Um Novo instrumento para medida de sucção nos solos
Diene, A.A.
Engenheiro Civil / M. Sc. e doutorando no Departamento de Engenharia Civil / COPPE, Universidade
Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), e-mail: [email protected].
Mahler, C.F.
Prof. D. Sc. Departamento de Engenharia Civil / COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro
(UFRJ), Caixa Postal 68506, 21945-970 Rio de Janeiro, RJ, Brasil, e-mail: [email protected].
Gonçalves, H.S.
Engenheiro Civil / Pesquisador do Laboratório de Geotecnia Departamento de Engenharia Civil /
COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), e-mail: [email protected].
Resumo: O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo tipo de tensiômetro, o
qual permite medição de valores elevados de sucção até pelo menos 1500 kPa. Foram preparados
diversos protótipos tendo-se observado que os mesmos apresentam comportamentos diferentes
quando da variação dos seus componentes, embora igualmente satisfatórios. Assim os efeitos do
tipo de transdutor de pressão, tamanho de reservatório de água, dimensões e permeabilidade da
pedra porosa foram analisados através do monitoramento dos mesmos, quando instalados em
lisímetros, conjuntamente com outros instrumentos automatizados como equitensiômetros. Os
resultados obtidos mostram que o protótipo desenvolvido pode ser empregado seja em medidas
in-situ seja em laboratório com a adaptação do mesmo, por exemplo, às células de ensaios triaxiais
e de adensamento. Conclui-se por fim que se trata de um equipamento robusto existindo, ainda, a
possibilidade da utilização da pedra porosa e do transdutor, após o uso em tensiometros,
separadamente, em outras montagens devido à facilidade de manuseio do procedimento proposto.
Palavras-chave: Ensaios de laboratório, Tensiômetros, Sucção.
Abstract: This paper presents the new development of a Tensiometer, which permits to measure
suction values until 1500 kPa. It has been prepared several prototypes and had observed that the
same show different kinds of behavior when there is a variation in their component, however
equally satisfactory. Thus the effects of type of transducer, size of water reservoir, dimensions and
porous stone permeability have been analyzed by monitoring them when installed in lysimeters
together with other devices such as equitensiometers. It were discussed the theoretic aspects
relative of the physico-chemestry phenomenon involved on active factors at the definition of
restricting suction measurement (cavitations phenomenon). The result obtain showed that the
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275
developed prototype can be used as much in laboratories as in fields measurements with some
adaptation of the same, for example, as in triaxial cell test and consolidation. It conclude that
treated of a robust equipment, existing yet, the possibility of these using porous stone and
transducer, after the use of the tensiometer, singly, in others assemblage due at the easy manipulation
of the propose proceeding.
Keywords: Laboratory tests, tensiometers, suction.
1. INTRODUÇÃO
TABOR (1979) demonstrou teoricamente que a
resistência à tração da água fica por volta de 500 MPa (RIDLEY & BURLAND, 1993).
Partindo desta tese, RIDLEY (1993) e
RIDLEY & BURLAND (1993) apresentaram o
primeiro equipamento capaz de medir tensões
de sucção da ordem de 1 MPa.
KÖNIG et al (1994) usaram um tensiômetro
para medida de poro pressão em centrífuga, o
Druck PDCR-81. Este dispositivo consiste de
um instrumentado diagrama de silicone preso a
um cilindro de vidro interno e conectado a um
elemento poroso por uma caixa protetora externa de aço. Usando um dispositivo de grande
escala de medição, com uma pedra de 1500kPa
de entrada de ar, saturada a uma pressão de
2000 kPa, RIDLEY (1994) foi capaz de medir sucções mais ou menos superiores a 1370 kPa.
RIDLEY (1994) relatou que o amplo deslocamento externo do diafragma com a larga pressão negativa pode comprometer a integridade
da ligação entre o diafragma e o suporte do cilindro de vidro. Como conseqüência, a água esta
livre para entrar nas cavidades do dispositivo,
provocando o resultado suspeito de medida de
pressões para ambos os casos negativos e positivos.
