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ic esse relatorio do meu ic, Esquemas de Direito Digital

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Tipologia: Esquemas

2025

Compartilhado em 16/07/2025

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Caracterização Física e Hidráulica de um Perfil de Solo Monitorado por
Sensores de Umidade na Baixada Santista - SP
Jhonathan dos Santos Pacheco
Mariana (Completar)
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Engenharia Civil
Resumo
Este estudo aborda a caracterização física, mecânica e hidráulica de um
perfil de solo não saturado no Morro José Menino, na Baixada Santista, São Paulo,
para aprimorar modelos preditivos de deslizamentos de terra. A pesquisa investiga
como a infiltração e retenção de água influenciam a estabilidade do solo em áreas
suscetíveis a deslizamentos. Foram coletadas amostras deformadas e
indeformadas e realizados ensaios laboratoriais para determinar a granulometria,
os limites de Atterberg, a condutividade hidráulica e a resistência à penetração do
solo. Os resultados revelam uma significativa estratificação do perfil, com variações
nas propriedades físicas e hidráulicas, incluindo a presença de histerese e
bimodalidade nas curvas de retenção de água. Esses fatores, em conjunto com os
dados de sensores de umidade, são fundamentais para melhorar a precisão de
sistemas de alerta antecipados, contribuindo para a mitigação de riscos de
desastres em encostas instáveis da região.
Palavras-chave: Caracterização Física do solo; Curva de retenção de água no solo;
Monitoramento de encosta.
1. Introdução
Os deslizamentos de terra representam um dos principais desafios
geotécnicos enfrentados por áreas urbanas, especialmente em regiões
caracterizadas por relevo acidentado e alta densidade populacional, como a
Baixada Santista (Cerri et al., 2018). Deslizamentos de terra causam danos
materiais significativos e podem resultar em perdas humanas, especialmente em
áreas urbanas vulneráveis e sujeitas a chuvas intensas, cuja frequência e
severidade aumentam com as mudanças climáticas (Machado et al., 2022; Marengo
et al., 2020).
Estudos anteriores demonstram que a compreensão da dinâmica da água no
solo é crucial para prever e mitigar desastres naturais como os deslizamentos de
terra. A infiltração e a retenção de água no solo influenciam diretamente sua
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Caracterização Física e Hidráulica de um Perfil de Solo Monitorado por Sensores de Umidade na Baixada Santista - SP Jhonathan dos Santos Pacheco Mariana (Completar) Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Engenharia Civil Resumo Este estudo aborda a caracterização física, mecânica e hidráulica de um perfil de solo não saturado no Morro José Menino, na Baixada Santista, São Paulo, para aprimorar modelos preditivos de deslizamentos de terra. A pesquisa investiga como a infiltração e retenção de água influenciam a estabilidade do solo em áreas suscetíveis a deslizamentos. Foram coletadas amostras deformadas e indeformadas e realizados ensaios laboratoriais para determinar a granulometria, os limites de Atterberg, a condutividade hidráulica e a resistência à penetração do solo. Os resultados revelam uma significativa estratificação do perfil, com variações nas propriedades físicas e hidráulicas, incluindo a presença de histerese e bimodalidade nas curvas de retenção de água. Esses fatores, em conjunto com os dados de sensores de umidade, são fundamentais para melhorar a precisão de sistemas de alerta antecipados, contribuindo para a mitigação de riscos de desastres em encostas instáveis da região. Palavras-chave: Caracterização Física do solo; Curva de retenção de água no solo; Monitoramento de encosta.

1. Introdução Os deslizamentos de terra representam um dos principais desafios geotécnicos enfrentados por áreas urbanas, especialmente em regiões caracterizadas por relevo acidentado e alta densidade populacional, como a Baixada Santista (Cerri et al., 2018). Deslizamentos de terra causam danos materiais significativos e podem resultar em perdas humanas, especialmente em áreas urbanas vulneráveis e sujeitas a chuvas intensas, cuja frequência e severidade aumentam com as mudanças climáticas (Machado et al., 2022; Marengo et al., 2020). Estudos anteriores demonstram que a compreensão da dinâmica da água no solo é crucial para prever e mitigar desastres naturais como os deslizamentos de terra. A infiltração e a retenção de água no solo influenciam diretamente sua

