Medição de umidade no solo através de sensores capacitivos

Transcrição

1 Meição e umiae no solo através e sensores capacitivos Anréa Carla Alves Borim* Doutora em Engenharia Elétrica - UFU Assessora e Desenvolvimento Eucacional a Anhanguera Eucacional Professora a Faculae Comunitária e Santa Bárbara anrea.borim@unianhanguera.eu.br Carlos Alberto Ramos Pinto Mestre em Engenharia Mecânica - UFU Supervisor os Laboratórios e Engenharia e Informática a Eucacional a Anhanguera Eucacional S.A. Professor a Faculae Politécnica e Juniaí carlos.ramos@unianhanguera.eu.br Resumo A aplicação e sensores capacitivos na meição e umiae o solo é analisaa e iscutia. Sensores capacitivos com placas metálicas envernizaas e ielétricos porosos e vários materiais foram construíos. Ensaios experimentais, com conições e umiae controlaa foram realizaos para calibrar os sensores e também para aferir a precisão as meias. Palavras-chave: humiae o solo, sensores capacitivos, irrigação Abstract The application of capacitive sensors for humiity measurement was iscusse. Capacitive sensors with metal plates an porous ielectrics were buil Experimental research with known humiity conitions was evelope to calibrate the sensors an to measure precision. Key-wors: Soil Humiity, Capacitive Sensors, Irrigation Introução É comum alunos ingressantes nos cursos e engenharia, ao se epararem com as isciplinas o ciclo básico, principalmente cálculo, física e química, fazem a clássica pergunta: Por que tenho que estuar isso? One vou aplicar este conteúo? Neste momento é e funamental importância que os professores estas isciplinas, mesmo não seno engenheiros, saibam inicar a aplicabiliae os conteúos através e exemplo que façam parte o cotiiano o aluno e tenham relação com a profissão. O objetivo este artigo é estabelecer relação entre um os conteúos exploraos na isciplina física, a capacitância, e sua aplicação ireta na agricultora, através a construção e sensores que auxiliam a otimização os recursos híricos e energéticos, bem como o aumento a proução (PINTO, 1996). Atualmente vários centros e pesquisa têm se eicao a estuos nas áreas e Agricultura e Zootecnia e Precisão. Estas são linhas e pesquisa que se eicam ao estuo e esenvolvimento e técnicas que melhorem a proutiviae e esempenho vegetal e animal, bem como a otimização e recursos, visano a *Bolsistas FUNADESP - Funação Nacional e Desenvolvimento o Ensino Superior Particular 51

2 competitiviae. Neste contexto, na área e instrumentação aplicaa à agricultura, iversos trabalhos já foram realizaos, visano compreener a ativiae as plantas e otimizar a sua proutiviae através o monitoramento e controle e conições ambientais (BORIM, 2003). Irrigação A irrigação aplicaa na agricultura é uma ativiae que melhora os níveis e proução as culturas através o fornecimento artificial e água. Proporciona assim um renimento estável a plantação e um melhor aproveitamento a área agricultável, uma vez que torna a proução inepenente a ocorrência natural e chuvas (CARDOSO, 1994). A título e exemplo, culturas como o tomate e a alface têm seu esempenho comprovaamente relacionao com a quantiae e água isponível ao longo e too esenvolvimento a cultura. Estuos mostram que, particularmente, para estas uas espécies possam se esenvolver e forma ieal é necessário que se mantenha o solo com no mínimo 80% e umiae útil. Assim, em áreas one existe a ocorrência a estação as chuvas, a irrigação permite que o solo seja cultivao também no períoo a seca. Nas regiões e clima ário ou semi-ário, é possível cultivar proutos agrícolas aplicano técnicas apropriaas e irrigação, permitino assim que áreas improutivas ou e baixa proutiviae, passem então a prouzir, ese que existam rios ou lençóis e água subterrâneos, nas proximiaes a lavoura, para abastecer o sistema (PINTO, 1996). Sua aplicação, no entanto, respone pelo maior consumo e água e e energia em qualquer sistema agrícola. Assim, como a área irrigaa tem aumentao consieravelmente, surge naturalmente, a preocupação e se preservar os recursos híricos e