Um Novo instrumento para medida de sucção nos solos

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1 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), abdoulazizdiene@yahoo.com. Mahler, C.F. Prof. D. Sc. Departamento de Engenharia Civil / COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Caixa Postal 68506, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, cfmahler@acd.ufrj.br. Gonçalves, H.S. Engenheiro Civil / Pesquisador do Laboratório de Geotecnia Departamento de Engenharia Civil / COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), helcio@geotec.coppe.ufrj.br. 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 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA 275

2 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 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 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 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. 276 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

3 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) IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA 277

4 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 incompressíveis. 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 278 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

5 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, NH 2, 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. Substâncias não polares: Como, por exemplo, 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 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA 279

6 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 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

7 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

8 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. 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): 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; 282 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

9 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). 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, observando-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 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 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

10 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 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). 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 TENSE- EPX1 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 9 - Resultados dos tensiômetros de sucção elevados correlacionados com o tensiômetro de equivalência ensaiados no lisímetro (tanque B). Figura 10: - Valores de sucção medidos pelos tensiômetros de sucção elevada, tensiômetro de equivalência EQ2 e o tensiômetro automatizado T4 (tanque A). 284 IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA

11 Figura 11 - Valores de sucção medidos pelos tensiômetros de sucção elevada, tensiômetro de equivalência EQ2 e o tensiômetro automatizado T4 (tanque B). 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 pedra porosa e do transdutor, separadamente em outras montagens devido à facilidade de manuseio do procedimento proposto. Os valores máximos medidos pelo TENSE- EPXO 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. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASHCROFT, Model K2 pressure transducer. www. dresserinstruments.com DIENE, A. A., Desenvolvimento de tensiômetros para sucção elevada, ensaiados em lisímetros de laboratório. Dissertação de mestrado - Coppe-UFRJ, 173 pags. ENTRAN PRESSURE SENSORS, 2000 EPX Miniature Threaded Pressure Sensors. GUAN, Y. & FREDLUND, D. G., 1997 Direct measurement of high soil suction. In: Simpósio solos não saturados brasileiro, 3, vol.2, pp , Rio de Janeiro. HOPKINS, W. G., Introduction to plant physiology. New York, John Wiley & Sons, 464 p. KRAMER, P.J. and BOYER, J.S Water Relations of Plants and Soils. Academic Press: San Diego. 495 pp. MARINHO, F. A. M. & CHANDLER, R. J., Cavitation and the Direct Measurement of Soil Suction. In: First International Conference on Unsaturated Soils, Paris, France, vol. 2, pp IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA 285

12 KÖNIG, D., JESSBERGER, H.L., BOLTON, M.D., PHILLIPS, R., BAGGE, G., RENZI, R., and GARNIER, J., Pore pressure measurement during centrifuge model test: experience of five laboratories, In: Leung, Lee, and Tan (eds), centrifuge , Rotterdam: Balkema. PACHECO, A.C., Desenvolvimento de um novo tensiômetro para medidas de sucção acima de uma ATM. Tese de Msc. Coppe-UFRJ. 93pags. RIDLEY A. M., 1993 The measurement of soil moisture suction. PhD. Thesis University of London, Civil Eng. Department. RIDLEY A. M., 1995 Strength-suction-moisture content relationship for kaolin under normal atmospheric conditions. In: First International Conference on Unsaturated Soils/ Unsat 95, Paris, vol.2, RIDLEY A. M. & BURLAND J. B., 1993 A new instrument for measuring soil moisture suction. In: Technical Note, Geotechnique, vol.43, nº 2, TABOR, D., Gases, liquids and solids, 2 nd edition, Cambridge University Press. TAIZ & ZEIGER, Plant Physiology 2 nd Edition. Sinauer Associates, Inc. Sunderland, MA. TAKE, W.A. & BOLTON, M.D., A Negative Devices for the Measurements of Negative Pore Water Pressure in Centrifuge Models. Physical Modeling On Geotecnics, págs TARANTINO, A., BOSCO, G. & MONGIOVI, L., Response of the IC Tensiometer With Respect to Cavitation. Unsaturated Soils for Ásia, págs TARANTINO, A. & MONGIOVI, L., Design and Construction of a Tensiometer for Direct Measurement of Matric Suction. Unsaturated Soils, págs IV COBRAE - Conferência Brasileira sobre Estabilidade de Encostas - Salvador-BA