RIDLEY E BURLAND (1995), apresentaram
um outro protótipo, baseando-se no princípio
276
de maximização da tensão sustentável em
tensiômetros para medir sucções elevadas em
solo. Este tensiômetro desenvolvido no Imperial College possibilita medidas in-situ de sucções da ordem 1500 kPa. O equipamento consiste de um diafragma de strain-gage integrado
e de um elemento poroso em cerâmica selado
com um valor de 1500 kPa de entrada de ar.
GUAN e FREDLUND (1997), Similarmente,
apresentaram o tensiômetro desenvolvido na
University of Saskatchewan com medidas de
sucção em solos superiores a 1250 kPa quando
saturado sob seis ciclos de pressão entre 12000
kPa a -85 kPa (GUAN e FREDLUND, 1997). A
pedra cerâmica de alto valor de entrada de ar é
selada pela metade numa caixa destacável do
dispositivo. Montado dentro da água, a outra
metade da caixa atua como elemento de compressão ajustando e selando o transdutor comercial no reservatório de água.
PACHECO, (2001) desenvolveu um
tensiômetro de baixo custo, com medições até
mais de 300 kPa sem que ocorresse a cavitação
e concluiu que: “O reduzido volume de água
utilizado na interface entre o transdutor e a pedra porosa do novo instrumento e o processo
de saturação, inibiram a formação de bolhas de
ar no interior do sistema, e geraram medidas de
sucção acima de 300 kPa; sendo que até 150
kPa com um tempo de resposta de poucos segundos”.
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TAKE & BOLTON (2002) querendo superar
a alta perda de “Druck PDCR-81”, conceberam
novos instrumentos mais robustos para medição de poro pressão negativa em centrífuga. Para
tal, optaram em desenvolver três protótipos apresentando algumas particularidades de formato
para cada um. Em comum, os protótipos foram
equipados de um transdutor Entran EPB de 700
kPa e uma pedra porosa de 1500 kPa.
TARANTINO & MONGIOVI (2002) apresentaram um novo tensiômetro parecido com o
de RIDLEY & BURLAND (1995), mas com várias modificações no diâmetro e espessura do
diafragma, no tamanho reservatório de água e
no fechamento da abertura anular entre a pedra
porosa e o corpo do tensiômetro. Este novo
equipamento mediu sucções acima de 1000 kPa
durante um tempo superior 15 dias e atingiu a
máxima tensão negativa de 2MPa.
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Um problema comum a todos estes equipamentos é o fenômeno de cavitação que se manifesta como a interrupção, mesmo momentâneo, da
leitura do transdutor. Dentre os vários modelos
explicando o fenômeno de cavitação de água
sujeita a tensão de tração, o mais aceito é uma
das proposições de HARVEY e Al. (1944): “assume-se que a cavitação origina-se dos núcleos de gases não dissolvidos que existem nos
interstícios das paredes do reservatório em vez
das cavidades livres do liquido”; isso pelo fato
que o núcleo esférico de gás livre é geralmente
instável e tende a ir para o interior do liquido.
Ao contrario, o núcleo de gás nas cavidades
das paredes do contêiner pode ficar
indissolúvel mesmo sob alta pressão de água.
Quando a pressão decresce para valores negativos, estes núcleos podem se expandir e eventualmente gerar a cavitação. Este processo é
controlado por difusão de gases através da fronteira gás-líquido e movendo-se furtivamente na
junção gás-líquido-sólido determinado pelo
avanço e retrocesso (ângulo de contato voltado para dentro). Os ensaios de tração da água
são determinados por físicos usando-se vidro
ou aço inox em tubo de Berthelot. Este tubo é
inicialmente quase que completamente preenchido com água e o volume restante é ocupado
pela mistura de vapor de água e ar. O tubo é
aquecido para expandir o conteúdo liquido e
forçar a entrada do ar na solução. Subseqüentemente resfriado, o liquido adere às paredes
do tubo e torna-se sujeito a tensões
gradativamente crescentes até o rompimento no
início da cavitação.