energéticos isponíveis. Diversos outros motivos poem ser enumeraos para justificar a aplicação e técnicas científicas aos processos e irrigação. Porém, o objetivo central sempre está em otimizar o consumo e água e energia, para maximizar a rentabiliae a proução e minimizar o impacto a ativiae sobre o meio ambiente. Otimização a Irrigação Basicamente, os trabalhos científicos esenvolvios com o objetivo e melhorar as técnicas e irrigação iviem-se em quatro grupos principais que poem ser classificaos e acoro com os recursos utilizaos para caracterizar a situação a cultura estuaa e e acoro com o processo e otimização a irrigação, são eles (PINTO, 1996): 1) Os que baseiam-se nas características meteorológicas e climáticas. 2) Os que utilizam informações geraas através e granezas obtias iretamente nas plantas. 3) Processos baseaos em informações obtias por meias realizaas a partir o solo utilizao para a cultura. 4) Otimização e motores e bombas. Neste trabalho está classificao no terceiro grupo, uma vez que propõe a construção e um sistema e irrigação baseao em informações colhias o solo a partir e um sensor capacitivo. Sensor Capacitivo Neste trabalho propoe-se a utilização e sensores para meir o potencial e água no solo. Para isso foram construíos alguns sensores, através o uso e placas e cobre e alguns tipos e ielétrico, como por exemplo gesso e papel. Toos os sensores construíos para verificar a eficiência o sistema proposto, apresentam basicamente a mesma constituição. Assim, a Figura 1 apresenta o iagrama o sensor com ielétrico e papel, esmontao para melhor visualização. Os emais sensores possuem apenas o ielétrico composto por materiais iferentes (HALLIDAY, 2002). Figura 1: Esquema construtivo o sensor. Princípios e Funcionamento o Sensor Capacitivo O fenômeno a capacitância elétrica é utilizao numa grane varieae e sensores evio a algumas 52

3 características convenientes que ele apresenta. Basicamente, ois princípios poem ser utilizaos para caracterizar uma eterminaa graneza variante no tempo (EDMINISTER, 1985): O primeiro princípio é baseao na variação a istância entre as placas o capacitor. O seguno utiliza a variação o meio ielétrico existente no interior as placas o capacitor. Para que o efeito capacitivo seja entenio como princípio e funcionamento e sensores, é necessário inicialmente que se caracterize precisamente a capacitância. A efinição mais abrangente e capacitância entre ois conutores quaisquer, imersos em um meio ielétrico homogêneo, é aa pela seguinte expressão (HAYT, 1983): Q V (1) 0 one Q é o móulo a carga elétrica total e caa conutor e V 0 é a iferença e potencial elétrico entre os conutores. Porém, com poemos ver, a formula apresentaa naa iz a respeito o meio ielétrico ou a istância entre os conutores. Para que possamos resolver esta questão evemos usar como recurso a Lei e Gauss. Partino a aplicação a Lei e Gauss ao elemento iferencial e volume o conutor, poe-se escrever: Q = D S (2) S one D é o vetor que representa a ensiae e fluxo elétrico e o vetor S representa o elemento iferencial e superfície o conutor. Para euzir a expressão o capacitor e placas planas e paralelas, utilizao neste trabalho, é necessário escrever a ensiae e fluxo elétrico em função a intensiae e campo elétrico e a permissiviae elétrica o meio. Assim, no vácuo, a ensiae e fluxo elétrico poe ser escrita a seguinte forma: D ε E (3) = 0 one ε 0 é a permissiviae elétrica o vácuo e E representa o vetor campo elétrico. Consierano qualquer outro meio ielétrico iferente o vácuo efine-se a permissiviae elétrica a seguinte forma: ε = ε R ε 0 (4) one ε R é uma graneza que epene unicamente a natureza o meio ielétrico utilizao no capacitor. Por outro lao, vino a efinição e iferença e potencial elétrico tem-se a seguinte expressão: V AB A = E L (5) B Aplicano os resultaos observaos nas Equações (3), (4) e (5) na Equação (1), obtém-se a expressão a seguir: ε S + (6) E S E L Analisano a Equação (6) conclui-se que a capacitância é inepenente a iferença e potencial aplicaa e a carga elétrica presente em qualquer um os conutores. Estas uas características resumem a utiliae o capacitor em circuitos elétricos. Consierano-se agora um sistema particular mais simples, one os conutores são planos infinitos e paralelos, conforme apresentao na Figura 2, é possível concluir que: E s = ρ a ε z (7) one ρ s é a ensiae superficial e cargas e a z é o versor o eixo coorenao z. Figura 2: Capacitância para placas planas infinitas e paralelas. Partino a Equação (7) e utilizano a Equação (3), obtém-se: 53

