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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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Presentation Transcript

  1. UNEMAT UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

  2. 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

  3. 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)

  4. 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

  5. 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

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

  7. RP x Crescimento das plantas Atwell (1993)

  8. RESISTÊNCIA À 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.

  9. PENETRÔMETROS PENETRÓGRAFOS DIVERSIDADE DE APARELHOS

  10. 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)

  11. Penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca Marconi

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

  13. 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).

  14. 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

  15. PENETRÔMETRO DE BANCADA Tormena et al. (1998)

  16. 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.

  17. SERAFIM (2007)

  18. SERAFIM (2007)

  19. DINÂMICA DE FUNCIONAMENTO

  20. 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.

  21. Projeto Aprovado: UNEMAT / FAPEMAT 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.

  22. 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

  23. Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada : Características Importantes Coluna: 50mm Ø Chapa de aço: 5/16

  24. Desenvolvimento de um Penetrômetro de bancada : Características Importantes Haste de Penetração 100mm comprimento Percurso: 90mm Ø= 4mm Velocidade: até 90min/min

  25. Haste de Penetração

  26. 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

  27. 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.

  28. Desenvolvimento de um Penetrometro de bancada: Características Importantes Motor e engrenagens sistema mecânico de elevação por correia dentada sem vibração

  29. Tormena (1998) AVANÇOS Serafim (2007) Unemat (2009)

  30. PROCEDIMENTOS NECESSÁRIOS PARA APLICAÇÃO DO APARELHO AMOSTRAGEM DE SOLO

  31. 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

  32. APLICAÇÃO DO APARELHO Centro Geométrico das amostras Determinar deslocamento

  33. CÉLULA DE CARGA

  34. SOFTWARE

  35. 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.

  36. SOFTWARE Até 10 leituras por segundo; Até 9cm/min → variabilidade no número de informações: depende da necessidade. Processamento dos dados obtidos

  37. 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 >>>>>> 11,94 x 0,098 = 1,17 Mpa

  38. PENETROMETRO DE BANCADA • Diferenças em relação ao penetrômetro de impacto Velocidade constante; Maior precisão; N° para I.H.O.; Umidade conhecida

  39. PENETROMETRO DE BANCADA • Ótima oportunidade para produtores • Difusão do método pelos profissionais • da área; • Importante ferramenta em • trabalhos de física • dos solos;  Fácil montagem.

  40. 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

  41. 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;

  42. PENETROMETRO DE BANCADA TENDÊNCIAS FUTURAS • Custo cada vez mais reduzido; • Sensor de umidade no cone; • Difusão nas Universidades; • Produtores & Penetrômetros

  43. PENETROMETRO DE BANCADA Prática com o aparelho: 09/07 OBRIGADO! Wellington de Azambuja Magalhães Acadêmico de Agronomia – UNEMAT wellington_azambuja@hotmail.com

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