Para inibir o fenômeno de cavitação nos
equipamentos, varias soluções foram propostas por diversos autores, que se resumem em
procedimentos aplicados na montagem ou na
saturação e / ou calibração dos mesmos. Destas propostas nasceram algumas conclusões
referentes a como evitar a cavitação. RIDLEY
(1993) assumiu que a máxima tensão sustentável pelo tensiômetro é também função do valor
de entrada de ar do elemento poroso. “Se a diferença de pressão entre o reservatório e a medida no solo exceder o valor da entrada de ar,
este pode ser “puxado” de dentro do reservatório de água; mudanças de pressões externas
que atuam no dispositivo vão resultar na expansão ou contração das bolhas do ar e a pressão medida é potencialmente destacada da realidade”. MARINHO & CHANDLER (1995) designaram o uso de um volume pequeno de água
no sistema de medição de sucção por responsável para que não aconteça cavitação, e que o
volume mínimo possível está limitado pelo deslocamento do diafragma do transdutor. A prépressurização da água tem sido considerada
essencial para a saturação dos tensiômetros em
ambas as universidades (Imperial College e
Saskatchewan). Algumas diferenças porem existem entre as duas metodologias de prépressurização. GUAN & FREDLUND (1997)
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277
aplicam varias pré-pressurizações em ciclos que
começam sob um vácuo de –85 kPa seguido
por pressões positivas maiores que vão ate
12000kPa. De fato tem sido sugerido que a tensão de rompimento é afetada preliminarmente
pelo numero de ciclos e a magnitude da pressão positiva aplicada (GUAN et al., 1998).
RIDLEY & BURLAND (1999) afirmaram que o
processo da pré-pressurização é menos importante, enquanto isso, a saturação inicial da pedra porosa joga um papel mais importante. Estes autores propõem que se sature o
tensiômetro pela aplicação de uma pressão
constante de 4000kPa que é mantida pelo menos 24 horas. TARANTINO, BOSCO E
MONGIOVI (2000) fizeram medidas de sucções
superiores ao valor de entrada de ar do elemento poroso sem que houvesse cavitação e concluíram que “cavitação pode ocorrer antes da
equalização do sistema solo-equipamento, causando a interrupção do teste e a pré-saturação
do instrumento; o conhecimento das condições
que lidam com a cavitação é, portanto essencialmente baseado na otimização do design do
instrumento e determinar um processo experimental adequado”.
A água atua como principal elemento regulador da pressão de entrada de ar, após caracterizarmos inicialmente o elemento poroso de
contacto, que aqui, se trata geralmente de cerâmica. Portanto devem se governar os elementos físico-químicos atuantes na água em uso
como: garantir a possibilidade de medição pela
função da água em estabelecer uma continuidade hidráulica. A importância da água provém
das suas características físicas e químicas que,
por sua vez, resultam da sua estrutura molecular
(Kramer & Boyer, 1995). Dentre as suas características físicas e químicas, alguns desenvolvem um papel fundamental no funcionamento
dos tensiômetros:
• COMPRESSIBILIDADE: Para todos os
efeitos práticos os líquidos são incompres278
síveis. Assim, as leis da hidráulica são aplicáveis aos organismos vivos porque estes são
constituídos em grande parte por água.
• ADESÃO E COESÃO: Devido à sua polaridade a água é atraída por muitas outras substâncias, ou seja, é capaz de molhar superfícies
formadas por essa substância. Esta atração entre moléculas diferentes é chamada adesão ou
adsorção, e é devida às pontes de hidrogênio
que se estabelecem entre moléculas. As forças
de adsorção são essencialmente de natureza
electrostática. As moléculas polares de água ligam-se às superfícies carregadas das partículas de solo. A atração entre moléculas semelhantes é chamada coesão. São as forças de
coesão que conferem à água uma força de tensão invulgarmente elevada, isto é, a tensão máxima que uma coluna ininterrupta de água pode
sofrer sem se romper é extremamente elevada
(Hopkins, 1995). Numa coluna de água fina e
confinada, como as que existem no xilema dum
caule, a força de tensão pode atingir valores
muito elevados (cerca de –30 MPa) de modo a
que a coluna de água é “puxada” sem interrupções até o topo de árvores. Este valor representa cerca de 10% da força de tensão do fio de
cobre ou de alumínio, o que é de fato considerável (Taiz & Zeiger, 1998).
