UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UEG UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ISABELLA RIBEIRO

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS UEG UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ISABELLA RIBEIRO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS TROPICAIS COM GRANULÔMETRO A LASER ANÁPOLIS / GO 2014

2 ii ISABELLA RIBEIRO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS TROPICAIS COM GRANULÔMETRO A LASER PROJETO FINAL SUBMETIDO AO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS. ORIENTADOR: PROF D.Sc. RENATO CABRAL GUIMARÃES CO-ORIENTADOR: PROF D.Sc. RENATO RESENDE ANGELIM ANÁPOLIS / GO: 2014

3 iii FICHA CATALOGRÁFICA RIBEIRO, ISABELLA Análise Granulométrica de Solos Tropicais com Granulômetro a Laser xxv,59p., 297mm, (ENC/UEG, Bacharel, Engenharia Civil, 2014) Projeto Final Universidade Estadual de Goiás. Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas. Curso de Engenharia Civil. 1.Análise Granulométrica 3. Solos Tropicais 2. Granulômetro a Laser 4. Ensaios de laboratório REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA RIBEIRO, I. Análise de Solos Tropicais com Granulômetro a Laser. Projeto Final, Publicação ENC. XXX-2014, Curso de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, GO. CESSÃO DE DIREITOS NOME DO AUTOR: Isabella Ribeiro TÍTULO DA DISSERTAÇÃO DE PROJETO FINAL: Análise de Solos Tropicais com Granulômetro a Laser. GRAU: Bacharel em Engenharia Civil ANO: 2014 É concedida à Universidade Estadual de Goiás a permissão para reproduzir cópias deste projeto final e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte deste projeto final pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor. Isabella Ribeiro Rua S-2, nº 289, Ed. América, Ap. 204, St. Bela Vista. Goiânia/GO Brasil isabella.engcivil@yahoo.com.br

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5 v ISABELLA RIBEIRO ANÁLISE DE SOLOS TROPICAIS COM GRANULÔMETRO A LASER. PROJETO FINAL SUBMETIDO AO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS COMO PARTE DOS REQUISÍTOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE BACHAREL. APROVADO POR: RENATO CABRAL GUIMARÃES, DSc (UEG) (ORIENTADOR) RENATO RESENDE ANGELIM, DSc (UFG) (CO-ORIENTADOR) ÉDER CHAVEIRO ALVES, MSc (UEG) (EXAMINADOR INTERNO) LARISSA ANDRADE AGUIAR, MSc (IFB) (EXAMINADOR EXTERNO) DATA: ANÁPOLIS / GO, 29 MARÇO DE 2014.

6 vi AGRADECIMENTO À Deus, que, me amando, me capacitou para esse projeto. Aos meus pais. Por acreditarem em mim e em prol dessa crença terem se sacrificado tantas vezes. Por terem oferecido as melhores condições que uma filha possa almejar. Pelo seu apoio, seu amor. Pelo seu tempo e esforço em defesa da minha educação e do meu futuro. Aos meus professores, Renato Guimarães Cabral e Renato Resende Angelim, pela dedicação, paciência, boa vontade e solidariedade ao partilhar comigo seus preciosos conhecimentos. Ao meu amor, por ser quem é, por estar onde está, por ter cruzado meu caminho. Aos meus colegas que se tornaram amigos: Vocês são as minhas lembranças boas. Aos amigos que se tornaram irmãos. Muito obrigada pela parceria e pela sua amizade que carrego como um tesouro. À UFG por ceder seu espaço, seu laboratório e equipamento para realização dos ensaios. À UEG, lugar onde conquistei minha profissão. E, finalmente, agradeço a minha família pelo amor incondicional. À minha avó, aos meus padrinhos Eliene e Júnior, aos quais cultivo um amor intenso. Aos meus irmãos, que serão minha eterna companhia. Aos meus tios e tias, primos e primas.

7 vii RESUMO Solos tropicais constituem a maioria do território brasileiro. Este solo tem características peculiares que devem ser estudadas para garantir projetos mais econômicos, eficientes e seguros na área geotécnica. Dentre essas, a granulometria é um aspecto importante da caracterização dos solos. A análise granulométrica do solo é determinada tradicionalmente por meio de uma metodologia que envolve ensaios de peneiramento e sedimentação. Porém, tal metodologia é demorada e envolve algumas hipóteses que influenciam os seus resultados. Nesse sentido, surge o granulômetro a laser como uma opção moderna de equipamento que pode ser empregada para tais análises. Seu método é rápido e oferece várias ferramentas de análise como número de ciclos, tempo de ciclo e índice de refração. Estas por sua vez, podem servir para aprimorar o estudo de uma amostra de solo.nesse trabalho foram realizados ensaios utilizando o granulômetro a laser com o objetivo de contribuir no aperfeiçoamento da utilização do granulômetro, mais especificamente utilizando solos tropicais. Os resultados obtidos nos ensaios de granulômetro a laser foram comparados com resultados obtidos em ensaios de laboratório realizados segundo as normas da ABNT com o mesmo solo. Nos estudos foram utilizadas variáveis como tempo de ensaio, uso do defloculante na amostra e uso do ultrassom durante o ensaio. Foi explorada toda a agilidade do equipamento que mostrou repetibilidade de ensaios e pouca dispersão.

8 viii ABSTRACT Tropical soils constitute the majority of the Brazilian territory. This soil has unique characteristics that must be considered to ensure the most economical, efficient and safe area in geotechnical projects. Among these, the particle size is an important aspect of the characterization of soils. The particle size analysis of the soil is traditionally determined by a method that involves sieving and sedimentation assays. However, this method is time consuming and involves some simplifications that influence their results. In this sense, the granulometer emerges as a modern laser equipment option that can be used for such analyzes. His method is fast and offers several analysis tools such as number of cycles, cycle time and refractive index. These in turn can serve to enhance the study of a sample of soil. In this study tests were performed using the laser granulometer aiming to contribute to the improvement of the use of granulometer, more specifically using tropical soils. The results obtained from tests for granulometer laser were compared with results obtained in laboratory tests conducted under the rules of ABNT with the same soil. In studies variables such as test time, use of dispersant in the sample and use of ultrasound during the test were used. All the agility equipment that showed repeatability of tests and little scatter was explored.