estabilidade (Massad, 2009), sendo fatores determinantes na ocorrência de movimentos de massa. Pesquisas de Iverson (2000) e Godt et al. (2009) destacam a importância de analisar o comportamento hidráulico dos solos, evidenciando que o monitoramento da umidade do solo e dos índices de precipitação pode fornecer parâmetros essenciais para o desenvolvimento de modelos preditivos e sistemas de alerta antecipados. Esses estudos reforçam a necessidade de investigar os processos físicos e hidráulicos que governam a estabilidade dos solos em regiões suscetíveis, como a Baixada Santista. A Baixada Santista, monitorada extensivamente pelo Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN), registrou 256 deslizamentos entre 2014 e 2020, principalmente durante o verão. Este projeto de pesquisa se baseia nos dados de precipitação e umidade do solo fornecidos pelo CEMADEN, utilizando uma Plataforma de Coleta de Dados (PCD) geotécnica que inclui pluviômetros e sensores de umidade. Os dados coletados são fundamentais para compreender a relação entre precipitação intensa e o comportamento hidráulico do solo, com o objetivo de aumentar a confiabilidade dos sistemas de alerta antecipados. Para alcançar os objetivos do estudo, foram realizados ensaios laboratoriais e de campo, seguindo normas ABNT ou normas específicas. Equipamentos como o permeâmetro de Guelph, HYPROP e KSAT foram utilizados para medir a curva de retenção e a condutividade hidráulica dos solos, complementando os dados de campo. Sensores de umidade instalados em diferentes profundidades monitoraram a variação do teor de água ao longo do tempo. Esses dados são essenciais para a calibração e validação dos modelos preditivos de deslizamentos, proporcionando uma compreensão detalhada das propriedades físicas e hidráulicas dos solos da região, e contribuindo para a segurança das populações em áreas de risco, alinhando-se aos objetivos do CEMADEN de desenvolver sistemas de alerta antecipados eficazes. 1.1. Hipótese Científica do Trabalho A hipótese central deste estudo é que a caracterização detalhada da microestrutura e a análise da condutividade hidráulica dos solos não saturados, quando integradas com dados obtidos de sensores de umidade, podem significativamente melhorar a precisão dos modelos preditivos de deslizamentos na Baixada Santista. 1.2. Objetivos O principal objetivo deste estudo é caracterizar física, mecânica e hidraulicamente um perfil de solo não saturado na Baixada Santista, utilizando dados monitorados

Os solos residuais são formados pela decomposição e desintegração in situ das rochas através do processo de intemperismo. Esses solos são compostos por agregados e cristais de minerais alterados, além de cimentos e partículas de resistência variada (Ibañez, 2008). A ação do intemperismo sobre as rochas é gradual e depende do tipo de rocha e das condições climáticas locais, sendo controlada por fatores como temperatura sazonal, distribuição das chuvas, relevo, fauna, flora e o tempo de exposição da rocha aos agentes intempéricos (Toledo et al., 2009). Este processo resulta na formação de um perfil de intemperismo caracterizado por camadas distintas em termos de suas propriedades físicas, químicas, mineralógicas, morfológicas e biológicas (Oliveira, 2006). Em áreas tropicais, os solos residuais são geralmente mais espessos devido à ação mais intensa do intemperismo químico, enquanto em regiões temperadas, esses solos tendem a ser menos espessos (Coutinho & Severo, 2009). A variabilidade no comportamento desses solos é alta, pois depende de sua origem e do processo de formação, dificultando a comparação das características de resistência entre solos de diferentes tipos de rocha (Boszczowski, 2008). Por exemplo, enquanto solos residuais de gnaisse apresentam uma tensão de pré- adensamento virtual devido à sua gênese relacionada ao intemperismo (Vargas, 1953 apud Ibañez, 2008), solos residuais de outras origens podem mostrar comportamentos distintos em termos de resistência ao cisalhamento e compressibilidade (Leroueil & Vaughan, 1990). 2.2. Solos Não Saturados Os solos não saturados são caracterizados pela coexistência de três fases: sólida (composta pelos grãos do solo), gasosa (constituída por ar livre e outros gases) e líquida (geralmente água contendo sais minerais e ar dissolvido). Fredlund e Morgenstern (1977) propuseram uma quarta fase, a membrana contráctil, que se refere à interface solo-água. Esta membrana apresenta resistência à tração, influenciando diretamente o comportamento mecânico do solo ao criar uma coesão aparente. A tensão superficial da água gera a capilaridade, onde a água ascende em poros de pequeno diâmetro até atingir o equilíbrio, dependendo da tensão superficial e do raio de curvatura do menisco (Lu & Likos, 2004). A tensão superficial tende a aproximar as partículas do solo, aumentando as forças entre os grãos e gerando coesão aparente. Esta coesão é mais evidente em areias, que se saturam ou secam facilmente, mas também é significativa em argilas, contribuindo para a estabilidade de taludes (Pinto, 2000). Durante períodos de chuva, a poropressão negativa da água diminui, levando à perda de resistência e causando rupturas em taludes. Este comportamento