4 D = ρ s a (8) z Consierano a iferença e potencial entre as placas obtém-se a equação a seguir: inf. ρ s V0 = E L = z ε sup. 0 (9) Realizano a integração escrita na Equação (9), obtém-se: V = ρ s 0 (10) ε Como as placas utilizaas na eução são consieraas infinitas, a carga elétrica presente em caa uma também é infinita, resultano em um valor infinito para a capacitância. Visano obter um resultao mais prático, eve-se consierar uma eterminaa região com área finita nas placas utilizaas. Desta forma, a carga presente não é mais infinita e poe ser escrita a seguinte forma: Q = ρ s S (11) one S é a área a placa utilizaa no capacitor. Substituino as Equações (10) e (11) na Equação (1), obtém-se a seguinte equação: ε S (12) A Equação (12) é vália com bastante precisão para capacitores reais, ese que as imensões a placa sejam consieravelmente maiores que a istância entre elas (KERCHNER, 1973). Neste caso, a suposição e que as placas são infinitas comparaas com a istância entre elas, é vália. Observano mais etalhaamente a Equação (12), observa-se que o valor a capacitância epene exclusivamente e características o meio ielétrico e a geometria o capacitor. Desta forma, é bastante viável utilizar a capacitância elétrica como princípio e funcionamento para sensores. Neste caso, tanto a variação o parâmetro e como a variação a istância, poem ser utilizaos para acompanhar a variação e outras granezas. elétrica o sensor e acoro com a variação a quantiae e água presente no substrato analisao. Como foi escrito na Seção 3.1, existem ois parâmetros básicos para utilizar a capacitância elétrica em sensores. No primeiro proceimento, a istância entre as placas o capacitor eve ser variaa. Porém para este trabalho, a utilização a istância variável é inaequaa. O mais conveniente no entanto, é utilizar a variação o meio ielétrico presente entre as placas o capacitor. Assim, utilizano-se um capacitor não lacrao, otao e um meio ielétrico poroso, a variação a capacitância epene exclusivamente o tipo e a quantiae e matéria presente entre as placas, uma vez que os emais parâmetros que influenciam no valor a capacitância poem ser consieraos constantes para este caso. Desta forma, a meia que o solo ao reor o sensor se torna mais úmio, o meio poroso que compõe o ielétrico, absorve uma eterminaa quantiae e água, proporcional à umiae presente no substrato. Analogamente, quano o solo se torna mais seco, o meio ielétrico pere água em função a umiae presente ao reor o sensor. Este comportamento se eve ao fenômeno e ifusão a água através e meios porosos. A Figura 3 apresenta esquematicamente, a forma como o sensor é aplicao no solo. Sabe-se que a umiae na maioria os tipos e solo poe ser variável e acoro com a profuniae consieraa. Assim, a posição em que o sensor é colocao epene a cultura que está seno analisaa, uma vez que caa planta esenvolve a maior parte as suas raízes em profuniae específica. O sensor eve ser colocao na zona a raiz a planta analisaa para que ele apresente uma resposta significativa a quantiae e água isponível para a mesma. Figura 3: Representação o sensor no solo. Características o Sensor e Umiae em Solos O sensor utilizao para monitorar a umiae no solo trabalha com base na variação a capacitância 54