9 ix LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 Peneiras granulométricas... 6 Figura 2.2 Comparação de duas análises granulométricas da mesma amostra efetuadas pelo método da pipetagem, sem a utilização do dispersante, e após a adição do dispersante. (RODRIGUES, R. A.; JÚNIOR, V. E. M.; LOLLO, J. A, 2010)... 8 Figura 2.3 Unidade óptica do granulômetro a laser (INSTRUTÉCNICA, 2013) Figura 2.4 Esquema de funcionamento do granulômetro a laser (BEIRIGO, 2005) Figura 2.5 Perfil esquemático dos solos tropicais. (VILLIBOR; NOGAMI, 2009) Figura 3.1 Curvas de distribuições granulométricas do solo compactado do perfil de estudo.(angelim, 2011) Figura 3.2 Granulômetro a Laser Microtrac, modelo S Figura 4.1 Comparação entre quantidade de ciclos Figura 4.2 Comparação entre tempo de ciclos Figura 4.3 Comparação entre índices de refração Figura 4.4 Comparação entre tempo de ultrassom Figura 4.5 Comparação entre o poder dos dispositivos do granulômetro sem ultrassom e com defloculante Figura 4.6 Comparação entre o poder dos dispositivos do granulômetro entre o ultrassom e o defloculante Figura 4.7 Curvas de distribuições granulométricas do solo das diversas cotas do perfil via granulômetro a laser com e sem ultrassom Figura 4.8 Comparação entre curvas granulométricas via granulômetro a laser e via ensaios tradicional com defloculante Figura 4.9 Comparação entre curvas granulométricas via granulômetro a laser e via ensaios tradicional sem defloculante Figura A.1 Comparação entre número de ciclos com ultrassom e sem defloculante Figura A.2 Comparação entre número de ciclos com ultrassom e defloculante Figura A.3 Comparação entre número de ciclos sem ultrassom e com defloculante... 50

10 x Figura A.4 Comparação entre número de ciclos sem ultrassom e com defloculante Figura B.1 Comparação entre tempo de ciclo com ultrassom e sem defloculante Figura B.2 Comparação entre tempo de ciclo com ultrassom e com defloculante Figura B.3 Comparação entre tempo de ciclo sem ultrassom e com defloculante Figura B.4 Comparação entre tempo de ciclo sem ultrassom e sem defloculante Figura C.1 Comparação entre índices de refração com ultrassom e sem defloculante.. 53 Figura C.2 Comparação entre índices de refração com ultrassom e sem defloculante.. 53 Figura C.3 Comparação entre índices de refração sem ultrassom e com defloculante.. 54 Figura C.4 Comparação entre índices de refração com ultrassom e com defloculante. 54 Figura D.1 Comparação entre tempo de ultrassom 20 volts Figura D.2 Comparação entre tempo de ultrassom 30 volts Figura E.1 Comparação entre amostras com cota 739 metros Figura E.2 Comparação entre amostras com cota 740 metros Figura E.3 Comparação entre amostras com cota 741 metros Figura E.4 Comparação entre amostras com cota 742 metros Figura E.5 Comparação entre amostras com cota 743 metros Figura E.6 Comparação entre amostras com cota 745 metros Figura E.7 Comparação entre amostras com cota 745,9 metros... 59

11 xi LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 Tamanho das partículas - NBR 6502 (ABNT, 1995)... 5 Tabela 3.1 Cotas e datas de coletagem das amostras - adaptada de Angelim (2011) Tabela 3.2 Características mineralógicas adaptada de Angelim (2011) Tabela 3.3 Resultados da caracterização geotécnica obtidos por Angelim (2011) Tabela 3.4 Combinações de variáveis aplicadas aos ensaios de "solo natural" com defloculante Tabela 3.5 Combinações de variáveis aplicadas aos ensaios de "solo natural" sem defloculante Tabela 4.1 Resumo de parâmetros adotados... 36

12 xii LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ABNT... Associação Brasileira de Normas Técnicas CCR... Concreto Compactado com Rolo cm³... centímetros cúbicos e... índice de vazios I a... índice de atividade I p... índice de plasticidade kn/m³... quilo Newton por metros cúbicos m... metro min... minuto mm... milímetro n... porosidade NBR... norma brasileira nm... nanometro s/... sem UnB... Universidade de Brasília UFG... Universidade Federal de Goiás w... teor de umidade w l... limite de liquidez w p... limite de plasticidade µm... micrometro γ s... peso específico dos solos γ... peso específico

13 xiii SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS REVISÃO BIBLIOGRÁFICA DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS SOLOS Granulometria por peneiramento Granulometria por peneiramento e sedimentação Uso de Defloculante Granulômetro a Laser CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SOLOS TROPICAIS Solos Lateríticos Solos Transportados Solos Saprolíticos MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS Solo Estudado Caracterização mineralógica do solo Caracterização geotécnica Quantidade de amostra Defloculante Granulômetro a Laser METODOLOGIA APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS NOMENCLATURA UTILIZADA... 28

14 4.2 ENSAIOS PRELIMINARES Número de ciclos Tempo de ciclo Índice de refração Tempo de ultrassom Análise do poder de dispersão dos dispositivos do equipamento ENSAIOS FINAIS COM AS AMOSTRAS DO PERFIL Resumo de parâmetros adotados para os ensaios com cotas definidas Resultados das análises granulométricas do solo do perfil Comparações entre curvas granulométricas via granulômetro e via ensaio tradicional com uso de defloculante Comparações entre as curvas granulométricas via granulômetro e via ensaio tradicional sem o uso de defloculante (não normalizado) CONCLUSÕES CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERENCIAL TEÓRICO APÊNDICE A APÊNDICE B APÊNDICE C APÊNDICE D APÊNDICE E xiv