Figura 1: Esquema da atuação da:
• TENSÃO DE SUPERFÍCIE: É a coesão
entre moléculas de água que permite explicar a
elevada tensão de superfície deste composto.
As moléculas à superfície dum líquido estão
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• continuamente sendo atraídas para o interior do líquido pelas forças de coesão, enquanto que na fase gasosa há menos moléculas que,
por isso, estão muito distantes para exercer uma
força sobre as que estão à superfície. Assim,
uma gota de água atua como se estivesse coberta por uma “pele” apertada e elástica. É a
tensão de superfície que faz com que uma gota
tenha uma forma esférica, e que permite que
certos insetos andem sobre a água. A tensão de
superfície da água é maior que a da maior parte
dos líquidos.
• SOLUBILIDADE: Uma das características
principais da água é a sua capacidade de dissolver quase todas as substâncias em quantidades superiores à maioria dos líquidos.
A ação dissolvente da água depende de pelo
menos um dos três tipos de interações entre as
moléculas de água e as moléculas de solutos:
Substâncias não ionizáveis, mas polares:
São substâncias que contêm oxigênio ou azoto
na forma de grupos  OH,  NH2, a sua
solubilização é devida à formação de pontes de
hidrogênio entre as suas moléculas e as da água.
Substâncias ionizáveis: A sua solubilidade deve-se ao caráter dipolar da água que lhe
confere uma constante dielétrica, isto é, a capacidade de neutralizar a atração entre cargas
elétricas muito elevadas. Cada íon em solução
tem como que uma “concha” de moléculas à
sua volta. Esta “concha” atua como um campo
de isolamento elétrico que diminui a força de
atração entre íons com cargas opostas, mantendo-os afastados na solução.
Substânciasnãopolares:Como,porexemplo, a alanina e outros amino ácidos neutros.
Estes compostos dissolvem-se na água por causa das forças de Van der Waals.
A cavitação não ocorrerá caso o sistema
esteja livre de núcleos de cavitação, o que significa resumidamente, o uso de água deaerada
pura e limpa, superfícies extremamente lisas e
limpas, submissão do sistema ao vácuo, aplicação cíclica de pressões positivas e negativas e
pré-pressurização do sistema a altas pressões
para dissolver o ar livre.
Diene (2004) desenvolveu um novo
tensiômetro para medição de sucção elevada
em solo, seja em laboratório ou in-situ. Este
equipamento é basicamente similar ao outros
antes desenvolvidos por autores citados anteriormente no que se refere aos princípios de
funcionamento, no entanto apresenta inovações características.
3. DESCRIÇAO DOS EQUIPAMENTOS
Um tensiômetro tradicional é composto basicamente por uma pedra porosa, um corpo de contenção da pedra porosa e um transdutor ou equivalente que transforma as variações de sucção
do solo em pressões.
Os problemas referentes à cavitação que,
em geral, ocorrem a aproximadamente 80 kPa,
são muito comuns aos tensiômetros como os já
citados acima. Tais problemas foram superados
nesta nova forma de construção de tensiômetros
devido ao:
• Uso de pedra porosa com elevado valor
de entrada de ar.
• Uso de água deaerada durante todo o processo de saturação e montagem.
• Uso do acrílico na construção do
tensiômetro devido a sua superfície ser bastante lisa, fazendo com que não haja possibilidade
de presença de micro bolhas de ar durante o
processo de saturação do sistema.
• Processo de montagem, saturação e
calibração do protótipo.
• Especificações técnicas e características
do transdutor escolhido.
