concentração de benzeno na fase gasosa se mantivesse aproximadamente constante em dois dias consecutivos de modo a analisar a distribuição do benzeno pelas diferentes fases do solo. Para tal foram construídas isotérmicas de adsorção, com posterior ajuste de modelos matemáticos, sendo utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich e Polinomial de 3º Grau A preparação do solo residual granítico foi realizada previamente. Numa primeira fase os solos foram peneirados e secos de modo a obter uma granulometria controlada e um teor em água semelhante e aproximadamente nulo. De seguida, cada amostra foi preparada de acordo com dois objectivos: os ensaios destinados ao estudo da influência do teor em água apresentassem o mesmo solo com diferentes teores em água e que os ensaios destinados ao estudo da influência dos minerais de argila apresentassem composições mineralógicas diferentes para o mesmo teor em água, substituindo parte da fracção argilosa por quartzo. A quantificação das concentrações de benzeno na fase gasosa, realizou-se por cromatografia GC-FID, sendo que foram obtidas as áreas do pico dos cromatogramas, para posterior transformação em concentrações aplicando a curva de calibração. Posteriormente foram calculadas as concentrações de benzeno nas restantes fases dos solos, de modo a analisar a distribuição do benzeno nas diferentes fases.

Avaliação da influência do teor de água na trabalhabilidade de argamassas de terra

Existe atualmente um elevado desconhecimento ao nível da reabilitação e conservação de edificações construídas em terra. Deve usar-se uma argamassa com base em terra, compatível com estes suportes, sendo fundamental conhecer o seu comportamento. A quantidade de água utilizada na amassadura de uma argamassa tem grande influência nas características físicas, na trabalhabilidade e, consequentemente, na sua aplicação. Com este objetivo foram realizados ensaios de caracterização no estado fresco e endurecido, em argamassas de terra realizadas com quatro terras distintas, sendo adicionado a cada uma seis diferentes teores em água. Pretende- se ainda avaliar diretamente a trabalhabilidade, mediante aplicações efetuadas por operadores em provetes de taipa. Após analisados os resultados foi possível observar que a retração e a trabalhabilidade de uma argamassa são fortemente influenciadas pela relação água/material seco, condicionando assim a viabilidade de uma argamassa. Contudo, o operador é um fator de elevada importância na aplicação de uma argamassa.

Determinação prática do teor de óleo na polpa do abacate (Persea americana Miller) através da correlação com o teor de água

Como o processo atual utilizado para a determinação do teor de óleo na polpa do abacate (extrator de Soxhlet) é oneroso e muito demorado, torna-se importante o conhecimento de um método que possibilite de maneira prática e rápida a avaliação do teor de óleo na polpa. No presente trabalho procurou-se comprovar uma possível correlação entre os teores de água e óleo na polpa do abacate. A determinação da porcentagem de água na polpa é fácil e de baixo custo. Através dela poder-se-ia determinar o teor de óleo. Com esse objetivo conduziu-se um experimento em três regiões ecologicamente diferentes do Estado de São Paulo: Novo Horizonte, Limeira e Itapetininga. Em cada região, utilizou-se três pomares e em cada pomar selecionou-se cinco árvores das cultivares 'Wagner', 'Prince' e 'Collinson' colhendo-se dois frutos de cada árvore, que no conjunto (dez frutos) formaram a amostra a ser analisada, para cada cultivar. Efetuaram-se colheitas em épocas pré-determinadas, visando a análise do teor de óleo e de água na polpa do fruto, desde a sua formação até a época de maturação. Efetuou-se também análises em amostras de frutos deixadas amadurecer até o ponto de consumo (polpa mole). Foi observado que a evolução do teor de óleo na polpa do abacate se processa lentamente no início, acentuando-se no final do desenvolvimento do fruto e o inverso para o teor de água. Foi constatado uma correlação entre o aumento do teor de óleo e a diminuição do teor de água na polpa do abacate. Relacionando-se tal fato, encontrou-se uma equação geral de regressão Y = 86,626 -- 0,727 X, onde Y = porcentagem de água e X = porcentagem de óleo, com ótima adaptação à regressão linear, como comprovou o seu coeficiente de determinação de 91,50%.