15 1 1. INTRODUÇÃO O solo brasileiro é predominantemente tropical, característica imposta também no Centro-Oeste, e mais precisamente em Goiânia. Segundo Marangon (2009) os solos tropicais apresentam peculiaridades de propriedades e de comportamento, em decorrência da atuação nos mesmos de processos geológicos e/ou pedológicos, típico das regiões tropicais úmidas. Os solos tropicais são marcados por um forte processo de laterização e possuem uma série de agregações, cimentações, presença de óxido e hidróxido de ferro e alumínio, uma quantidade expressiva de caulinita na fração argilosa e quartzo na fração areia, que o tornam um material peculiar, diferente dos solos de países de clima temperado. Dentre essas peculiaridades, existem características que, se estudadas, garantirão maior confiabilidade em projetos de geotecnia. Um aspecto fundamental no estudo dos solos é a granulometria, que á a quantificação da distribuição do tamanho das partículas em fase sólida dos solos e suas respectivas porcentagens. Para caracterizar o solo granulometricamente os métodos tradicionais utilizados são os ensaios laboratoriais por peneiramento e por sedimentação, que são norteados pela norma NBR 7181 (ABNT, 1984). Os ensaios de peneiramento e sedimentação apresentam limitações, como considerar que as partículas do solo são esféricas com densidade real similar além de serem separadas em diferentes frações umas das outras e que não se interagem durante o processo de sedimentação. Ainda no que concernem as limitações do método tradicional de laboratório, avalia-se que o mesmo utiliza como parâmetro a densidade real dos grãos que é dada por um valor médio. Sabendo que os solos naturais são formados por partículas com diferentes minerais e que, portanto, são diferentes os valores de densidade, pode-se destacar que muitas delas se

16 2 encaminham para a subdivisão em fragmentos ainda menores, fragilizando a confiabilidade dos resultados dos ensaios por sedimentação, não devendo, então, descrever o tamanho e a velocidade da partícula. Porém, não somente esses ensaios tradicionais podem ser aplicados para a determinação da textura ou granulometria do solo, para isso, existe também um equipamento chamado Granulômetro a Laser que é amplamente usado na indústria de materiais e que pode também ser empregado nos estudos com solo. Através do granulômetro a laser, torna-se possível agilizar a caracterização do solo, pois simplifica o ensaio tradicional de sedimentação usado para se obter as informações sobre as dimensões das partículas menores, inferiores a 0,075 mm, correspondente ao material passante pela peneira nº 200. Neste trabalho foi empregado como base, os dados e o solo utilizados na pesquisa da Tese de Doutorado de Angelim (2011), intitulada Desempenho de Ensaios Pressiométricos em Aterros Compactados de Barragens de Terra na Estimativa de Parâmetros Geotécnicos para estudar os parâmetros do granulômetro. Nesse estudo, utilizando o granulômetro a laser, determina-se a distribuição granulométrica do referido material e compara com os resultados obtidos pelo método convencional proposto pela norma brasileira, bem como avalia o comportamento relativos dos solos tropicais segundo essa técnica menos usual, melhorando o seu entendimento a fim de potencializar e disseminar o uso do granulômetro a laser para futuras análises com solos, tirando partido da sua rapidez, precisão, um alto padrão de confiabilidade e tecnologia. Esses motivos compõem as razões plausíveis para o estudo do tema deste trabalho.

17 OBJETIVOS Os objetivos deste trabalho são: Definir uma técnica de execução da análise granulométrica para solos tropicais via granulômetro a laser; Comparar os resultados de análise granulométrica, segundo os diferentes métodos, tradicional por peneiramento e sedimentação e o proposto utilizando o granulômetro a laser para entender o comportamento do solo; Contribuir na formação de um banco de dados de resultados de granulometria de solos tropicais com uso do granulômetro.

18 4 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste capítulo será apresentada uma revisão bibliográfica sobre a distribuição granulométrica dos solos, a classificação desses e os ensaios utilizados para a determinação da granulometria. 2.1.DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS SOLOS As variadas proporções dos diferentes tamanhos das partículas sólidas do solo caracterizam sua textura, que, segundo Jorge (1986) é essencial nos estudos de classificação, morfologia e gênese relacionando-se ainda com as propriedades físicas e químicas do solo. Os solos são divididos em categorias de pedregulho, areia, silte e argila com base no tamanho das partículas. Sendo assim, nomeados a partir de seus componentes principais como argila arenosa, argila siltosa e assim por diante. (DAS, 2011). O tamanho das partículas está representado pela Tabela 2.1.

19 5 Tabela Tamanho das partículas - NBR 6502 (ABNT, 1995) FRAÇÃO LIMITES Matacão Pedra Pedregulho Areia grossa Areia média Areia fina Silte Argila 20 cm a 1 m 60 mm a 20 cm 2,0 mm a 60 mm 0,60 mm a 2,0 mm 0,20 mm a 0,60 mm 0,06 mm a 0,20 mm 0,002 mm a 0,06 mm inferior a 0,002 mm Por meio da análise granulométrica são quantificadas as porcentagens dos tamanhos das partículas, cujos resultados proporcionam a construção da curva de distribuição granulométrica, de suma importância para a classificação dos solos. A distribuição granulométrica do solo retrata uma de suas características mais estáveis. Vieira (1988) destaca que a análise granulométrica não somente dá o aspecto físico geral, mas também permite determinar o nome textural do solo analisado. Para determinar a granulometria de um solo, a metodologia base é a norma brasileira NBR 7181 (ABNT, 1984). Segundo a mesma, o ensaio é feito em laboratório e se dá por peneiramento e por peneiramento com sedimentação. Os fatores determinantes para a decisão do processo a ser utilizado são o tipo de solo e a finalidade do ensaio Granulometria por Peneiramento A granulometria por peneiramento proporciona um conhecimento prévio da distribuição granulométrica e consiste em separar um material em duas ou mais classes, sendo estas limitadas em uma superior e outra inferior.