O equipamento aqui apresentado também é
composto apenas destes três elementos, pedra
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279
porosa, transdutor e corpo de acrílico e tem algumas semelhanças ao equipamento de Ridley
(1993) e Ridley & Burland (1993).
Este sistema é simplificado em termos construtivos, sendo fabricado de forma a se adaptar
às dimensões originais da pedra porosa e do
transdutor que se deseja empregar em cada caso
específico.
A figura 2 apresenta fotografias de protótipos projetados e utilizados na pesquisa e a figura 3 apresenta o croqui da cápsula de acrílico
com as diferentes dimensões para cada
tensiômetro usado no ensaio.
Figura 3 - Croquis do protótipo da cápsula acrílica com
suas diferentes dimensões.
No desenvolvimento dos presentes protótipos de tensiômetro, foram empregados as seguintes pedras porosas e transdutores (Tabela
1).
Tabela 1 - Dimensões e características dos
componentes dos tensiômetros usados nos
ensaios.
Figura 2 - Exemplo do tensiômetros desenvolvidos –
Tensiômetros Tense EPXO e Tense EPX.
280
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Todos apresentaram um comportamento
satisfatório, variando a velocidade de resposta
em segundos, de forma não significativa para
influenciar negativamente seu uso em laboratório ou campo.
Nos estudos empregaram-se junto aos
tensiômetros outros equipamentos servindo de
controle e monitoramento como, os
equitensiômetros e tensiômetros automáticos
de sucção baixa T4.
O Tensiômetro de Equivalência ou
Equitensiômetro EQ2 é composto por uma sonda Theta e um corpo de acrílico, conforme mostrados nas figuras 4 e 5, e utiliza a mais recente
geração de sensores de umidade para derivar
com precisão as leituras.
O sensor do equitensiômetro consiste da
sonda Theta embutida em um material poroso
especialmente projetado. O conteúdo de água
deste material entra em equilíbrio com o potencial matricial do solo envolvido, onde é detectada pela sonda Theta, quando absorvida. Seu
funcionamento baseia-se na equivalência do
potencial matricial entre o material do solo e o
corpo do instrumento.
Em principio a resposta do instrumento EQ2
varia numa faixa de 0 a –1000 kPa sendo que sua
melhor precisão, fica entre –100 kPa e – 1000 kPa,
com ± 5 % de erro. A sua precisão de leitura em
sucções de 0 a –100 kPa, é de ± 10 kPa.
O tensiômetro automatizado é do modelo
UMS T4A (UMS GmbH - Munich, Germany)
usado em uma ampla variedade de aplicações.
O seu intervalo de leitura varia de +100 a -85
Kpa. Há um transdutor de pressão localizada
na parte inferior, próximo à cápsula porosa, tendo alta resolução nas mensurações contínuas
da tensão da água no solo.
Após tempos em que o solo encontra-se
seco, quando o potencial matricial alcançar sucções acima de -80 Kpa, o tensiômetro T4A necessita de reposição de água deaerada no interior da cápsula porosa. Seus limites de tempera-
Figura 4 - Esquema do Equitensiômetro EQ2
IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA
281
Figura 5 - Tensiômetro de Equivalência – Equitensiômetro EQ2 (Delta – T Devices, UK, 2000).
Figura 6 - Tensiômetro automatizado T4A, desenvolvido na Alemanha (UMS-GmbH, DE, 2000).
tura variam de 0 a + 50º C, sem maiores danos
no sistema de transmissão (membrana
transdutora). Sua grande vantagem é rapidez
de resposta e larga alcance de pressão de equilíbrio, em torno de 60 Kpa/h. O tensiômetro
automatizado T4A é apresentado na Figura 6.
A tensão na água medida é sofre uma conversão pela membrana transdutora, em sinais
elétricos (mV) contínuos definidos. Estes sinais
são determinados pelo uso de um voltímetro e
fonte de alimentação ou transmitidos a qualquer data logger, registrando e armazenando
esses sinais automaticamente.