ressalta a importância da sucção matricial no controle do comportamento mecânico dos solos não saturados, pois a variação na poropressão negativa influencia diretamente a estabilidade do solo (Fredlund & Rahardjo, 1993). 2.2.1. Sucção A sucção em solos não saturados é um fenômeno crítico na mecânica dos solos, influenciando diretamente suas propriedades mecânicas e hidráulicas. A sucção total em solos não saturados é composta principalmente por dois componentes: a sucção matricial e a sucção osmótica. A sucção matricial, que é a diferença entre a pressão do ar no solo e a pressão da água nos poros, surge da tensão superficial da água dentro dos poros do solo, criando uma força que pode sustentar colunas de água em pequenos capilares, resultando em pressões negativas na água dos poros (Fredlund et al., 2012). Em solos finos, a sucção é maior devido aos poros menores. A sucção osmótica, influenciada pela presença de solutos, é relevante em solos contaminados ou com diferentes concentrações de sais (Fredlund et al., 2012; Lu & Likos, 2004). A elevação capilar, um exemplo clássico da sucção matricial, pode ser explicada pela equação da tensão superficial, onde a altura da coluna de água é inversamente proporcional ao raio do capilar. Por exemplo, para um tubo capilar com um raio de 0,03 mm, a altura da coluna de água pode atingir até 500 metros devido à tensão superficial (Blight, 2013). Este comportamento é essencial para a compreensão do comportamento dos solos em condições não saturadas, impactando diretamente sua resistência ao cisalhamento e a compressibilidade (Lu & Likos, 2004). Medições precisas da sucção em campo, considerando tanto a sucção matricial quanto a osmótica, são fundamentais para a validação de projetos geotécnicos, garantindo que as respostas dos solos em campo sejam consistentes com as curvas características de retenção de água utilizadas no projeto. A curva característica de retenção de água é uma relação entre o teor de umidade do solo e a sucção matricial, fundamental para prever o comportamento do solo sob diferentes condições de umidade (Fredlund et al., 2012; Vanapalli et al., 1996). 2.2.2. Curva de Retenção A Curva de Retenção de Água no Solo (SWCC) é uma representação fundamental na mecânica dos solos não saturados, descrevendo a relação entre a sucção do solo e seu conteúdo de água. Esta curva é crucial para a compreensão e previsão do comportamento hidráulico dos solos sob diferentes condições de umidade, sendo utilizada para modelar fenômenos como infiltração, drenagem e

