3. Hypothèses et orientations de recherche : territoires et approches d’évaluations de la
3.1 Le territoire d’évaluation de la pollution phytosanitaire diffuse
Neste item deseja-se examinar como seria a estimativa da curva de retenção de água para amostra (e/ou corpo de prova) estudada neste trabalho utilizando o banco de dados Rosetta (SCHAAP et al., 2001) e o modelo de van Genuchten (1980).
Inicialmente a previsão foi feita a partir das frações granulométricas do corpo de prova. Como o corpo de prova usado nos ensaios no laboratório contém uma fração pedregulho e o programa não permite a entrada dessa fração, esta foi acrescentada na fração arenosa. A Figura 4.9 mostra a previsão da curva de retenção feita no Rosetta (SCHAAP et al., 2001) comparada com a curva obtida em laboratório.
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Figura 4.9: Comparação das curvas de retenção de água no solo obtida em laboratório e no banco de dados Rosetta (SCHAAP et al., 2001).
Comparando as duas curvas de retenção no gráfico, pode-se observar que elas não se coincidem em nenhum aspecto (teor de umidade volumétrico saturado e residual e inclinação, que está relacionada com os parâmetros α e n).
Outra possibilidade de input do Rosetta (SCHAAP et al., 2001) é entrar com o valor da densidade do corpo de prova e o teor de umidade volumétrico na sucção de 33 kPa,
33kPa, além das frações granulométricas. Como o programa aceita valores de densidade
somente até 2,0 g/cm3 e o corpo de prova usado no ensaio de laboratório tem uma densidade de 2,62 g/cm3 não seria possível fazer uma previsão. Para contornar esse problema e prosseguir com outra análise, foi fixado o valor de 33kPa do ensaio feito em
laboratório, que foi de 0,31, e buscou-se no banco de dados uma curva de retenção cuja frações granulométricas mais se aproximasse das do corpo de prova estudado.
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A Tabela 4.1 mostra a relação dos índices físicos usados para obter a curva de retenção no Rosseta (SCHAAP et al., 2001) e os índice físicos resultantes no ensaio em laboratório. E a Figura 4.10 mostra o resultado da curva de retenção de água no solo que melhor se encaixou nesta situação.
Tabela 4.1: Relação dos índices físicos da amostra estudada
ÍNDICES FÍSICOS ROSETTA LABORATÓRIO
% Areia 53,10 78,25*
% Silte 35,90 17,73
% Argila 11,00 4,02
1,64 2,62
0,31 0,31
* Considerando a fração pedregulho.
Comparando as duas curvas de retenção de água no solo da Figura 4.10 percebe-se que o aumento da fração fina na estimativa feita no Rosetta (SCHAAP et al., 2001) fez com que o valor de entrada de ar aumentasse em relação ao encontrado no ensaio laboratorial. Outro problema encontrado na previsão foi que mesmo considerando 33kPa
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Figura 4.10: Comparação das curvas de retenção de água no solo obtida em laboratório e no banco de dados Rosetta (SCHAAP et al., 2001).
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Capítulo 5
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A pesquisa sobre a obtenção curva de retenção de água no solo usando a bomba de fluxo segundo a técnica conhecida com “Maintained Suction Measurement” foi concluída com a implantação do sistema de ensaio e a produção de resultados experimentais para um material particulado areno-siltoso da indústria de mineração (sinter feed). A técnica preconiza estágios de retirada/injeção de água até que se atinjam níveis de sucção de interesse seguido de estágios de equilíbrio hidráulico para homogeneização de sucções e teor de umidade volumétrica dentro do corpo de prova. A avaliação geral é de que o método é muito conveniente, completamente automático, e produz resultados de uma forma rápida e fácil, fazendo com que esta técnica seja muito promissora. Detalha-se a seguir as principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros.
5.1 Principais conclusões
A montagem da estrutura necessária para a realização dos ensaios requer certo investimento, mas é muito vantajosa, pois os ensaios geram dados necessários para obter a curva de retenção de água no solo completa (drenagem e infiltração) de um mesmo corpo de prova, mostrando claramente o fenômeno histerese.
A automação do ensaio é primordial para sua execução. A leitura e armazenamento das pressões medidas durante o ensaio pelo transdutor diferencial de pressão, a decisão de ligar ou desligar a bomba nas sucções alvo, e a verificação do tempo de decaimento/subida na fase de equilíbrio hidráulico são atividades que exigem um sistema supervisório do ensaio (hardware e software).
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A facilidade de formar um corpo de prova que defina as condições desejadas de ensaio, como porosidade e tensão efetiva, é um grande atrativo do ensaio da curva de retenção com o uso da bomba de fluxo. Usa-se o que se conhece para preparação, saturação e ensaio de corpos de prova de ensaios triaxiais.
A possibilidade de obter a permeabilidade saturada, ksat, do mesmo corpo de prova
antes de iniciar o ensaio para obter a curva de retenção utilizando o mesmo sistema de bomba de fluxo é muito conveniente já que a vazão ideal do ensaio da curva de retenção a tem como referência. A vazão ideal praticada nos ensaios da curva de retenção consistiu em valores correspondentes em torno de duas vezes o ksat.
A comparação das curvas de retenção obtidas em laboratório com as previstas no banco de dados Rosetta (SCHAAP et al., 2001), permitiu concluir que o banco de dados apresenta limitações para este tipo de material ensaiado.
O grande atrativo da técnica é sem dúvida a duração do teste para obter as duas curvas de retenção de água no solo, a de drenagem e de infiltração, que se afigura bem inferior diante as outras tipos de ensaio, algo para o solo ensaiado em torno de 5 dias, compensando todo o investimento na montagem da estrutura necessária para a realização do ensaio.
5.2 Recomendações
O ajuste da curva de retenção de água no solo pode ser mais confiável com um número maior de pontos, algo entre 6 a 10 pontos como sugere Lu e Likos (2004). Para isso deve-se modificar o atual programa, incluindo mais sucções alvo, isto é, mais pontos na curva.
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A obtenção de curva de retenção para materiais finos (argilosos) exigiria que houvesse um monitoramento das dimensões do corpo de prova, já que elas podem variar durante a retirada ou introdução de água (contração e expansão, respectivamente).
A obtenção da função da condutividade hidráulica também é de grande importância para resoluções de problemas de fluxo em solos não saturados. Assim, sugere-se explorar o ensaio da curva de retenção para obtenção daquela função característica por métodos diretos ou de solução do problema inverso.
Um ensaio para obtenção completa da curva de retenção pode levar vários dias. Seria, portanto muito conveniente poder acompanhar os ensaios à distância. Por isso sugere-se implantar meios de monitoramento do ensaio em tempo real via internet.
A histerese causada pela não sobreposição das curvas de drenagem e infiltração foi mostrada nos resultados obtidos nos ensaios, mas estudos devem ser expandidos para mostrar as curvas secundárias, terciárias e outras possíveis de serem definidas na alternância de eventos de drenagem e infiltração, situações tão frequentes no campo.
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Capítulo 6
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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