I. Verificação da incorporação da pedra porosa ao corpo de acrílico, através de aplicação
de três ciclos de pressão de água, para verificar
a estanqüeidade do contato (pedra porosa –
acrílico);
II. A saturação da pedra porosa é feita com a
aplicação de vácuo na câmara de calibração,
sem que esta contenha água no seu interior por
um período superior a 15 horas. Posteriormente
faz-se a entrada de água deaerada na câmara,
(mantendo-se o vácuo aplicado) ate que a água
cubra com certa folga o elemento poroso. Mantém–se o vácuo no sistema por mais duas horas;
III. Transferência do conjunto para a câmara de calibração / saturação e aplicação de ciclos de pressões variando de zero até 600 kPa,
seguindo o valor da pressão de borbulhamento
da pedra usada, para gerar um fluxo de água na
pedra e remover eventuais bolhas;
4. PROCESSO DE SATURAÇÃO E
CALIBRAÇÃO
O processo de saturação e calibração dos
tensiômetros de sucção elevada compreendeu
as seguintes ações e equipamentos (figura 7):
282
IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA
IV. Instalação do transdutor de pressão no
sistema por aparafusamento no corpo acrílico
dentro de água deaerada e reaplicação de vácuo no sistema durante 3 a 4 horas;
V. Calibração do protótipo através de potes
de mercúrio com três estágios de carga e descarga, com valores de pressão de água ate atingir a linearisaçao da curva de calibração (estes
variam segundo o protótipo instalado).
vando-se a perda de pressão no tensiômetro
TENSE-ASH 2 a partir deste ponto. Esta perda
de pressão deve-se ao fato deste tensiômetro,
com uma pedra porosa de 500 kPa ter atingido a
pressão de entrada de ar, e provável perda da
continuidade da leitura pela formação de núcleos de ar provocando a cavitação ou o que pode
se denominar de tensão máxima de adesão água
/ cerâmica.
Observa-se que os valores do EQ2-A15 são
ligeiramente maiores que os dos tensiômetros
na faixa de (0, -200 kPa) e na faixa de (~ -800 a 1000 kPa) onde se percebe um aumento progressivo e rápido dos valores medidos. Esta
diferença na medida inicial justifica-se pela falta de precisão do EQ2-A15 na faixa de medição
de (0, -100 kPa) conforme especificação do fabricante e dentro da tolerância de ±10 kPa, enquanto que o rápido crescimento dos valores
medidos na faixa de (-800 a -1000) deve-se ao
fato das medidas do equipamento aproximaremse do valor máximo de medição (figura8).
Figura 7 - Câmara de calibração
5. RESULTADOS
As figuras 8 e 9 apresentam alguns dos resultados obtidos em ensaios de laboratório em
lisímetros, (Diene, 2004) comparados com outros tensiômetros automatizados e sistemas de
medição de sucção diferentes como o
equitensiômetro.
Os tensiômetros TENSE-ASH 1 e 2 comportaram-se de uma maneira similar até atingirem
valores de sucção superiores a -800 kPa, obser-
Figura 8 - Resultados dos tensiômetros de sucção elevados correlacionados com o tensiômetro de equivalência ensaiados no lisímetro (tanque A).
O tensiômetro TENSE-EPXO 1 mediu valores de sucção do solo com bastante precisão e
de uma forma contínua até valores superiores
ao valor de entrada de ar da pedra de 500 kPa a
ele acoplada.
IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA
283
O tensiômetro TENSE-EPX 1 introduzido a
30 cm de profundidade mediu valores de sucção bastante similares aos medidos pelo
TENSE-EPXO 1 instalado a 15 cm de profundidade. O tensiômetro mediu valores de sucção
até -1465 kPa e quando correlacionado com o
TENSE-EPXO, usando as umidades a 15cm,
apresentou uma diferença de pressão decrescente da ordem de 15 a 25 kPa. Não se pode
afirmar que as oscilações presentes sejam quedas de pressão partindo do fato que elas sejam
relativamente pequenas em relação às tensões
medidas e sem alteração da tendência crescente esperada da curva de sucção do solo.