Figura 1 - Definições Comumente Utilizadas para Curvas de Histerese Solo-Água (Adaptado de Pham, H. Q., Fredlund, D. G., & Barbour, S. L., 2005). Na Figura 1, pode-se observar a presença de múltiplas curvas, como as curvas de secagem e umedecimento principais, bem como as curvas de escaneamento de secagem e umedecimento de primeira e segunda ordens. Bear (1979), destaca que a irregularidade dos poros e o histórico de secagem e umedecimento são os principais fatores para a histerese, como ilustrado pelas diferentes trajetórias das curvas de secagem e umedecimento. Guan et al. (2010) identificam mecanismos adicionais como a capilaridade, a dilatação e contração dos solos, efeitos do ângulo de contato e ar aprisionado (Motta, 2016). Blight (2013) observa que solos compactados apresentam pouca ou nenhuma histerese significativa, devido ao estado de sobreadensamento. Fredlund et al. (2012) destacam que ciclos repetidos de secagem e umedecimento tendem a ser reproduzíveis, e há métodos para acomodar os efeitos da histerese. A Figura 1 ilustra essas curvas de secagem e umedecimento, que diferem em suas trajetórias devido aos fatores mencionados. Essa histerese nas medições de sucção é um desafio para sistemas indiretos, pois as curvas de secagem e umedecimento diferem. Feng (1999) propôs um modelo para corrigir essa histerese, aprimorando a precisão das medições de sucção ao usar curvas de calibração específicas para secagem e umedecimento. A Figura 1, de Pham, Fredlund e Barbour (2012), mostra as diversas definições

comumente usadas para curvas de histerese solo-água, destacando o comportamento distinto em diferentes condições de secagem e umedecimento. As curvas de retenção de água de um sensor de sucção de condutividade térmica ilustram que as curvas de secagem e umedecimento apresentam diferentes respostas para um mesmo valor de sucção. Este comportamento, representado na figura, pode ser atribuído à estrutura dos poros do solo e ao histórico de umidificação e secagem, que influenciam diretamente a resposta do sensor. 2.2.4. Bimodalidade Uma curva de retenção de água no solo (SWRC) bimodal representa como solos não saturados com estruturas de poros bimodais, como muitos solos residuais e coluviais, retêm água sob diferentes condições de sucção. Esse comportamento bimodal surge devido à presença de dois tipos distintos de espaços porosos: poros intra-agregados menores e poros inter-agregados maiores. A equação inovadora proposta por Gao et al. (2024) proporciona uma simulação mais precisa da SWRC bimodal, incorporando parâmetros que capturam o comportamento de retenção de água tanto dos poros intra-agregados quanto dos inter-agregados, aprimorando a compreensão e a previsão da dinâmica da água em solos com essas características complexas. Figura 2 - Curva conceitual de característica de água no solo bimodal (Adaptado de Li et al. 2014). As curvas SWRC bimodais são fundamentais na modelagem das propriedades de retenção de água, pois consideram a natureza heterogênea das distribuições de tamanho dos poros do solo, que podem afetar significativamente as

Existem várias técnicas disponíveis para medir essas propriedades do solo, como o uso de permeâmetros, tensiômetros e métodos de evaporação. Cada técnica possui suas vantagens e limitações, sendo escolhida de acordo com as condições específicas do solo e o tipo de informação desejada. No contexto deste trabalho, serão focadas as técnicas utilizadas, que incluem o Permeâmetro de Guelph, entre outras (REYNOLDS, 1986). Figura 3 - Esquema do permeâmetro de Guelph, usado para medir a condutividade hidráulica saturada in situ (Adaptado de Reynolds e Elrick, 1986). 2.3.2. HYPROP O sistema HYPROP (Hydraulic Property Measurement System) é um método semi-automatizado amplamente utilizado para medir as propriedades hidráulicas de solos não saturados, particularmente a curva de retenção de água. Este sistema utiliza a metodologia de evaporação para obter pares de dados de retenção de água e condutividade ao longo de uma ampla faixa de sucção do solo. O HYPROP mede a pressão em dois pontos dentro de uma coluna de solo de 5 cm de altura, enquanto a água evapora da superfície da amostra. A taxa de evaporação é determinada por pesagem periódica da coluna, e esses dados são utilizados para derivar as funções de retenção de água e condutividade hidráulica não saturada. Desenvolvido pela METER Group AG, o HYPROP é conhecido por sua precisão e capacidade de fornecer dados detalhados sem a necessidade de formas funcionais predefinidas para as curvas de retenção de água e condutividade. A faixa de leitura de sucção do HYPROP cobre de 0 a - 1000 hPa, podendo ser estendida até - 2400 hPa com o uso da técnica de "boiling delay" (atraso de ebulição). Essa faixa é particularmente importante para capturar as variações de umidade em solos com diferentes distribuições de poros.

