Tecnologia da reflectometria no domínio do tempo para a medição da umidade do solo

• Autor(a) principal: Pereira, Sidney
• Data de Publicação: 2001
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9427
• topic: TDR; Umidade em volume; Constante dielétrica; Sensor de umidade; Ciências Agrárias

A tecnologia reflectometria no domínio do tempo (Time Domain Reflectometry – TDR), utilizada para medição de umidade do solo, consiste em determinar o valor da constante dielétrica do mesmo. Este valor é baseado no tempo de emissão/reflexão (tempo de trânsito) de um pulso eletromagnético, emitido por um gerador de pulsos, em hastes metálicas paralelas que servem como “guias de ondas”. O valor da constante dielétrica aparente será a do material entre as hastes metálicas, ou seja, a da matriz do solo. Como o solo é um sistema trifásico, tem-se que a constante dielétrica k para o ar é a unidade, para os componentes sólidos entre 2 e 4 e, para a água k é igual a 80. A constante dielétrica aparente é obtida pela relação: ka = ((c t)/(2 L)) 2 , em que c é a velocidade da luz no vácuo, t o tempo de trânsito e L o comprimento das hastes metálicas. Este estudo teve como objetivo determinar a correlação existente entre a constante dielétrica aparente e o conteúdo de água para um solo de textura argilosa e outro de textura arenosa, por meio de ajuste de modelo do tipo polinômio cúbico e comparar os resultados, obtidos por meio dessas equações, com um equipamento TDR comercial. Foi proposto um sistema TDR para medição da umidade do solo composto por: osciloscópio; gerador de pulsos eletromagnéticos; cabo coaxial de 50 Ω; cabo de antena de TV; casador de impedâncias; sondas (hastes metálicas paralelas) com comprimentos de 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,30 e 0,35 m, com dois diâmetros de hastes (d 1 = 3,2 mm e d 2 = 6,5 mm). Para o solo arenoso, o melhor ajuste ocorreu para a sonda de 0,30 m de comprimento, com diâmetro de hastes de 3,2 mm, obtendo um coeficiente de determinação ajustado R 2 de 0,954. Para o solo argiloso, o melhor ajuste ocorreu para a sonda de 0,30 m de comprimento, com diâmetro de hastes de 3,2 mm, obtendo-se um coeficiente de determinação ajustado R 2 de 0,923. Quando comparado com um equipamento TDR comercial, o sistema TDR proposto para a determinação da umidade do solo, no intervalo de umidade compreendido entre a capacidade de campo e o ponto de murcha, proporcionou melhores coeficientes de determinação para a sonda de 0,30 m, nos dois solos e comprimentos de sondas estudados. O sistema TDR proposto estimou a umidade do solo argiloso com erro médio relativo de 6,6%, para sonda de 0,30 m, enquanto que o sistema TDR comercial apresentou um erro médio relativo de 58,3%, para as mesmas condições, em que umidade real foi determinada em estufa.