UNEMAT

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UNEMAT
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
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QUALIDADE FÍSICA DO SOLO Capacitação profissional
da avaliação física do solo por meio da
determinação do Intervalo Hídrico Ótimo
Fabricação e montagem de um penetrômetro de
bancada
Wellington de Azambuja Magalhães Acadêmico de
Agronomia Departamento de Agronomia - UNEMAT
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• Intervalo Hídrico Ótimo

O IHO é determinado pela diferença entre o
limite superior e inferior de disponibilidade de
água no solo (Indicador da qualidade estrutural
do solo)
Porosidade de aeração é de 10 . RP
atinge valores limitantes
Capacidade de campo
Ponto de Murcha Permanente
Marchão et al. (2007)
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RESISTÊNCIA DO SOLO À PENETRAÇÃO DAS RAÍZES
A Resistência à penetração é um dos atributos do
solo que influencia no crescimento de raízes e
serve como base à avaliação dos efeitos dos
sistemas de manejo do solo sobre o ambiente
radicular (Tormena Roloff, 1996). É o
atributo físico adotado como indicativo da
compactação do solo (Imhoff et al., 2000). A
partir de resultados de RP é possível identificar
camadas compactadas, o que pode contribuir para a
elaboração de melhores métodos de manejo do solo
e da água.
www.falker.com.br
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• RP x Crescimento das plantas

Um valor de 2,0 MPa tem sido associado com
condições impeditivas para o crescimento das
raízes e da parte aérea das plantas
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• RP x Crescimento das plantas

A Resistência varia diretamente com a densidade
do solo e inversamente com o conteúdo de água do
solo.
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• RP x Crescimento das plantas

Atwell (1993)
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• RP x Crescimento das plantas

RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO
PENETRÔMETROS PENETRÓGRAFOS
unidades de pressão (força/área) de um cone
padrão.
ESTUDOS DE INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO TEM UTILIZADO
PENETRÓGRAFOS DE BANCADA COM VELOCIDADE CONSTANTE
DE PENETRAÇÃO. IMHOFF et al., 2001 LEÃO, 2002
ARAÚJO et al., 2005 BEUTLER et al., 2006.
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• DIVERSIDADE DE APARELHOS

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RENDIMENTO DA SOJA E INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO EM
LATOSSOLO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO
Amostras com estrutura preservada submetidas a
diferentes tensões de água no solo (0 6 10
14,5 25 50 100 e 200 kPa). Latossolo Vermelho
distroférrico
Penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca
Marconi, com velocidade constante de 0,1667 mm
s-1, equipado com uma célula de carga de 200
N Haste com cone de 4 mm de diâmetro de base e
semi-ângulo de 30º Receptor e interface
acoplado a um microcomputador, para registro das
leituras por meio de um software próprio do
equipamento.
Klein Camarra (2007)
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Penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca
Marconi
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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

DESENVOLVIMENTO DE APARELHOS PARA FINS DE
DETERMINAÇÃO DO I.H.O.
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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

GRANDES VANTAGENS

• VELOCIDADE CONSTANTE DE PENETRAÇÃO
• RESULTADOS MAIS CONFIÁVEIS
• MAIOR PRECISÃO
• PADRONIZAÇÃO DOS RESULTADOS

(CAMARGO ALLEONE, 1997 BIANCHINI et al., 2002
HERRICK JONES, 2002).
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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

• Desenvolvimento de Aparelhos para determinação do
  IHO
• Tormena et al.(1998) desenvolveu o primeiro
  estudo de IHO no Brasil e construiu um
  penetrometro de bancada.
• Atuador linear elétrico com motor de passo
• Um painel para controle da velocidade e direção
  de deslocamento
• Uma base metálica para sustentação do conjunto
  mecânico
• Uma célula de carga com capacidade nominal de 20
  kg acoplada na extremidade do braço mecânico do
  atuador.
• Uma haste metálica com diâmetro de 4 mm

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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

Tormena et al. (1998)
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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

Desenvolvimento de Aparelhos para determinação do
IHO

• Serafim (2007) estudando IHO em diferentes
  sistemas de manejo também desenvolveu um
  penetrômetro de bancada
• velocidade constante de penetração
• haste com 4 mm de diâmetro
• 100 mm de comprimento e com o ângulo do cone
  de 60º e
• célula de carga, modelo S20, com capacidade de
  0,196 kN.

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SERAFIM (2007)
18
SERAFIM (2007)
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DINÂMICA DE FUNCIONAMENTO
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(No Transcript)
21
(No Transcript)
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Desenvolvimento de Aparelhos para determinação do
IHO
PENETRÔMETRO DESENVOLVIDO

• funcionamento estável com rendimento de trabalho
  de 8 amostras por hora.
• velocidade de retorno pode ser diferente da
  velocidade de avanço.