Estudos realizados por Peters e Durner (2008) e Schindler et al. (2010) demonstraram que o HYPROP oferece resultados confiáveis para uma variedade de texturas de solo, desde solos finos até muito grossos. Além disso, testes independentes utilizando o software HYDRUS-1D confirmaram a precisão das medições do HYPROP, especialmente para a curva de retenção de água, mesmo em solos com distribuição de poros muito estreita (Bezerra-Coelho et al., 2018). Figura 4 - Esquema do sistema de medição HYPROP, HMS (adaptado de Schindler et al., 2010). 2.3.3. WP4C O WP4C é um dispositivo de ponta utilizado para medir o potencial hídrico de amostras de solo por meio da técnica do ponto de orvalho em espelho resfriado. Este método é fundamental para a análise de solos não saturados, pois permite determinar com precisão o potencial hídrico, que corresponde à energia potencial por unidade de volume de água no solo. O potencial hídrico é uma medida crítica para entender o comportamento do solo sob diferentes condições de umidade, influenciando diretamente a capacidade de armazenamento e movimentação de água no perfil do solo (Fredlund et al., 2012). A operação do WP4C envolve a colocação da amostra de solo em um copo de amostra que é selado contra um bloco sensor. Este bloco contém um sensor de ponto de orvalho, um termômetro infravermelho e um ventilador que acelera a equilibração do vapor. O sistema então mede a pressão de vapor do ar na câmara após atingir o equilíbrio com a amostra. A partir dessas medições, o potencial hídrico da amostra é calculado com base na temperatura do ponto de orvalho e na temperatura da amostra, proporcionando uma medida precisa das propriedades hidráulicas do solo, como o conteúdo de umidade (METER Group, 2024).

água. Vanapalli e Lobbezoo (2002) destacam a importância do estado de estresse e da estrutura do solo na permeabilidade, enquanto Milczarek et al. (2006) mostram a complexidade da medição em solos com alto teor de cascalho. 2.3.5. Papel Filtro O método do papel filtro é uma técnica amplamente utilizada para medir a sucção do solo, fundamental para entender o comportamento dos solos não saturados, abrangendo tanto a sucção matricial quanto a osmótica. Desenvolvido inicialmente por Gardner (1937) e subsequentemente refinado, o método consiste em equilibrar o papel filtro com a umidade do solo, permitindo que ele absorva ou libere água até que a umidade do papel corresponda à do solo. Medições subsequentes da umidade do papel filtro, utilizando curvas de calibração específicas, permitem determinar a sucção do solo (Fawcett e Collis-George, 1967). Houston et al. (1994) demonstraram a eficácia do método em laboratório, evidenciando sua precisão e praticidade. Além disso, Abedi-Koupai e Mehdizadeh (2021) confirmaram sua aplicabilidade em uma ampla variedade de condições de solo e níveis de salinidade. O método é valorizado por sua simplicidade, baixo custo e capacidade de medir uma ampla gama de sucções, desde solos próximos à saturação até solos muito secos. Figura 6 - Medições de sucção total e matricial (Bulut et al., 2001).

3. Materiais e métodos 3.1. Local de estudo O estudo tem como base o perfil de solo, localizado em uma encosta no Morro José Menino, em frente ao reservatório da Sabesp, no município de Santos- SP. O local possui estações geotécnicas. A análise do solo foi feita a partir de amostras deformadas e indeformadas. A Figura expressa o local exato de estudo

(identificado com um marcador verde), nas coordenadas (-23.960140°; - 46.358731°). Figura 6 - Local de estudo (Google maps, 2024). Figura 7 - Perspectiva 3D da região do Morro José Menino(Google Earth, 2024). 3.2. Coleta de amostras A amostra do bloco indeformado quadrado de 50 centímetros para as caracterizações físicas e hidráulicas foi coletada no dia 28 de junho de 2023, no perfil de solo entre 0,3m e 0,9m de profundidade. No dia 1 de agosto de 2024, foram coletadas amostras deformadas no perfil do solo de 0,3m a 1,5m em sacos plásticos utilizando um trado manual para a análise dos perfis.