5 Partino a Equação (12) poe-se concluir que o valor a capacitância o sensor varia linearmente com a permissiviae elétrica o meio, uma vez que tanto a istância entre as placas como a área as mesmas são constantes. Desta forma, a resposta elétrica o sensor epene exclusivamente as variações ocorrias no meio ielétrico. Cinco sensores foram construíos para a realização os ensaios experimentais. Toos eles apresentam imensões iferentes entre si e forma a permitir que os resultaos fossem comparaos e avaliaos e acoro com o meio ielétrico e a imensão os mesmos. As características geométricas e os meios ielétricos utilizaos nos sensores, são apresentaos na Tabela 1. através o meio ielétrico que poe ocorrer epeneno a conutiviae a água ou o solo. A Figura 5 apresenta a vista lateral o sensor e forma mais etalhaa. O verniz é um meio ielétrico presente entre as placas o sensor. Sabe-se que quano existem vários meios ielétricos istintos colocaos entre as placas, o capacitor resultante esta combinação possui comportamento análogo a vários capacitores associaos em série, one caa um possui exclusivamente um os ielétricos que compõe a associação. Esta suposição é veraeira se os meios ielétricos são associaos paralelamente às placas. Com base na Figura 4, observa-se que existem três capacitores associaos em série no sensor. Tabela 1: Características construtivas os sensores e umiae no solo. Sensor Dielétrico Raio (r) - [m] Distância () - [m] Área (S) -[m 2 ] R = /r 1 Papel 18.5 x x x E-2 2 Pera Pome 21.5 x x x E-1 3 Pera Pome 24.0 x x x E-1 4 Gesso 19.0 x x x Gesso 18.5 x x x E-1 Figura 4: Vista lateral ampliaa o sensor. Nesta tabela, o papel mencionao como meio ielétrico o primeiro sensor, é o tipo filtrante e apresenta microporosiae. Aina, o parâmetro R é efinio com o objetivo e caracterizar a razão existente entre a imensão a istância entre as placas o sensor, com o raio as mesmas. A variação encontraa entre os iferentes tamanhos os sensores utilizaos, tem como objetivo, permitir uma avaliação a influência e R sobre o comportamento os sensores, tal que a hipótese e uniformiae o campo elétrico, consieraa na Equação (7), seja satisfeita. Porém, a Equação (12) não poe ser aplicaa para calcular o valor a capacitância teórica os sensores, tal como expressa anteriormente, mesmo supono que as permissiviaes elétricas os meios sejam bem conhecias. Um elemento complicaor surge evio às placas os sensores serem completamente recobertas por um verniz isolante, para evitar a oxiação o cobre enquanto as mesmas estiverem imersas no solo. Porém, a principal proprieae este isolamento é a e eliminar o possível efeito e conução e cargas elétricas Desta forma, para realizar um estuo teórico poe-se consierar que o sensor utilizao funciona a mesma forma que o esquema apresentao na Figura 5. Figura 5: Representação elétrica equivalente o sensor. 55

6 Deseja-se, então, encontrar uma expressão para calcular a capacitância equivalente o circuito e capacitores em série que representa o sensor. Assim, partino a Equação (1) e consierano que a tensão elétrica o circuito equivalente é igual à soma as tensões elétricas iniviuais e caa capacitor, poe-se escrever (DESOER, 1979): Q (13) V' + V + V' one V representa a tensão elétrica aplicaa sobre o meio poroso o sensor e V é a tensão aplicaa sobre o verniz que recobre as placas. A Equação (13) somente é vália quano os capacitores estão associaos em série. Como por hipótese, as camaas e verniz aplicaas nas uas placas são iguais, escreve-se a Equação (13) na seguinte forma: Q (14) 2 V ' + V Substituino as Equações (10) e (11) na Equação (14), obtém-se o seguinte resultao: ρ ss ρ s ρ s 2 ' + (15) ε ' ε One as ensiaes superficiais e cargas são iguais para os três capacitores, uma vez que a área o sensor é constante. Assim, analisano a Equação (15), verifica-se que este termo poe ser cancelao: S 2 1 ' + 1 (16) ε ' ε Por conveniência, ivie-se os ois termos a razão pela área S. O resultao obtio é apresentao na Equação (17): 1 ' 2 + (18) ε ' S ε S Assim, aplicano a Equação (12) na Equação (18), finalmente obtém-se: C ' C (19) One C ' é capacitância associaa à caa camaa e verniz e C é a capacitância o meio poroso. Como a capacitância as uas camaas e verniz é constante, a variação a capacitância o sensor epene apenas a variação a capacitância o meio ielétrico