Estimativa do teor de água no solo utilizando dados de radar de abertura sintética

Em virtude da crescente demanda mundial por alimentos, um monitoramento eficaz e em larga escala da umidade do solo constitui fator de grande importância para a previsão de safras. Este trabalho teve por objetivo apresentar uma técnica para o cálculo do teor de água no solo, utilizando modelos preditivos de umidade do solo, baseados em dados de radar de abertura sintética (SAR). Foram utilizados dados do SAR a bordo do JERS-1 ("Japanese Earth Resources Satellite") e dois modelos empíricos. O primeiro relaciona o coeficiente de retroespalhamento com a permissividade complexa (modelo de Dubois), e o segundo relaciona a permissividade complexa com o teor de água do solo e algumas de suas características físico-hídricas, tais como percentagem de areia e argila (modelo de Hallikainen). Inicialmente, os dados do SAR/JERS-1 foram calibrados e, por meio do modelo de Dubois, foram calculados os valores de permissividade complexa. Para tanto, foi necessário inserir níveis estimados de rugosidade do solo. A partir destes resultados, utilizou-se o modelo de Hallikainen para calcular a umidade volumétrica. A análise geral dos resultados indica que a técnica de estimação de umidade do solo a partir de imagens de radar de abertura sintética, utilizada neste estudo, mostrou-se física e matematicamente exeqüível. No entanto, apresentou uma precisão moderada, não sendo ainda recomendada para o uso operacional no mapeamento de umidade do solo. A análise dos resultados revelou também que a precisão dos dados é bastante influenciada pela precisão dos valores de rugosidade introduzidos.

Efeito do manejo mecânico da palhada de aveia preta sobre a cobertura, temperatura, teor de água no solo e emergência da soja em sistema plantio direto

A palhada da aveia preta fornece excelente cobertura do solo, e por isso, durante o inverno, o seu cultivo no Rio Grande do Sul é preferencial, principalmente antecedendo a cultura da soja. Objetivando avaliar o efeito do manejo da palhada de aveia preta sobre a emergência da soja, cobertura, temperatura e teor de água do solo, foi realizado um experimento na Universidade Federal de Santa Maria (RS), num Argissolo Vermelho distrófico arênico, no ano de 1997/98. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e cinco repetições. Nas parcelas principais, os tratamentos foram os manejos mecânicos da palhada: (a) palha picada e distribuída; (b) palha em pé; (c) palha rolada; (d) palha gradeada; (e) palha roçada e (f) sem palha sem plantas daninhas. Nas subparcelas, utilizou-se o controle ou não das plantas daninhas por herbicidas em pós-emergência. Avaliaram-se o índice de velocidade de emergência (IVEM), a cobertura, a temperatura e o teor de água no solo nas subparcelas com o controle de plantas daninhas. Observou-se que a palha em pé e a gradeada diminuíram a cobertura do solo em 20 e 74%, respectivamente, no período de 53 dias; a temperatura máxima foi superior no solo sem palha sem plantas daninhas e inferior no solo com palha em pé; o manejo da palhada de aveia não afetou o teor de água do solo, em virtude da elevada precipitação pluvial, e a velocidade de emergência das plântulas de soja não foi afetada pelos diferentes manejos da palhada de aveia, mas foi inferior no tratamento sem palha.

Mudanças de volume devido à variação do teor de água em um vertissolo no semiárido de Pernambuco

A instabilidade volumétrica de solos devido à mudança no teor de água é complexa e influenciada por vários fatores, entre os quais se incluem o tipo de solo, condicionantes climáticos e estados de tensão. Os Vertissolos estão entre os solos que experimentam mudança de volume, sendo uma de suas principais características morfológicas os slickensides, resultantes da sua capacidade de se contrair e fissurar com o ressecamento e se expandir com o umedecimento. Os solos que variam de volume, quando inundados por água, demandam cuidado extra, independentemente do uso que se quer dar a eles: agropecuário, para obra de engenharia ou ambos. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de ensaios edométricos simples e duplos com diferentes valores de umidade inicial e tensões externas aplicadas, a variação do volume e da tensão de expansão do solo, devido à mudança do teor de água, em um Vertissolo coletado no município de Petrolândia-PE. A tensão de expansão foi avaliada por seis métodos distintos. Os resultados mostram que a expansão, contração ou colapso do solo dependem do teor de umidade inicial e da tensão externa aplicada. A tensão de expansão é influenciada pelo caminho de tensão aplicado. As variações de volume, com o tempo, devido ao processo de mudança de umidade do solo, podem ser de expansão, expansão e colapso e só de colapso ou contração. Conclui-se que a variação de volume, devido à variação do teor de água, está associada à condição inicial em que se encontra o solo e àquela a que será submetido.