Diferentemente do EQ2-A15 na figura 8, o
EQ2-B15 mediu durante todo o ensaio valores
um pouco acima dos valores medidos pelos
tensiômetros TENSE EPXO 1 e EPX 1; no entanto, a tendência da curva manteve-se conforme o esperado. Esta diferença dos valores na
faixa de medidas acuradas (-100 a -800 kPa, no
caso dos equitensiômetros) pode ser explicada
pelo desgaste do equipamento após seu uso
em outros experimentos ou necessidade de recalibração (EQ2-B15). Esta ligeira variação nos
valores medidos não comprometeu as medições,
já que as variações foram pequenas e constantes com relação ás faixas de medidas de tensões (figura 9).
Figura 9 - Resultados dos tensiômetros de sucção
elevados correlacionados com o tensiômetro de equivalência ensaiados no lisímetro (tanque B).
284
Os novos tensiômetros desenvolvidos e
ensaiados nos dois tanques apresentaram resultados significativos e um ótimo desempenho quando correlacionados com os
tensiômetros comuns T4 na faixa de baixa sucções, (0 e 100 kPa) e nas mesmas umidades,
como pode se ver nas Figuras 10 e 11, onde se
observa também as insatisfatórias medidas dos
equitensiômetros. Este que apresentam uma
curva totalmente defasada em relação às curvas dos outros instrumentos correspondentes, representando valores de sucções errôneos nesta faixa. Observou-se um intervalo diferencial maior no tanqueA entre o
equitensiômetro e os tensiômetros, fato este
justificado pelo processo de avanço da umidade, muito maior neste tanque em relação ao
tanque B. Nota-se melhor na Figura 11, as oscilações de medidas do tensiometro TENSEEPX1 conforme observado anteriormente como
sendo supostamente ocasionado pela alta sensibilidade do transdutor usado em mensurar
qualquer variação das condições físicas que
possa ocorrer no solo ou em anomalias nos
sinais emitidos.
Figura 10: - Valores de sucção medidos pelos
tensiômetros de sucção elevada, tensiômetro de equivalência EQ2 e o tensiômetro automatizado T4 (tanque A).
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Figura 11 - Valores de sucção medidos pelos
tensiômetros de sucção elevada, tensiômetro de equivalência EQ2 e o tensiômetro automatizado T4 (tanque B).
pedra porosa e do transdutor, separadamente
em outras montagens devido à facilidade de
manuseio do procedimento proposto.
• Os valores máximos medidos pelo TENSEEPXO 1, construído com uma pedra porosa de
500 kPa. atingiram valores maiores que o valor
máximo de pressão de entrada de ar da pedra
porosa. Tal fato se explica por um provável valor de entrada de ar da pedra porosa superior ao
indicado na mesma pelo fabricante.
• Os novos tensiômetros se demonstraram
adequados, com bastante acurácia, na medição
de sucção abaixo de 100 kPa, como ocorre nos
solos in-situ, o que valida seus usos em campo.
6. CONCLUSÕES
Dos protótipos desenvolvidos e dos resultados obtidos podem se tirar as seguintes conclusões:
• Com o progresso na fabricação de pedras
porosas e transdutores não há mais dificuldades no desenvolvimento de tensiômetros que
meçam valores elevados de sucção;
• O acrílico deve ser o mais liso possível, de
forma a evitar o alojamento de eventuais microbolhas nas irregularidades das paredes;
• A faixa que se pretende atingir pode ser
determinada pela pressão de borbulhamento da
pedra porosa que se escolha e da capacidade
do transdutor;
• As dimensões da pedra e do transdutor
delimitarão no procedimento aqui apresentado,
as dimensões do corpo do tensiômetro como
um todo;
• Os resultados obtidos mostram que o protótipo desenvolvido pode ser empregado seja
em medidas in-situ seja em laboratório com a
adaptação do mesmo, por exemplo, às células
de ensaios triaxiais e de adensamento.
• Trata-se de um equipamento robusto existindo, ainda, a possibilidade da utilização da
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA