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UNEMAT. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO. 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

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UNEMAT

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO


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


O IHO é determinado pela diferença entre o limite superior e inferior de disponibilidade de água no solo (Indicador da qualidade estrutural do solo)

Intervalo Hídrico Ótimo

Porosidade de aeração é de 10 %.

RP atinge valores limitantes

Capacidade de campo

Ponto de Murcha Permanente

Marchão et al. (2007)


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


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

RP x Crescimento das plantas


A Resistência varia diretamente com a densidade do solo e inversamente com o conteúdo de água do solo.

RP x Crescimento das plantas


RP inversamente com o conteúdo de água do solo.x Crescimento das plantas

Atwell (1993)


RESISTÊNCIA À inversamente com o conteúdo de água do solo.

PENETRAÇÃO

PENETRÔMETROS

PENETRÓGRAFOS

RP x Crescimento das plantas

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.


PENETRÔMETRO inversamente com o conteúdo de água do solo.S

PENETRÓGRAFOS

DIVERSIDADE DE APARELHOS


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)


Penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca Marconi VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO


PENETRÔMETRO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADODE BANCADA

DESENVOLVIMENTO DE APARELHOS PARA FINS DE DETERMINAÇÃO DO I.H.O.


PENETRÔMETRO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADODE 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).


PENETRÔMETRO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADODE 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


PENETRÔMETRO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADODE BANCADA

Tormena et al. (1998)


PENETRÔMETRO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADODE 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.


SERAFIM (2007) VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO


SERAFIM (2007) VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO


DINÂMICA DE FUNCIONAMENTO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO


Desenvolvimento de Aparelhos para determinação do IHO VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO

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.


Projeto Aprovado: UNEMAT / FAPEMAT VERMELHO SOB PLANTIO DIRETO ESCARIFICADO

PENETRÔMETRO DE BANCADA

CONDIÇÕES PRÉ-ESTABELECIDAS NO PROJETO

APARELHO DE BANCADA;

FACIL OPERACÃO;

CÉLULA DE CARGA (ERRO <0,1%);

VELOCIDADE DE PENETRACÃO CONST.;

SISTEMA MECÂNICO ESTÁVEL.


Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada : Características Importantes

PENETRÔMETRO DE BANCADA

GEOMETRIA DO APARELHO

Dimensões

51 cm de altura

30 cm de largura

37 cm de profundidade


Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada : Características Importantes

Coluna: 50mm Ø

Chapa de aço: 5/16


Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada : Características Importantes

Haste de Penetração

100mm comprimento

Percurso: 90mm

Ø= 4mm

Velocidade: até 90min/min


Haste de penetra o
Haste de Penetração Características Importantes


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


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.


Desenvolvimento de um Penetrometro de bancada: Características Importantes

Motor e engrenagens

sistema mecânico de elevação por correia dentada sem vibração


Tormena Características Importantes (1998)

AVANÇOS

Serafim (2007)

Unemat (2009)


PROCEDIMENTOS NECESSÁRIOS PARA APLICAÇÃO DO APARELHO Características Importantes

AMOSTRAGEM DE SOLO


CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA NO SOLO Características Importantes

PANELA DE PRESSÃO OU MEMBRANA DE RICHARDS;

MESA DE TENSÃO GRAVIMÉTRICA;

kPa

6 10 33 100 300 600 1500


APLICAÇÃO DO APARELHO Características Importantes

Centro Geométrico das amostras

Determinar deslocamento


CÉLULA DE CARGA Características Importantes


SOFTWARE Características Importantes


SOFTWARE Características Importantes

  • 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.


SOFTWARE Características Importantes

Até 10 leituras por segundo;

Até 9cm/min

→ variabilidade no número de informações: depende da necessidade.

Processamento dos dados obtidos


ANÁLISE DOS DADOS: INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Características Importantes

A força exercida pela célula de carga é gerada em Kgf.

Para converter em MPa:

EX: 1,5 Kgf / 0,1256 = 11,94 >>>>>> 11,94 x 0,098 = 1,17 Mpa


PENETROMETRO DE BANCADA Características Importantes

  • Diferenças em relação ao penetrômetro de impacto

Velocidade constante; Maior precisão; N° para I.H.O.; Umidade conhecida


PENETROMETRO DE BANCADA Características Importantes

  • Ótima oportunidade para produtores

  • Difusão do método pelos profissionais

  • da área;

  • Importante ferramenta em

  • trabalhos de física

  • dos solos;

     Fácil montagem.


PENETROMETRO DE BANCADA Características Importantes

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


PENETROMETRO DE BANCADA Características Importantes

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;


PENETROMETRO DE BANCADA Características Importantes

TENDÊNCIAS FUTURAS

  • Custo cada vez mais reduzido;

  • Sensor de umidade no cone;

  • Difusão nas Universidades;

  • Produtores & Penetrômetros


PENETROMETRO DE BANCADA Características Importantes

Prática com o aparelho: 09/07

OBRIGADO!

Wellington de Azambuja Magalhães

Acadêmico de Agronomia – UNEMAT

[email protected]