caracterização física detalhada e precisa. Estes índices fornecem informações vitais sobre a composição e estrutura do solo, contribuindo para a compreensão das propriedades físicas que influenciam a estabilidade dos taludes na Baixada Santista e são fundamentais para a calibração e validação dos modelos preditivos de deslizamentos. A caracterização foi segmentada em três principais horizontes do solo: 0,3m a 0, 9 m (solo residual maduro), 0,9m a 1,4 m (solo residual jovem) e 1,4 a 3,2 m (solo residual jovem), permitindo entender as variações nas propriedades físicas do solo em diferentes profundidades e suas implicações na estabilidade dos taludes.

  • Granulometria A análise granulométrica foi conduzida conforme a NBR 7181:2018, sendo repetida para cada amostra deformada. Utilizou-se aproximadamente 1 kg de solo seco em estufa (Figura 10 a), abrangendo análises de peneiramento fino, grosso e sedimentação. O material retido na peneira foi lavado e novamente seco em estufa. Após a secagem, realizou-se o peneiramento grosso, utilizando uma série de peneiras conforme regulamentado pela NBR 7181:2018, anotando-se o peso do material retido (Figura 10 b) e o respectivo diâmetro da abertura. Para o material passante (Figura 10 c), utilizou-se 70 g para os ensaios de sedimentação e 250 g para a determinação da massa específica dos grãos. O restante do material foi destinado aos ensaios de limites de Liquidez e Plasticidade. Figura 10 - Ensaios de granulometria – a) Solo utilizado. b) Peneiramento. c) Solo passante da peneira de 2mm. (Autoria Própria). O peneiramento grosso das amostras de solo foi realizado conforme a NBR 6457:2016. O solo foi seco ao ar e desagregado manualmente. Em seguida, foi realizada a separação da massa para o ensaio de acordo com a Tabela 1 da NBR 7181:2018, sendo peneirado na peneira de 2 mm. O material retido foi lavado com água destilada e seco em estufa a 105 - 110°C, sendo anotado como Mg. Posteriormente, o material foi peneirado utilizando um agitador mecânico (Figura a) b) c)

10 ) com peneiras de aberturas decrescentes de 75 mm, 60 mm, 50 mm, 37,5 mm, 25 mm, 19 mm, 9,5 mm e 4,75 mm. As massas retidas em cada peneira foram pesadas para calcular a distribuição granulométrica das partículas maiores (ABNT, 2018). Após o peneiramento grosso, o material foi submetido ao peneiramento fino, utilizando peneiras de 2,36 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,42 mm, 0,25 mm, 0,15 mm e 0,075 mm. O procedimento foi iniciado com a secagem do material retido na peneira de 0,075 mm em estufa. Em seguida, o material seco foi peneirado com o auxílio de um agitador mecânico. As frações retidas em cada peneira foram pesadas para obter a distribuição granulométrica das partículas menores (ABNT, 2018). Para a sedimentação, foi preparada uma suspensão do solo em solução dispersante, composta por 35 g de hexametafosfato de sódio em 1 L de água destilada. Foram utilizadas amostras de 70 g de material que passou na peneira de 2 mm. O solo foi armazenado em um Becker de 500 ml com 125 ml de água destilada e 125 ml de solução dispersante por 12 horas. Após esse período, o solo foi agitado por 15 minutos e transferido para uma proveta de 1 L, preenchida com água destilada até a marca de referência. A proveta foi agitada e as leituras do densímetro foram realizadas em intervalos específicos (30 s, 1 min, 2 min, 4 min, 8 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h, 4 h, 8 h e 24 h). Após a última leitura, o material foi peneirado e lavado em uma peneira de 0,075 mm, retido e seco em estufa (ABNT, 2018). Figura 1 1 - Provetas usadas para o ensaio de sedimentação (Autoria Própria). A Figura 11 ilustra o início do ensaio de sedimentação da profundidade analisada. Esse procedimento é essencial para a caracterização granulométrica, fornecendo dados importantes sobre a distribuição do tamanho das partículas no solo, o que influencia diretamente suas propriedades físicas e mecânicas.