poroso. Com a conclusão obtia na Equação (19) é possível estimar o valor teórico a capacitância para o sensor, consierano o meio poroso completamente livre e umiae. Esta estimativa somente é possível para o sensor com ielétrico e papel filtrante, uma vez que os emais meios utilizaos não possuem a sua permissiviae elétrica catalogaa na literatura isponível. Assim, para que este cálculo seja realizao, é necessário consierar as imensões o sensor inicaas na Figura 5. O raio não é afetao pelo verniz. Assim as istâncias consieraas são = 1.0 x10-3 m e = 0.1 x10-3 m. Aina consierano a Equação (18), percebe-se que é necessário estimar a permissiviae elétrica relativa o meio poroso e o verniz para calcular a capacitância associaa a caa um os meios. Os valores apresentaos por Hayt (1983) para o verniz e para o papel são, respectivamente, ε RVerniz = 1.2 e ε RPapel = 4.2. Para o vácuo, a permissiviae elétrica é aa por ε 0 = x F/m. Assim, utilizano-se a Equação (4) obtém-se ε Verniz = x10-11 F/m e ε Papel = x10-11 F/m. Toas as granezas necessárias para aplicar a Equação (12) já estão isponíveis. É possível, então, calcular os valores estimaos para as capacitâncias parciais C e C. Assim aplicano-se os valores especificaos acima na Equação (12), obtém-se C = x10-10 F e C = x10-11 F. Com estes valores estimaos é possível obter o valor a capacitância total o sensor. Aplicano-se estes valores na Equação (19), estima-se a capacitância teórica para o sensor, C s = 4.0 x10-11 F ou C s = 40.0 pf. Dispositivo e proceimento e calibração Para realizar os experimentos necessários à calibração o sensor, foi necessário construir um sistema one a quantiae e água presente na amostra e solo fosse o único parâmetro variável na experiência. Logicamente, esta variação everia ser monitoraa 56

7 através e um métoo bastante preciso. Com este sistema construío, tornou-se viável levantar uma curva que relaciona a tensão elétrica e caa sensor como uma função a massa relativa e água contia no solo (massa e água / massa total). Outras informações importantes também pueram ser obtias a partir os aos mencionaos anteriormente. Como objetivo e estabelecer esta relação, construiu-se um recipiente fechao com tela na extremiae inferior e aberto na extremiae superior, para armazenar as amostras e terra ou e areia utilizaas na aferição o sistema. A representação esquemática o recipiente e calibração é apresentaa na Figura 6. Figura 6: Representação esquemática o recipiente e calibração o sensor. e a tensão elétrica inicial no sensor foram anotaas e em seguia, pequenas quantiaes e água aplicaas, e forma homogênea, foram introuzias em intervalos e ois minutos, suficientes para que o sistema atingisse o estao e equilíbrio. Nesta situação foi meia novamente a massa o sistema e a tensão fornecia pelo sensor. Com os aos obtios construiu-se uma tabela para caa tipo e solo ensaiao, relacionano a massa o sistema com a tensão elétrica fornecia pelo sensor. A partir estes aos, outras relações foram obtias. As meias experimentais geraas pelo sistema e calibração são apresentaas a seguir. Sensor Construío com ielétrico e gesso Toos os sensores foram construíos e tiveram seu esempenho analisao. Como exemplo serão apresentaos os resultaos obtios com o sensor e gesso. Para isto, aicionou-se e terra ao recipiente e calibração juntamente com o sensor que utiliza gesso. As meias apresentaas na Tabela 2 foram obtias com a aição graual e água. Este sistema tem iâmetro interno igual a 102 mm, iâmetro externo igual a 113 mm e altura igual a 161 mm. A função a tela é ar sustentação à amostra e terra ou areia utilizaa para a calibração, permitino que a água escoe para fora o recipiente quano a quantiae máxima e umiae que o solo é capaz e armazenar for atingia. Juntamente com a tela, um tecio e náilon foi colocao para fechar o recipiente, impeino assim que as partículas e pequeno tamanho fossem levaas pela água, uma vez que a malha a tela utilizaa é e cerca e 1 mm 2. O recipiente foi suspenso por um suporte, também para permitir o livre