SENSOR CAPACITIVO APLICADO NA INSTRUMENTAÇÃO DE ENSAIO DE CAMPO PARA A DETERMINAÇÃO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO SATURADO

Igor Santos de Melo; Marinaldo Ferreira Pinto; Conan Ayade Salvador

Título do Trabalho

Autores

Igor Santos de Melo
Marinaldo Ferreira Pinto
Conan Ayade Salvador

Modalidade

Resumo: JIC

Área temática

CA: Engenharia Agrícola

Data de Publicação

24/03/2022

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/viiiraic2020/379970-sensor-capacitivo-aplicado-na-instrumentacao-de-ensaio-de-campo-para-a-determinacao-da-condutividade-hidraulica-d

ISSN

1809-1342

Palavras-Chave

instrumentação, arduino, drenagem.

Resumo

Código do Projeto Cadastrado no SIGAA: PVT1017-2019 A condutividade hidráulica do solo saturado (Ko) trata-se de uma propriedade físico-hídrica relevante ao estudo do movimento de água no solo, com uso no dimensionamento de sistemas de drenagem. Dos diversos métodos utilizados para sua determinação, o método do poço, também denominado Auger Hole, é um método de campo amplamente aplicado. Apesar da consistência da metodologia convencional, erros operacionais podem levar a resultados com maior incerteza, além dos procedimentos técnicos não favorecerem sua repetição, pois são complexos e morosos. Com o avanço das plataformas eletrônicas open-source, como o Arduino, pesquisadores de diversos campos da engenharia puderam realizar projetos em seus campos de pesquisa, com estabilidade das condições de operação, otimização do tempo e redução de falhas humanas, proporcionando redução da incerteza. Aliado a isso, o desenvolvimento de sensores robustos e de custo acessível, como tem se mostrado os sensores capacitivos, facilitam a adoção de mecanismos de medição com alta precisão, e de fácil construção. Portanto, o presente trabalho teve o objetivo de desenvolver um sensor com princípio de medição capacitiva, capaz de mensurar de forma contínua a variação do nível do lençol freático em ensaio de campo de determinação da condutividade hidráulica do solo saturado, utilizando materiais facilmente disponíveis no mercado. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Automação e Controle de Sistemas Agrícolas, situado no Departamento de Engenharia do Instituto de Tecnologia, da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), campus Seropédica-RJ. Inicialmente, elaborou-se a composição estrutural do sensor, de modo que as placas do capacitor foram confeccionadas com o uso de materiais metálicos devidamente isolados. A capacitância varia com o nível da água, e a camada isolante funciona como o dielétrico do capacitor. Foram idealizados e construídos dois sensores com tubos de PVC de diâmetros nominais de 32 e 25 mm, com 50 cm de comprimento. Foi efetuado um corte longitudinal por sensor, de 1 cm e 0,5 cm do perímetro inicial, respectivamente. Fixou-se no interior de cada tubo de PVC um cilindro de alumínio parcialmente aberto, de forma análoga ao do tubo, contendo barras transversais de borracha cilíndricas, acopladas a 1 cm de suas extremidades. Um fio de cobre esmaltado com uma das extremidades isoladas, foi esticado e enrolado entre as duas barras transversais contidas em cada sensor, contando com 4 e 3 voltas do fio, respectivamente. Após a seleção do protótipo de maior capacitância, realizou-se a etapa de calibração do sensor capacitivo, na qual se inseriu cargas hidráulicas variando de 0 a 46 cm.c.a., com a adição de 2 cm.c.a. entre leituras, sendo realizado 5 repetições. Para obtenção da equação de calibração realizou-se a regressão dos dados medidos nos ensaios, observando o modelo de melhor ajuste. Para isso, o sensor desenvolvido foi conectado a um microcontrolador Arduino Nano 3.0, responsável principalmente pela aquisição e processamento dos dados. Os resultados obtidos comprovaram estabilidade do sinal de resposta do sensor com tubo de 32mm para leitura contínua e discreta, se mostrando eficaz para uso na instrumentação, atingindo o objetivo proposto.

Título do Evento: VIII Reunião Anual de Iniciação Científica (RAIC 2020) e II Reunião Anual de Iniciação em Inovação e Desenvolvimento Tecnológico (RAIDTec 2020) - UFRRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da VIII Reunião Anual de Iniciação Científica (RAIC 2020) e II Reunião Anual de Iniciação em Inovação e Desenvolvimento Tecnológico (RAIDTEC 2020)
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

MELO, Igor Santos de; PINTO, Marinaldo Ferreira; SALVADOR, Conan Ayade. SENSOR CAPACITIVO APLICADO NA INSTRUMENTAÇÃO DE ENSAIO DE CAMPO PARA A DETERMINAÇÃO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DO SOLO SATURADO.. In: Anais da VIII Reunião Anual de Iniciação Científica (RAIC 2020) e II Reunião Anual de Iniciação em Inovação e Desenvolvimento Tecnológico (RAIDTEC 2020). Anais...(RJ) UFRRJ, 2020. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/VIIIraic2020/379970-SENSOR-CAPACITIVO-APLICADO-NA-INSTRUMENTACAO-DE-ENSAIO-DE-CAMPO-PARA-A-DETERMINACAO-DA-CONDUTIVIDADE-HIDRAULICA-D. Acesso em: 18/07/2025