20 6 Este é um método antigo com grande aplicação em laboratórios que utiliza medidas diretas. O equipamento utilizado para tal metodologia consiste em peneiras (Figura 2.1) de malha de aço, com aberturas geralmente quadradas, sendo estas padronizadas e relacionadas entre si por uma progressão geométrica. Figura Peneiras Granulométricas Geralmente, o peneiramento pode determinar inteiramente a curva granulométrica de solos grossos (pedregulhos e algumas areias) por possuírem pouca ou às vezes nenhuma quantidade de finos. Normalmente, efetua-se o peneiramento a seco e o tempo necessário é função da massa da amostra a peneirar. Geralmente, 10 a 15 minutos são necessários no processo Granulometria por Peneiramento e Sedimentação Quando o solo possui uma quantidade significativa de finos, são necessárias as duas fases de obtenção da granulometria via laboratório, procedendo assim, um ensaio de granulometria conjunta. Como não se tem meios de construir malhas adequadas às dimensões das partículas finas, como argila e silte, são utilizados outros métodos de obtenção do diâmetro, diferenciando-se pela aparelhagem. Existem aparelhos que utilizam métodos de acumulação, onde o material em sedimentação é medido volumetricamente. Existem também os que utilizam métodos de

21 7 decréscimo de concentração do material em queda medidos por pressão, por absorção de radiação luminosa ou de raios X, ou por outros métodos similares. Entretanto, segundo Dias (2004), no ensaio de sedimentação, historicamente, aparelhagens cujas medidas são obtidas volumetricamente não são tão bem aceitas como os outros tipos. As bases teóricas da sedimentação consistem na queda da partícula com uma velocidade constante que varia de acordo com o diâmetro da mesma, mas de acordo com Dias (2004), mesmo com uma infinidade de trabalhos realizados dentro desta fundamentação, ainda não existe uma lei teórica que comprova inteiramente as dimensões das partículas sedimentares. Assim, são utilizadas duas leis para os cálculos correlacionando velocidade e diâmetro: a Lei do Impacto, desenvolvida por Newton em 1687, e a Lei de Stokes, de 1854, que não é plenamente satisfatória para partículas mais grosseiras. Apesar de tais métodos serem largamente utilizados, existem restrições consideráveis. Para Alves (2004), a junção dos dados provenientes dos dois métodos geram inconsistências na zona de distribuição granulométrica, principalmente ao analisar as areias muito finas e os siltes grosseiros. Ainda referente à fundamentação teórica de sedimentação, o cálculo do diâmetro usa o conceito de diâmetro equivalente de uma partícula, ou seja, assume-se que a partícula seja perfeitamente esférica com densidade pré-estabelecida e superfície lisa e regular. Esse conceito é utilizado para sistematização e comodidade do trabalho de ensaios, restringindo resultados Uso do Defloculante As distribuições granulométricas são bastante influenciadas conforme sua dispersão. Para que as partículas sejam analisadas individualmente, faz-se necessário o uso de

22 8 defloculante como, por exemplo, o hexametafosfato de sódio, que, de acordo com Dias (2004) é o mais utilizado nos ensaios de sedimentação. O dispersante provoca um aumento significativo na quantidade partículas no domínio inferior a 20 µm, fato que é facilmente correlacionado as partículas que antes permaneciam aglomeradas, caracterizando maiores dimensões (DIAS, 2004). Tal efeito é notório na Figura 2.2, onde estão expressos resultados de duas análises granulométricas, com e sem dispersante. Figura Comparação de duas análises granulométricas da mesma amostra efetuadas pelo método da pipetagem, sem a utilização do dispersante, e após a adição do dispersante. (RODRIGUES, R. A.; JÚNIOR, V. E. M.; LOLLO, J. A, 2010) Segundo Dias (2004), diferentes quantidades de dispersante provocam, também, em geral, pequenas alterações nos resultados de análise granulométrica. O aumento da concentração de dispersante provoca tendência para ampliação da percentagem de partículas mais finas. É de referir, porém, que excesso de dispersante tem,

23 muitas vezes, efeito contrário, isto é, acaba por provocar aglutinação das partículas. (DIAS,2004) Granulômetro a Laser Devido à sua facilidade de operação, rapidez e amplitude de leitura, a técnica de análise de tamanho de partículas por difração a laser é muito utilizada em diversos ramos industriais. Partículas de tinta usadas em máquinas fotocopiadoras, fibras de zircônia, partículas de alumina, gotículas produzidas por injetores eletrônicos de combustível, crescimento de cristais, carvão em pó, cosméticos, solos, resinas, compostos farmacêuticos, catalisadores metálicos, materiais eletrônicos, emulsões fotográficas, pigmentos orgânicos e cerâmicas. são exemplos de aplicações da utilização desta técnica. Além da rapidez, a técnica do granulômetro dispõe de várias ferramentas. Podem-se usar amostras tanto em via seca como em via úmida, basta que se façam rápidas alterações no programa do equipamento. O tempo de ensaio também é facilmente determinado, garantindo assim um novo parâmetro a ser pesquisado. Estão disponíveis também recursos como ultrassom, cujo tempo de aplicação e potência podem ser modificados sem grande trabalho. Dependendo do aparelho, o granulômetro a laser analisa partículas na faixa de tamanho de 10 nm até 3 mm. Seus resultados são dados em alguns segundos possibilitando uma repetibilidade no ensaio entre intervalos de 30 segundos (MANSO, 1999). Todo o equipamento é composto por uma unidade óptica, uma unidade de preparação de amostra e um microcomputador com software específico. Na Figura 2.3, está representada a unidade óptica do aparelho.

24 10 Figura 2.3- Unidade óptica do granulômetro a laser (INSTRUTÉCNICA, 2013) Constituído numa ferramenta de fácil operação e manuseio, o granulômetro a laser sobrepõe-se em relação aos ensaios de sedimentação pela sua rapidez e pela quantidade de ensaios passíveis de serem executados num curto espaço de tempo. Tais características são possíveis devido ao método de tecnologia avançada. O método consiste na dispersão das partículas num fluido em movimento causando descontinuidades no fluxo do fluido, que, ao serem detectadas por uma luz incidente, são correlacionadas ao tamanho das partículas. A luz incidente sofre uma interação ao atingir uma quantidade de partículas segundo quatro diferentes fenômenos (difração, refração, reflexão e absorção) formando um invólucro tridimensional de luz. O índice de refração relativo da partícula no meio dispersante, pelo comprimento de onda da luz, e pelo tamanho e formato da partícula acabam por afetar o formato e o tamanho do invólucro e então detectores convenientemente posicionados medem a intensidade e o ângulo da luz espalhada. Esses dados são enviados para softwares matemáticos que os convertem em tamanho da partícula. Na Figura 2.4, é apresentado o esquema do funcionamento do granulômetro a laser e seus principais componentes.

25 11 Figura 2.4 Esquema de funcionamento do granulômetro a laser (BEIRIGO, 2005) 2.2.CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS De acordo com Das (2011), diferentes solos com propriedades semelhantes podem ser classificados em grupos e subgrupos, de acordo com seu comportamento. Os sistemas de classificação fornecem uma linguagem simples para expressar de forma concisa as características do solo, que são infinitamente variadas, sem descrições detalhadas. A maioria dos sistemas de classificação que foram desenvolvidos para fins de engenharia tem como base as propriedades de índice simples, como a distribuição granulométrica e a plasticidade. Embora existam diversos sistemas de classificação em uso, nenhum é totalmente definitivo para todos os elementos e para todas as aplicações possíveis, pois há uma grande diversidade de comportamento de cada solo. Embora a classificação textural do solo seja relativamente simples, ela é totalmente baseada na distribuição granulométrica. A quantidade e o tipo de argilominerais presentes em um solo de grãos finos determinam, em grande parte, suas propriedades físicas. Consequentemente, os engenheiros geotécnicos devem considerar a plasticidade, que resulta

26 12 da presença de argilominerais, para interpretar as características do solo de forma adequada. Como os sistemas de classificação textural não consideram a plasticidade e não indicam de forma precisa muitas das importantes propriedades do solo, eles não são adequados para a maior parte das metas da engenharia (DAS, 2011). A diversidade e a enorme diferença de comportamento apresentada pelos diversos solos perante as solicitações de interesse da engenharia levaram ao seu natural agrupamento em conjuntos distintos, aos quais podem ser atribuídas algumas propriedades. Desta tendência racional de organização da experiência acumulada, surgiram os sistemas de classificação dos solos (PINTO, 2002). Segundo Pinto (2002), o objetivo da classificação dos solos, sob o ponto de vista de engenharia, é o de poder estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, o de orientar o programa de investigação geotécnica necessária para permitir a adequada análise de um problema. Usualmente, os engenheiros geotécnicos utilizam dois sistemas de classificação mais elaborados, considerando a distribuição granulométrica e os limites de Atterberg: o Sistema de Classificação da Associação Americana de Rodovias Estaduais e Autoridades de Transporte (AASTHO) e o Sistema Unificado de Classificação dos Solos (SUCS) (DAS, 2011). O sistema de classificação da AASHTO é muito empregado na engenharia rodoviária. Já o Sistema Unificado é o mais utilizado pelos engenheiros geotécnicos no mundo.

27 SOLOS TROPICAIS O solo é proveniente da ação biológica e climática sobre um determinado material de origem (rocha, sedimentos orgânicos etc.). Tais condições ambientais causam peculiaridades nos solos tropicais. Nestas regiões, o clima tropical úmido associado à temperaturas elevadas, ação intensa da água e a presença de organismos causam um processo pedogenético mais acelerado. Para Roriz, 2009, as condições climáticas em que os solos são formados, bem como os diferentes graus de intemperização a que são submetidos, têm influência marcante nas propriedades geotécnicas dos solo como plasticidade, permeabilidade, expansibilidade, compressibilidade e resistência. Esse processo gera a possibilidade de classificação dos solos pela sua origem, útil para o conhecimento das ocorrências e transmissão de conhecimentos acumulados. São dois grandes grupos nos quais tal classificação pode ser dividida: solos residuais e solos transportados, ilustrados na Figura 2.5. Figura 2.5 Perfil esquemático dos solos tropicais. (VILLIBOR; NOGAMI, 2009)

28 Solos Lateríticos São caracterizados por apresentar características macroscópicas e constituição mineralógica peculiar e constituem a parte mais superficial do perfil de solo das áreas bem drenadas (acima do lençol freático). Estes se destacam a partir da uniformidade e coloração característica; podendo se apresentar as cores, vermelha, alaranjada ou amarela e raramente com outras cores (NOGAMI;VILLIBOR, 1981). Os solos lateríticos apresentam-se na natureza, geralmente não saturados, com índice de vazios elevado, daí sua pequena capacidade de suporte. Quando compactados, entretanto, sua capacidade de suporte é elevada, sendo por isto muito empregado em pavimentação e em aterros. Depois de compactado, um solo laterítico apresenta contração se o teor de umidade diminuir, mas não apresenta expansão na presença de água (PINTO, 2002). Os minerais encontrados nesses solos são muitas vezes umedecidos. Sua fração de argila é predominantemente constituída de caulinita e é rica em óxidos de alumínio e ferro, o que caracteriza sua vermelhidão. Estes óxidos envolvem os argilominerais, resultando em uma microestrutura porosa (com alta permeabilidade), homogeneidade granulométrica. A presença de caulinita e elevada concentração de ferro e alumínio na forma de óxidos e hidróxidos causam uma cimentação natural recobrindo agregações de partículas argilosas. Quanto à fração arenosa, pode conter elevada percentagem de concreções de resistência inferior à da areia tradicional (quartzo) pois a presença de mica e/ou feldspato nos solos lateríticos reduz a densidade seca, a capacidade de suporte e o índice de plasticidade, aumentando o teor de umidade ótima e a expansão do solo (VARGAS,1985 apud ABEL, 2011).

29 Solos Transportados São aqueles que, através de um agente de transporte, foram levados ao seu local atual. As características dos solos são função do agente transportador. A gravidade, por exemplo, dá origem a solos coluvionares, Solos resultantes do carreamento pela água são os solos aluvionares. Os depósitos eólicos são originários do transporte pelo vento e os drifts são pelas geleiras, com pequena ocorrência no Brasil Solos Saprolíticos Os solos residuais encontram-se em seu lugar de formação devido à decomposição da rocha e se apresentam em horizontes com grau de intemperização decrescente. Nesse grupo, uma camada importante é a do solo saprolítico. Apesar de não classificado entre os grupos classificados dentre sua origem, os solos saprolíticos são solos resultantes da meteorização da rocha matriz, contendo geralmente, minerais não totalmente modificados pela ação das intempéries e processos pedológicos estabelecendo a permanência das partículas praticamente no mesmo lugar em que se encontrava em estado pétreo. Constituem a parte subjacente à camada do solo superficial laterítico. São solos residuais jovens que ocupam a parte mais profunda de um perfil de solo, resultantes da decomposição e/ou desagregação in situ da rocha que deu origem. Este solo mantém a estrutura original da rocha-mater, inclusive veios intrusivos, fissuras e xistosidade, mas perdeu a consistência de rocha (ABEL, 2011). Visualmente pode confundir-se com uma rocha alterada, mas apresenta pequena resistência ao manuseio (PINTO, 2002).

30 16 Abel (2011) cita que são constantes a presença de manchas e mosqueamentos desenvolvidos ao longo do processo de intemperismo e quanto à constituição mineralógica, apresenta-se muito variada e complexa, uma vez que depende do tipo de rocha matriz e do grau de intemperização. Na fração areia, pode ocorrer mineral não estável ao intemperismo tropical (mica e feldspatos) e na fração argila, minerais expansivos da família das esmectitas ou ilitas. A fração silte também pode ter constituição variada (argilominerais, micas, quartzo, magnetita e ilmenita) (ABEL, 2011).

31 17 3. MATERIAIS E MÉTODOS O trabalho de conclusão na área de geotecnia, mais especificamente na linha de investigação de laboratório estudou os solos tropicais, no que tange a sua distribuição granulométrica. Para tanto foi utilizado um solo com caracterização granulométrica conhecida via ensaio tradicional por peneiramento e sedimentação conforme NBR 7181 (ABNT 1984) que foi confrontada com outra caracterização a ser realizada via granulômetro a laser. Uma vez realizados, os ensaios com o granulômetro, foram comparados resultados dos experimentos das duas metodologias a fim de definir os dispositivos do equipamento que a aproximaram as respectivas curvas de distribuição granulométrica. Recursos oferecidos pelo granulômetro como tempo de ensaio, utilização ou não do defloculante e a utilização ou não do ultrassom foram os parâmetros analisados, buscando assim o uso ideal dos procedimentos de ensaio e ferramentas do equipamento para futuras pesquisas. Neste capítulo são apresentadas as informações principais das amostras do solo utilizado e a metodologia, bem como o planejamento dos ensaios aplicados para a determinação da análise granulométrica com o granulômetro a laser. A execução desses ensaios conta com o apoio do Laboratório de Geotecnia da Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Goiás.

32 MATERIAIS Os ensaios foram realizados com amostras retiradas do platô de jusante, situado no aterro da ombreira esquerda da barragem do Ribeirão João Leite. As campanhas experimentais e a coleta de amostras foram realizadas entre as cotas 746,00 m (topo do platô) e a cota 738,00 m do perfil Solo Estudado Foram coletadas oito amostras entre as cotas 746,00 m a 738,00 m, uma para cada metro do perfil, por Angelim (2011) e sua equipe durante a construção do aterro. Após locação do topógrafo, trincheiras foram abertas por meio de retroescavadeira para a retirada das amostras deformadas e indeformadas. A Tabela 3.1 apresenta as cotas do topo do bloco (amostra indeformada) das amostras analisadas, a data da coleta, bem como a altura do aterro erguido até a data. Cabe salientar que, a amostra indeformada foi retirada das imediações do bloco, após a compactação. Tabela 3.1 Cotas e datas de coleta das amostras deformadas e indeformadas - adaptada de Angelim (2011). Cota topo bloco (m) Cota do aterro (m) Data retirada 745,90 745,95 17/10/08 745,00 745,55 16/10/ ,95 14/10/08 743,00 743,15 13/10/08 742,00 742,15 10/10/08 741,00 741,35 09/10/08 740,00 741,35 09/10/08 739,00 739,15 03/10/08

33 19 Foi coletada uma amostra de solo natural da jazida, e, embora não se tenha registro da cota da camada em que foi lançada e coletada, ela está situada dentro do perfil de estudo. Essa amostra também foi estudada neste trabalho assim como as outras sete das oito amostras de cotas apresentadas na Tabela 3.1, com exceção da cota 744,00 m por indisponibilidade da mesma Caracterização Mineralógica do Solo O entendimento do comportamento do solo tem como base o conhecimento de sua mineralogia. A identificação da composição de um solo é uma ferramenta importante por condicionar as propriedades do solo possibilitando avaliação de sua gênese, do seu comportamento físico e químico, dando possibilidades inclusive a análise da eventual intemperização sofrida pelo solo. Angelim (2011) realizou os ensaios de diafratometria de Raios-X (DR-X) para a determinação da composição mineralógica das amostras coletadas. Os resultados obtidos estão resumidos na Tabela 3.2. A presença de cada mineral na amostra do material analisado está identificada com os termos principal, subordinado e traço referindo-se a quantidade encontrada (muito, pouco e muito pouco).

34 20 Cota (m) Prof. (m) Tabela 3.2 Características mineralógicas adaptada de Angelim (2011). Semiquantitativo Minerais presentes na composição da amostra de solo 745,75 0,25 744,85 1,15 742,85 3,15 741,85 4,15 740,85 5,15 739,85 6,15 738,85 7,15 Principal Subordinado Traço Principal Subordinado Traço S Principal Subordinado Traço Principal Subordinado Traço Principal Subordinado Traço Principal Subordinado Traço Principal Subordinado Traço Gibbsita e Quartzo Hematita, Magnetita e Caulinita Montmorilonita e Ilita Gibbsita e Quartzo Hematita, Ilmenita e Caulinita Montmorilonita Gibbsita Quartzo, Hematita e Caulinita Sepiolita e Ilita Gibbsita Quartzo, Hematita e Caulinita Ilita Gibbsita Quartzo, Hematita e Caulinita Sepiolita, Piroxênio e Ilita Gibbsita e Quartzo Hematita e Caulinita Ilita, Goethita e Montmorilonita Gibbsita Quartzo, Hematita, Espinélio e Caulinita Montmorilonita, Ilita, Magnetita, Sepiolita Segundo Angelim (2011), de uma forma qualitativa, a gibbsita foi o principal mineral encontrado em todas as amostras analisadas. Trata-se de um mineral constituído de Al(OH) 3 que ocorre sob forma de agregados microscópicos. Para Queiroz (2008), este mineral integra frequentemente a cadeia evolutiva dos solos tropicais e é muito frequente nos solos lateríticos. O quartzo, mineral constituído de SiO 2, esteve sempre presente nas amostras analisadas. Muito resistente à ação das intempéries, é comum encontra-lo no perfil de intemperismo de quase todos os solos tropicais (ANGELIM, 2011). A caulinita está entre os minerais subordinados presentes em todas as amostras. É o constituinte mais comum das argilas nos solos de intemperismo, que, para Angelim (2011), ocorre no horizonte superficial principalmente na fração argila.

35 21 De um modo geral, pela análise mineralógica conclui-se que os materiais detectados na composição do solo foram os mesmos em todas as profundidades. Mesmo havendo algumas diferenças na composição do solo quanto ao nível de intemperização, para Angelim (2011), essa variação é natural devido ao processo de desmonte da jazida em camadas e ao grande volume de material empregado na construção do aterro. Trata-se, portanto, de um solo de cor avermelhada, profundamente intemperizados, com presença de argilominerais, óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio (ANGELIM, 2011). O mineral principal em todas as amostras é a gibbsita, mostrando que elas são remanescentes de uma mesma jazida e que apresenta certa homogeneidade Caracterização Geotécnica Os resultados das análises granulométricas realizados nas amostras deformadas por Angelim (2011) são mostrados na Figura 3.1. Figura 3.1- Curvas de distribuições granulométricas do solo compactado do perfil de estudo. (Angelim, 2011)

36 22 Para Angelim (2011) os resultados distintos da análise granulométrica realizada com e sem o uso do defloculante se justificam pela existência de agregações de partículas constituintes do solo analisado em concreções com certa resistência à água, necessitando então de um agente químico dispersor. Com as análises granulométricas realizadas, foi possível conhecer o nível de laterização do solo e as dimensões das agregações presentes. Os resultados foram concordantes com a análise mineralógica, que apresentou em sua composição um teor significativo de óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, que por apresentarem propriedades cimentantes, contribuem para o processo de formação das concreções lateríticas. Os resultados de granulometria corroboram com os resultados de mineralogia, demonstrando que as amostras apresentam uma boa homogeneidade. Os resultados das características geotécnicas de interesse estão resumidos na Tabela 3.3 a seguir. Tabela 3.3 Resultados da caracterização geotécnica obtidos por Angelim (2011). Parâmetro Símbolo Unidade Valores médios ou intervalos Peso especifico dos sólidos γ s kn/m³ 14,59 Teor de umidade w % 20,4 Peso específico úmido γ kn/m³ 19,39 Índice de vazios e - 0,70 Porosidade n % 41,2 Índice de plasticidade IP % Limite de liquidez w L % Limite de plasticidade w P % Índice de atividade I a - 0,47 0,69 Os resultados mostram que, de maneira geral, trata-se de um solo do qual os valores obtidos para tais ensaios se mantiveram dentro de uma faixa esperada para esse tipo de solo quando compactado. Vale destacar que o índice de atividade (I a ) variando entre 0,47 e 0,69

37 denota um material inativo, I a 0,75 (PINTO, 2002). Segundo Sória (1986), esta baixa atividade é típica dos solos lateríticos Quantidade de amostra O software do granulômetro a laser indica a quantidade ideal de material necessária para a análise. Ele avalia se a amostra a ser analisada está dentro de uma faixa admissível e indica para o operador, podendo este, ter controle sobre o ensaio. Caso a quantidade de amostra extrapole a ideal, automaticamente o equipamento faz sua diluição, até atingir uma faixa adequada de operação. A quantidade inicial utilizada na maioria dos ensaios é em torno de 0,5 gramas. Para a realização dos ensaios desse trabalho utilizou-se essa quantidade de material Defloculante Em sua tese, Angelim (2011), considerou importante caracterizar o solo com análises granulométricas com e sem o uso de defloculante (hexametafosfato de sódio) para conhecer o nível de laterização do solo e das dimensões das agregações presentes, prática essa muito comum na região, na caracterização dos solos tropicais. Para analisar a influência do defloculante nos ensaios com o granulômetro, foram realizados ensaios nessas duas condições, a fim de fazer uma comparação nas mesmas bases e identificar o solo, principalmente no que tange as concreções do solo laterítico.

38 Granulômetro a Laser Foi utilizado o aparelho Granulômetro a Laser (Figura 3.2) fabricado pela Microtrac, modelo S3500, disponível no Laboratório de Geotecnia da Escola de Engenharia Civil da UFG. Figura3.2 - Granulômetro a Laser Microtrac, modelo S METODOLOGIA Foram feitos inicialmente ensaios de granulometria no solo natural, ou seja, solo que não sofreu processo de compactação in situ, coletado por Angelim (2011) para a obtenção de parâmetros iniciais de entrada, necessários para alimentação do software do equipamento. Definiu-se as variáveis do ensaio como uso de defloculante (com e sem), uso do ultrassom (com e sem), potência do ultrassom (20 V, 30 V e 40 V), tempo de ultrassom (2min e 3 min), número de ciclos (1-3), tempo do ciclo (1 min, 3 min e 5 min) e o índice de refratância (1,56 para caulinita e 1,81 para neutro).

39 25 Os intervalos das variáveis analisadas estão de acordo com as possibilidades oferecidas pelo equipamento, procurando avaliar de forma global a gama de opções disponíveis. Quanto ao índice de refratância, necessário para os cálculos dos diâmetros das partículas, foi utilizado o valor de 1,56 disponível em tabela dada pelo fabricante para o argilo-mineral caulinita, cuja presença foi detectada em todas as amostras do solo pelo ensaio DR-X observado. Apesar do mineral gibbsita ter sido definido como mineral principal em todas as amostras, deve-se salientar a influência da fração argila, no caso, representada pela caulinita, no solo estudado. Segundo orientação do fabricante, o índice de refratância de 1,81 é considerado neutro, podendo ser utilizado quando não se sabe o valor exato deste parâmetro para o material da amostra. Este parâmetro, em tese, diminuiria a influência do mesmo no cálculo dos diâmetros das partículas pelo software. Cabe salientar que o fabricante recomenda que o usuário determine este parâmetro real para o material a ser ensaiado. Nesse sentido, buscando analisar a influência desta simplificação, considerando que numa amostra de solos trata-se de uma composição variada de minerais sendo cada um com índice de refratância diferente e da impossibilidade de se fazer uma análise mais apurada desse parâmetro para o compósito solo, tal valor neutro foi testado e analisado também para uso em futuros ensaios. Depois de analisadas as variáveis e comparadas aos estudos de granulometria do solo natural realizados pelo método tradicional, foram escolhidos os parâmetros para os ensaios das sete amostras com cotas identificadas. As amostras ensaiadas no granulômetro foram preparadas de acordo com a NBR 6457 (ABNT, 1986).

40 26 Depois de quarteadas, secadas e destorroadas, as amostras foram passadas na peneira 2 mm. A fração passante foi selecionada como amostra de solo, haja vista que esse é um tamanho máximo na escala disponível do equipamento granulômetro a laser, ou seja, ele é capaz de caracterizar material da fração areia, silte e argila. Para cada amostra de solo retirada da barragem, foram tomados 70 gramas do material passante na peneira. Conforme dito anteriormente, para cada ensaio foram utilizados cerca de 0,5 gramas de amostra de solo com exceção da amostra de 744,00 m. Nos ensaios onde foi usado o defloculante (hexametafosfato de sódio), foram empregados os procedimentos conforme a NBR 7181 (ABNT, 1984), ou seja, 125 cm³ de solução de defloculante com a concentração de 45,7 gramas do sal por 1000 cm³ de solução foram adicionados à amostra de 70 gramas de solo. O vasilhame que continha a solução foi agitado até que todo o material ficasse imerso. Após esse procedimento, foi concedido um repouso de no mínimo 12 horas. Para todos os ensaios, foi utilizada água destilada em temperatura ambiente. Após preparadas as amostras, o granulômetro e seu software foram acionados e todos os parâmetros escolhidos foram informados ao equipamento. Antes de todos os ensaios, foi feita uma limpeza padrão acionada numa operação automática livrando o dispersante de impurezas. Com o equipamento limpo, foram colocadas as amostras cuja quantidade foi controlada pelo próprio equipamento. Após este processo, foram feitas as medições das amostras. Todas elas foram registradas e os dados obtidos foram tratados para posterior comparação com as curvas de distribuição granulométrica obtidas via ensaio tradicional, realizadas por Angelim (2011). Nas Tabelas 3.4 e 3.5, é representado um programa experimental com as combinações de variáveis aplicáveis nos ensaios feitos com o solo natural.

41 27 Tabela 3.4 Combinações de variáveis aplicadas aos ensaios de solo natural com defloculante VARIÁVEIS Ultrassom (2 min) S/ Ultrassom Total de 48 ensaios. Ciclos 1 3 Refratância 1min 3min 5min 1min 3min 5min 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56 Tabela 3.5 Combinações de variáveis aplicadas aos ensaios de solo natural sem defloculante. VARIÁVEIS Ultrassom (2 min) Ultrassom (3 min) S/ Ultrassom Total de 84 ensaios. Ciclos 1 3 Refratância 1min 3min 5min 1min 3min 5min 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56 1,81 1,56

42 28 4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS Neste capítulo são apresentadas as curvas de caracterização dos ensaios com o solo natural e os parâmetros de configuração do equipamento, já tratados anteriormente, dito aqui de Ensaios Preliminares. Posteriormente, são discutidos os resultados dos ensaios para a definição dos Ensaios Finais com as amostras referentes às cotas do perfil. 4.1.NOMENCLATURA UTILIZADA Para a melhor compreensão dos gráficos, várias combinações entre parâmetros foram utilizadas. O primeiro parâmetro informado será o número de ciclos (1-3). O segundo será a profundidade ou localização da amostra (Nat; 739; 740; 741; 742; 743; 743,7; 745; 745,9). O terceiro item identificará o período de duração do ciclo (1-3-5), dado em minutos. Caso a amostra tenha mais de um ciclo e eles sejam representados individualmente, o terceiro item representará o ciclo em questão e seu respectivo tempo de duração. Exemplo: 1-3 (o primeiro ciclo de três minutos). O índice de refração é representeado na quarta posição por N ou C (natural ou caulinita, respectivamente). Caso seja usado o defloculante, este logo será representado pela palavra Hexa, (hexametafosfato de sódio).

43 29 Logo depois virão as informações sobre a potência ( ) e tempo de ultrassom (2-3). Caso essa ferramenta não seja usada, a amostra será identificada como S/Ultra. Exemplo: 3Nat1-5C-Hexa-20Ultra2 Neste exemplo, está representado o ensaio com três ciclos do solo natural, sendo que este é o primeiro ciclo de cinco minutos. Para o mesmo, o cálculo foi feito com o índice da caulinita, usando defloculante e com ultrassom com 20 volts com período de dois minutos ENSAIOS PRELIMINARES Foram realizados ensaios preliminares com o solo natural para definir ajustes de parâmetros aplicados aos Ensaios Finais. A seguir é descrita a metodologia adotada na variação dos parâmetros Número de ciclos O primeiro parâmetro analisado foi a quantidade de ciclos que o equipamento proporciona. Várias comparações foram feitas visando descobrir o comportamento da amostra perante a quantidade de vezes que a mesma era analisada pelo equipamento. Conforme destacado no item 4.1, as amostras foram analisadas somente com 1 e 3 ciclos obtendo para o último uma média. A seguir, tem-se um exemplo da comparação entre o número de ciclos.

44 Porcentagem que passa (%) ,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 1Nat3N-20Ultra3 3Nat1-3N-20Ultra3 3Nat2-3N-20Ultra3 3Nat3-3N-20Ultra3 3NatN-20Ultra3 10,00 0,00 0, ,0001 0,001 0,01 0, Tamanho da partícula (mm) Figura 4.1- Comparação entre quantidade de ciclos. Na Figura 4.1 pode-se observar que para os mesmos parâmetros, ou seja, índice de refração natural, ciclos de três minutos, ultrassom de 20 Volts com aplicação de três minutos, e mudando apenas a quantidade de ciclos, as curvas obtidas são razoavelmente uniformes. Este comportamento foi característico na grande maioria das comparações entre ciclos. É importante salientar que o primeiro ensaio perdura por seis minutos ao somar-se com o tempo de ultrassom, já o segundo, por doze minutos. Em função do tempo de ensaio, com um ciclo o tempo de ensaio é a metade de três, foi adotado nas análises a utilização de um ciclo. No apêndice A, outras comparações entre ciclos são apresentadas Tempo do ciclo Como dito anteriormente, os ciclos podem variar entre 1, 3 e 5 minutos. Na Figura 4.2 é apresentado um exemplo de comparação entre o tempo dos ciclos.