escoamento a água através a tela. Em caa experimento, o sensor foi pesao para que sua massa puesse ser esconsieraa nos resultaos. O sistema escrito acima foi colocao em uma balança e precisão. Uma quantiae a amostra e solo seco foi colocao no recipiente, com o sensor eviamente instalao e energizao. A massa o sistema Tabela 2: Relação entre a massa o sistema e a tensão elétrica no sensor e gesso com R = 1.526, utilizano-se terra. m Sistema - [g] V sensor - [v] m Sistema - [g] V sensor - [v] 1126,50 1, ,00 0, ,50 1, ,00 0, ,00 0, ,50 0, ,50 0, ,50 0, ,00 0, ,50 0, ,00 0, ,00 0,028 Neste experimento, também é possível observar a partir a tabela, que a tensão elétrica no sensor varia e forma coerente com a massa e água contia no sistema. Com o mesmo sensor e gesso, utilizou-se uma amostra e 710 g e areia. Os aos obtios neste ensaio são apresentaos na Tabela 3. Uma maior quantiae e pontos foram obtios neste ensaio evio à necessiae e maior quantiae e água para atingir a saturação a amostra e areia. Este fato é justificao, pois uma maior massa e areia foi utilizaa para calibração este sensor. 57

8 Tensão no Sensor / Tensão e Alimentação Tabela 3: Relação entre a massa o sistema e a tensão elétrica no sensor e gesso com R = 1.526, utilizano areia. m Sistema - [g] V sensor - [v] m Sistema - [g] V sensor - [v] 1314,00 1, ,00 0, ,00 1, ,00 0, ,00 0, ,00 0, ,00 0, ,50 0, ,00 0, ,00 0, ,00 0, ,50 0, ,00 0,315 Figura 7: Relação entre mr e V sensor/vs para o sensor e gesso, com R = (a) Curva referente a amostra e terra. (b) Curva referente a amostra e areia. 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 (a) Terra (b) Areia m R - (%) De fato, realizano a pesagem o sensor após o processo e calibração, seu incremento e massa associao à presença e água foi e 17 g, enquanto o sensor e pera com R = 3.75E-1 sofreu um incremento e 8 g, fato este que explica a iferença no ponto e saturação encontrao. A Figura 7, ilustraa acima, apresenta a relação existente entre porcentagem relativa e água presente no solo e a tensão e saía normalizaa o sensor e gesso (R = 1.526), utilizano-se a amostra e terra. Deseja-se verificar também a variação a capacitância o sensor com a massa e água no solo. Este gráfico é apresentao na Figura 8. Figura 8: Relação entre mr e C para o sensor e gesso, com R = (a) Curva referente a amostra e terra. (b) Curva referente a amostra e areia. Capacitância - (F) 3,5x10 3,0x10 2,5x10 2,0x10 1,5x10 1,0x10 5,0x ,0 (a) Terra (b) Areia m R - (%) A Figura 9 apresenta a relação entre a permissiviae elétrica o meio e a massa e água presente no solo. Novamente, este gráfico possui o comportamento semelhante à Figura 8, evio a forma como a capacitância elétrica e a permissiviae elétrica se relacionam. O sensor calibrao acima, com ielétrico e gesso e R = 1.526, possui o maior fator R utilizao neste estuo. Assim, como mencionao anteriormente, quano a istância entre as placas o capacitor é significativa em relação ao raio as mesmas, a teoria esenvolvia na Seção 3 não poe ser aplicaa com precisão evio as istorções ocorrias na forma o campo elétrico existente. Figura 9: Relação entre mr e para o sensor e gesso, com R = 7.674E-1. (a) Curva referente a amostra e terra e (b) curva referente a amostra e areia. Permissiviae - (F/m) 1,0x10-7 8,0x10-8 6,0x10-8 4,0x10-8 2,0x10-8 (a) Terra (b) Areia 0, m R - (%) 58

9 Desta forma, a não lineariae observaa na Figura 8 se eve provavelmente a estas istorções no campo elétrico que invaliam a Equação (7). Este fato, também, é observao e forma semelhante na Figura 9. Porém, este aspecto não inviabiliza a aplicação o mesmo na meia a umiae relativa presente no solo. Entretanto, a característica e inepenência o tipo e amostra não poe ser consieraa neste caso. Após a realização o proceimento experimental, algumas reflexões sobre as características e operação os sensores são válias. Deve-se verificar que este trabalho apresenta uma iéia introutória para o esenvolvimento e um sistema e monitoramento a umiae no solo. A repetibiliae os resultaos experimentais