Condutividade elétrica e teor de água inicial das sementes de soja

O teor de água das sementes é fator de extrema importância na padronização do método do teste de condutividade elétrica, visto que influencia significativamente os resultados. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do teor de água inicial sobre os resultados da condutividade elétrica das sementes de soja, e determinar uma equação capaz de corrigir a sua influência. Foram utilizadas seis cultivares de soja, em dois anos agrícolas, cada uma representada por lotes com três níveis de vigor. Foi ajustado o teor de água das sementes de cada lote para 7, 9, 11, 13, 15 e 17%, antes da condução do teste de condutividade elétrica; a equação de correção para ajuste dos dados foi determinada com base em regressões, com os resultados dos dois anos agrícolas, cultivares e níveis de vigor. O teor de água inicial das sementes de soja pode influenciar a interpretação dos resultados da condutividade elétrica e a equação de correção é eficiente para eliminar o efeito do teor de água sobre os resultados do teste.

Teor de água e fertilidade do solo com cafeeiros cultivados em sistemas agroflorestais

Com o objetivo de comparar a umidade e a fertilidade do solo em sistemas de cafeeiro consorciado com níveis baixos de adubação e em cultivo convencional, foram testados os seguintes tratamentos: cafeeiro (Coffea arabica L.) a pleno sol; cafeeiro com fedegoso; cafeeiro com fedegoso e bananeira; cafeeiro com fedegoso, bananeira e ipê-preto, os três últimos com a mesma densidade de plantas consorciadas e todos os tratamentos com o mesmo número de plantas de café. O ensaio foi mantido por 57 meses, e a retenção de água pelo solo e a evolução da fertilidade no período foram avaliados na última estação seca (54 meses). A economia hídrica tem balanço favorável para o cultivo em consórcio no início da estação seca, porém sua manutenção dependerá da exigência hídrica dos componentes do consórcio e do regime hídrico. O cultivo consorciado favoreceu a manutenção do pH e a redução da saturação por alumínio, muito embora as necessidades de nutrientes dos componentes do consórcio devam ser satisfeitas por meio de entradas externas, para evitar o empobrecimento gradual do solo.

Teor de água, temperatura do ambiente e conservação de sementes de ipê-roxo

O ipê-roxo (Tabebuia impetiginosa) é espécie de valor econômico, ornamental e medicinal. Suas sementes apresentam período de viabilidade curto e dificuldades no armazenamento. O objetivo deste estudo foi identificar as condições ideais de teor de água e de temperatura de armazenamento para a conservação de sementes de ipê-roxo por um ano. Determinou-se o teor de água inicial do lote (18,3%), e uma amostra foi removida. As sementes remanescentes foram submetidas à secagem com circulação de ar, a 30 °C, para obtenção de sementes com os teores de água de 12,5; 8,4; e 4,2%. As amostras foram armazenadas em câmaras a -10 e 20 °C e avaliadas no início e após 90, 180, 270 e 360 dias de armazenamento quanto à porcentagem de germinação e emergência de plântulas em areia. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial, com quatro tratamentos (teores de água) antes do armazenamento e oito tratamentos (4 teores de água x 2 condições térmicas), em cada época de avaliação, durante o armazenamento. A comparação das médias foi realizada pelo teste de Tukey a 5%. A conservação das sementes de ipê-roxo é favorecida pela manutenção das sementes com teores de água entre 4,2 e 12,5% a -10 °C e entre 4,2 e 8,4% a 20 °C.

Matéria seca e altura das plantas de soja e arroz em função do grau de compactação e do teor de água de dois latossolos

Este trabalho teve o objetivo de avaliar a altura de plantas e a produção de matéria seca da parte aérea e das raízes de soja e arroz em dois teores de água (água retida a 0,05 e a 0,01 MPa) e três de resistência do solo à penetração (entre 0,25 e 6,46 MPa), determinados com o penetrômetro de anel dinamométrico. Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho, distrófico, textura média (LVd) e Latossolo Vermelho, eutroférrico, textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 0,0-0,20 m e compactadas em camadas de 0,03 m, em vasos de 0,20 m de altura e 0,25 m de diâmetro. A altura das plantas foi reduzida para valores de resistência à penetração superiores a 3,0 MPa. A menor produção de matéria seca da parte aérea das plantas ocorreu na resistência à penetração de 3,76 e 3,37 MPa para soja; 3,93 e 3,37 MPa para arroz, no Latossolo Vermelho, textura média e Latossolo Vermelho argiloso, respectivamente, no teor de água retida na tensão de 0,05 MPa, e no maior teor de água somente ocorreu redução da produção de matéria seca das raízes.

Blindagem eletromagnética, aterramento e proteção contra surtos de tensão em equipamentos para monitoramento automático do teor de água no solo

O objetivo do presente trabalho foi implementar um sistema de blindagem eletromagnética, aterramento e proteção contra surtos de tensão na instalação de instrumental para o monitoramento automático do teor de água no solo. O experimento foi instalado em Piracicaba, São Paulo, em que os equipamentos utilizados foram um testador de cabos marca Tektronix, que opera pelo princípio da reflectometria no domínio do tempo e um sistema de aquisição de dados marca Campbell Scientific Inc. (CSI), que controla e analisa as formas de onda produzidas pelo testador de cabos. A umidade volumétrica foi obtida indiretamente por meio de sensores inseridos no solo, os quais medem a constante dielétrica do mesmo. Utilizaram-se tubos galvanizados para a blindagem eletromagnética dos cabos e hastes "cooperweld", cordoalha de cobre e terminais bimetálicos para o sistema de aterramento. Para o sistema de proteção eletroeletrônica, utilizaram-se um disjuntor para a separação do circuito de alimentação, protetor de surtos, "no-breaks" e medidor de resistência de terra. Face aos resultados obtidos, pode-se concluir que o sistema proposto, ao utilizar material geralmente preexistente em locais de pesquisa agropecuária, apresentou uma proteção eficaz.

Força de tração e volume de solo mobilizado por haste sulcadora em semeadura direta sobre campo nativo, em função do teor de água no solo, profundidade e velocidade de operação

A semeadura direta é um sistema de manejo eficiente em termos de conservação do solo e da água, economia de energia e capacidade operacional dos conjuntos mecanizados. No entanto, em áreas onde existem pecuária e produção de grãos, ou onde o solo é trafegado e trabalhado em condições inadequadas, pode ocorrer compactação do solo nas camadas superficiais. Mesmo compactadas, essas camadas não necessitariam ser descompactadas ou revolvidas, se boa germinação e desenvolvimento da cultura fossem alcançados apenas com a mobilização efetuada pelos sulcadores da semeadora. Os objetivos deste estudo foram determinar a força de tração demandada e o volume de solo mobilizado pelas hastes sulcadoras de adubo, além da patinagem do trator, em diferentes estados de consistência de um Argissolo, em semeadura direta sobre campo nativo dessecado. Houve aumento na demanda de tração com o aumento da profundidade de atuação da haste, e sua magnitude dependeu do estado de consistência do solo. O aumento da velocidade não influenciou na força de tração na haste em solos seco e úmido, porém, na condição de friabilidade, essa foi maior. O volume de solo mobilizado pelo sulcador foi maior em solo seco e a 12 cm de profundidade. Nos estados de consistência seco e friável e na maior profundidade testada, verificou-se a necessidade de acionamento da TDA do trator para obtenção de níveis aceitáveis de patinagem.

Comportamento compressivo de um nitossolo: efeito do tamanho de agregados, do teor de água e da pressão aplicada

A compactação do solo tem sido assunto de intensivas pesquisas nos últimos anos; no entanto, os mecanismos que implicam o processo de compactação dos solos agrícolas, ainda permanecem pouco conhecidos. A contribuição do tamanho de agregados do solo, bem como o efeito do teor de água e da pressão normal aplicada na compactação e pressão de pré-compactação do solo, foi investigada em um Nitossolo Vermelho eutrófico. Amostras de solo deformado, constituídas por agregados menores que 2,5 mm e de 9,3 a 19,4 mm, foram submetidas a ensaio de compressão uniaxial drenado. O índice de vazios e a pressão de pré-compactação foram avaliados. Os resultados obtidos mostram que o tamanho de agregados teve efeito no processo de compactação do solo. A mudança da compactação do solo pode ser prevista em função do estado inicial do solo, da pressão aplicada e do teor de água.

Variação da temperatura e do teor de água do café em secador rotativo usando lenha e GLP como combustíveis

O presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras - MG. Seu objetivo foi estudar a distribuição da temperatura e do teor de água na direção radial do secador rotativo. Para a realização do teste, foram usados, concomitantemente, dois secadores da marca Pinhalense, com capacidade de 5.000 kg cada; em um secador usou-se lenha e no outro GLP, como combustíveis para o aquecimento do ar. A medição da temperatura do ar de secagem e da massa de café foi feita por meio de termopares distribuídos em 18 pontos no secador. As leituras de todas as temperaturas, registradas em um indicador, foram feitas em intervalos de meia hora. A redução do teor de água foi acompanhada em nove pontos na massa de café. Observou-se que os valores da temperatura no plenum apresentaram menor oscilação na secagem quando se usou o GLP. Além disso, independentemente do tipo de combustível, foram observados gradientes máximos de até 25 °C na temperatura e três pontos percentuais no teor de água na direção radial, na seção central do secador, em razão dos maiores valores de pressão estática (637,84 Pa). De maneira geral, independentemente do combustível usado, o gradiente de temperatura observado longitudinalmente na massa de café foi bem menor do que na direção radial.