PENETRÔMETRO PADRÃO

• 5 amostras por hora
• velocidade de retorno igual velocidade de avanço.

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(No Transcript)
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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

Projeto Aprovado UNEMAT / FAPEMAT
CONDIÇÕES PRÉ-ESTABELECIDAS NO PROJETO
APARELHO DE BANCADA FACIL OPERACÃO CÉLULA DE
CARGA (ERRO lt0,1) VELOCIDADE DE PENETRACÃO
CONST. SISTEMA MECÂNICO ESTÁVEL.
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• PENETRÔMETRO DE BANCADA

Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada
Características Importantes
GEOMETRIA DO APARELHO
Dimensões 51 cm de altura 30 cm de largura 37
cm de profundidade
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Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada
Características Importantes
Coluna 50mm Ø
Chapa de aço 5/16
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Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada
Características Importantes
Haste de Penetração
100mm comprimento Percurso 90mm Ø
4mm Velocidade até 90min/min
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Haste de Penetração
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Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada
Características Importantes
Célula de Carga
Modelo SV 20 Erro inferior a
0,003 Sensibilidade de 2 mv/V Faz as leituras
de Kgf
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Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada
Características Importantes
Motor e engrenagens
Motor Utilizado EM 336 ? impressoras
matriciais ? Torque de 2 a 2,5 kgf

• Engrenagens e o motor dispostas em uma caixa
  fechada fixada na base do aparelho atrás da
  coluna de sustentação.

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Desenvolvimento de um Penetrometro de bancada
Características Importantes
Motor e engrenagens

• sistema mecânico de elevação por correia dentada
  sem vibração

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Tormena (1998)
AVANÇOS
Serafim (2007)
Unemat (2009)
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PROCEDIMENTOS NECESSÁRIOS PARA APLICAÇÃO DO
APARELHO
AMOSTRAGEM DE SOLO
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CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
PANELA DE PRESSÃO OU MEMBRANA DE RICHARDS MESA
DE TENSÃO GRAVIMÉTRICA
kPa 6 10 33 100 300 600 1500
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APLICAÇÃO DO APARELHO
Centro Geométrico das amostras
Determinar deslocamento
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(No Transcript)
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CÉLULA DE CARGA
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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SOFTWARE
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SOFTWARE

• Comunicação entre aparelho e computador
  USB
• Execução e Gerenciamento das operações
  necessárias
• Cadastro das amostras (informações importantes)
• Configuração de porta
• Calibração da célula de carga
• Seleção de Critérios Freqüência de leitura (Hz),
  descida, vel. de recuo, deslocamento
• Processamento dos dados (filtragem dos dados
  realmente necessários)
• Exportação do arquivo para Microsoft Excel.

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SOFTWARE
Até 10 leituras por segundo Até 9cm/min ?
variabilidade no número de informações depende
da necessidade. Processamento dos dados
obtidos
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ANÁLISE DOS DADOS INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
A força exercida pela célula de carga é gerada em
Kgf. Para converter em MPa EX 1,5 Kgf /
0,1256 11,94 gtgtgtgtgtgt 11,94 x 0,098 1,17 Mpa
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PENETROMETRO DE BANCADA

• Diferenças em relação ao penetrômetro de impacto

Velocidade constante Maior precisão N para
I.H.O. Umidade conhecida
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PENETROMETRO DE BANCADA

• Ótima oportunidade para produtores
• Difusão do método pelos profissionais
• da área
• Importante ferramenta em
• trabalhos de física
• dos solos
• ? Fácil montagem.

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PENETROMETRO DE BANCADA
Aparelho simples em sua operacionalização Vida
útil dependente dos cuidados com o aparelho
Sua Montagem e fabricação reduz os
custos Mercado R 25.000 Montagem R 6.000
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PENETROMETRO DE BANCADA
CUIDADO COM OS ERROS!

• Sensibilidade da célula de carga
• Bancada específica Aparelho / Computador
• Lembrar da umidade
• Não ultrapassar o limite inferior do anel com a
  haste
• Várias perfurações no mesmo anel ?
  desestruturação
• Proteja o aparelho após utiliza-lo

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PENETROMETRO DE BANCADA
TENDÊNCIAS FUTURAS

• Custo cada vez mais reduzido
• Sensor de umidade no cone
• Difusão nas Universidades
• Produtores Penetrômetros

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PENETROMETRO DE BANCADA
Prática com o aparelho 09/07
OBRIGADO!
Wellington de Azambuja Magalhães Acadêmico de
Agronomia UNEMAT wellington_azambuja_at_hotmail.com