Figura 12 - Frascos volumétricos com amostras de solo e água destilada para determinação da massa específica dos grãos do solo (Autoria própria). A massa específica dos grãos foi calculada utilizando a fórmula: Gs = Ms / (Ms + Mw - Mt), onde Ms é a massa seca do solo, Mw é a massa de água e frasco, e Mt é a massa total do frasco com solo e água. Vários valores de Gs foram obtidos e a média foi calculada para garantir precisão e representatividade. Esse procedimento permitiu uma determinação precisa da massa específica dos grãos do solo, fundamental para a caracterização das suas propriedades físicas (ABNT, 1984). 3.3.2. Caracterização hidráulica - Curvas de retenção

  • Papel filtro O procedimento de secagem utilizando o método do papel filtro envolve a moldagem das amostras de solo, protegendo-as na parte inferior com duas camadas de filme plástico. Dois papéis filtro são posicionados sobre a tela de PVC, evitando-se sobreposições. Após a montagem, a amostra é envolvida com filme, sendo armazenada em uma caixa de isopor. O tempo de equalização varia entre 7 e 30 dias, dependendo do nível de sucção. Após o período de equalização, os papéis são removidos rapidamente e colocados em uma balança de precisão. Posteriormente, os papéis são levados à estufa por no mínimo 48 horas (Motta, 2016). Para o procedimento de umedecimento, a umidade da amostra é aumentada com a adição de água destilada usando um conta-gotas, seguida de um tempo de espera de pelo menos uma hora para homogeneizar a água inserida. As amostras são mantidas em um saco plástico lacrado, armazenado em uma caixa de isopor. Assim como no procedimento de secagem, o tempo de equalização varia entre 7 e 30 dias. Após o período de equalização, os papéis filtro são removidos rapidamente

e colocados em um recipiente de vidro para pesagem, sendo posteriormente levados a uma estufa por no mínimo 48 horas (Motta, 2016).

  • WP4C A técnica do WP4C envolve a colocação da amostra de solo em um copo de amostra que é selado contra um bloco sensor. O bloco contém um sensor de ponto de orvalho, um termômetro infravermelho e um ventilador que acelera a equilibração do vapor. A amostra e o ar na câmara chegam ao equilíbrio de vapor e a pressão de vapor do ar é medida. O potencial hídrico da amostra é então calculado com base na temperatura do ponto de orvalho e na temperatura da amostra, proporcionando uma medida precisa do potencial hídrico que pode ser usada para inferir o conteúdo de umidade do solo e suas propriedades hidráulicas.
  • HYPROP O HYPROP mede a pressão em dois pontos dentro de uma coluna de solo de 5 cm de altura enquanto a água evapora da superfície da amostra. A taxa de evaporação é determinada por pesagem periódica da coluna, e esses dados são utilizados para derivar as funções de retenção de água e condutividade hidráulica não saturada. Desenvolvido por METER Group, o HYPROP é conhecido por sua precisão e capacidade de fornecer dados detalhados sem a necessidade de formas funcionais predefinidas para as curvas de retenção de água e condutividade. 3.3.3. KSAT O ensaio KSAT é realizado utilizando um permeâmetro específico para medir a condutividade hidráulica saturada em amostras de solo. A amostra de solo é colocada no permeâmetro, que aplica uma carga de água constante sobre a amostra, permitindo que a água se mova através do solo saturado. A taxa de fluxo de água é medida e utilizada para calcular a condutividade hidráulica saturada. Este método é preciso e confiável, fornecendo dados importantes para a caracterização hidráulica do solo e para a calibração de modelos preditivos de comportamento hidráulico. 3.3.4. Guelph O método envolve criar um pequeno poço no solo e aplicar uma carga constante de água, permitindo que a água infiltre no solo ao redor. A taxa de infiltração da água é medida, e essa medida é utilizada para calcular a condutividade hidráulica saturada, utilizando fórmulas que levam em conta as características do solo e a forma do poço. A precisão das medições com o permeâmetro de Guelph depende de vários fatores, incluindo a aplicação correta das fórmulas de análise e a consideração das propriedades do solo não saturado.