foi verificaa neste trabalho. Porém, outras características os sensores não foram analisaas evio a não isponibiliae e equipamentos aequaos para a verificação e alguns aspectos experimentais. Inicialmente, tomano como base uma balança igital como instrumento e referência, verificou-se que a incerteza as meias realizaas experimentalmente não superou 0,5% seno consieraa suficientemente precisa para a aplicação proposta neste trabalho. Porém, a aplicação e um instrumento e alta precisão poe melhorar a qualiae os aos obtios. Outra consieração importante iz respeito a compactação o solo. Neste trabalho, as amostras utilizaas foram homogeneizaas e forma que a compactação natural foi removia. Assim, é interessante aplicar um processo e calibração que consiere a compactação presente no solo analisao. A histerese característica os sensores não foi analisaa evio a ificulaes inerentes ao proceimento e calibração aotao. Para verificar este comportamento nos sensores construíos, é necessário que exista um controle mais preciso sobre a quantiae e água presente nas amostras utilizaas através a aplicação e uma câmara com umiae controlaa. Finalmente, para melhorar a qualiae os aos experimentais obtios é possível construir um capacitor veao, com as mesmas características o sensor analisao para montar um circuito em ponte para compensação e efeitos inesejáveis evios a alterações ambientais. Neste caso, os efeitos e istorção que poem prejuicar as meias, alteram e forma similar, os ois capacitores o circuito. Assim, o equilíbrio existente na ponte faz com que estes efeitos sejam anulaos. Conclusões Comparano-se os resultaos obtios, os sensores e melhor aplicabiliae são o que possui ielétrico e gesso com R = 2.162E-1 e o sensor que possui ielétrico e pera pome com R = 3.75E-1, uma vez que o comportamento estes sensores apresentam menor sensibiliae às características a amostra e a istorção ocorria em relação ao comportamento teórico esperao foi menor. A precisão as meias poe ser aumentaa, utilizano-se uma balança mais precisa, uma vez que este instrumento é consierao a base a calibração. Desta forma, os erros inerentes à balança são e ifícil caracterização. Com a utilização e uma balança eletrônica e e uma câmara com umiae controlaa, o processo e calibração estes sensores seria significativamente mais preciso, uma vez que as meias seriam realizaas com maior confiabiliae. Entretanto, observa-se que os resultaos obtios são bastante satisfatórios para aplicações práticas. Assim, os aos retiraos o sistema mostram que a aplicação e sensores capacitivos para o monitoramento a umiae no solo é bastante viável, principalmente porque além e responer aequaamente a variação e água no meio analisao, estes sensores são praticamente imunes à variações e temperatura ocorrias entro a faixa ambiental. Esta característica garante uma consierável estabiliae à aplicação os sensores capacitivos. Referências Bibliográficas BORIM, A. C. A. Moelo a Objetos para Sistemas Abertos e Informações para Gerenciamento e Proprieaes Voltaas à Proução e Leite páginas. Tese e Doutorao em Engenharia e Controle e Automação. Universiae Feeral e Uberlânia, Uberlânia. CARDOSO, Flávio H.. Sensor Térmico para Meição a Tensão e Água no Solo páginas. Universiae e Brasília, Brasília. DESOER, Charles A. e KUH, Ernest S.; Teoria Básica e Circuitos, Rio e Janeiro: Guanabara Dois, EDMINISTER, Joseph A.; Circuitos Elétricos, São Paulo: McGraw-Hill,1985. HAYT, William H., Jr.; Eletromagnetismo, Rio e Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Eitora Lta, HALLIDAY, D; RESNICK, R. & WALKER, W. Funamentos e Física.volume 1-6a eição Rio e 59

10 Janeiro: LTC Eitora, KERCHNER, Russell M.; CORCORAM, George F. Circuitos e Corrente Alternaa., Porto Alegre: Eitora Globo, OGATA, K.; Engenharia o Controle Moerno. Rio e Janeiro: Prentice/Hall o Brasil, PINTO, C. A. R. Desenvolvimento e um Sistema e Monitoramento à Distância e Umiae no Solo p. Dissertação e Mestrao na área e Engenharia Mecânica - Universiae Feeral e Uberlânia.Uberlânia. 60