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Medindo as Propriedades Físicas do Solo com um Analisador de Textura

Publicado em: 09/03/2022 Autor/fonte: Extralab
Medindo as Propriedades Físicas do Solo com um Analisador de Textura

Duas das propriedades mais importantes do solo são a textura e a estrutura. Ao contrário da definição de 'textura' que descreve as propriedades físicas de uma amostra, a textura do solo é a proporção relativa de areia, lodo e argila e afeta a capacidade do solo de reter água e nutrientes. A estrutura do solo refere-se à agregação de areia, lodo e argila em blocos de solo em vários tamanhos e formas. Isso tem uma influência significativa no espaço poroso no solo e na facilidade de passagem de água, ar e raízes.

A avaliação da textura, estrutura e outras propriedades físicas do solo é importante para fins agrícolas para determinar a adequação da cultura e prever a resposta do solo às condições ambientais e de manejo, como fertilizantes.¹  

A estrutura física do solo desempenha um papel fundamental no controle de processos químicos e biológicos. Os solos devem ser geridos de forma sustentável para evitar a degradação e a perda ou redução das funções do solo, incluindo o fornecimento de alimentos saudáveis ??e nutritivos. Para que isso seja possível, informações confiáveis ??devem estar disponíveis, principalmente informações sobre como as diferentes práticas de manejo do solo impactam os solos.² Os testes realizados para auxiliar o manejo do solo geralmente podem ser agrupados naqueles que medem propriedades físicas, químicas ou biológicas. As medições manuais rápidas cumprem uma função útil no campo; no entanto, há também a necessidade de medições laboratoriais precisas. O uso de um Analisador de Textura pode ser inestimável na medição de propriedades físicas. No caso do solo,

O conhecimento dos comportamentos elástico e plástico do solo é importante para o projeto de estruturas terrestres. A construção de leitos de estradas e rodovias deve levar em consideração cargas transitórias e repetidas, em vez de considerar apenas a resistência à compressão final ou a capacidade de suporte do solo e outros materiais utilizados. As propriedades de solos compactados submetidos a carregamentos repetidos devem ser investigadas por meio de medidas de ciclo.

No mundo agrícola, a densidade aparente e a resistência à penetração têm sido usadas com sucesso para representar o potencial de proliferação física das raízes. A resistência à penetração é um método direto para avaliar a resistência do solo e a resistência ao crescimento das raízes. É diretamente influenciado pelo potencial hídrico, e a relação entre resistência à penetração e potencial hídrico muda dependendo do manejo do solo. Um procedimento de laboratório para medir a resistência à penetração deve controlar esta propriedade.³ 

 

Resistência à penetração

 

 

Os núcleos condicionados e adequadamente equilibrados podem ser submetidos a uma medição de resistência à penetração. Para fazer isso, o analisador de textura é equipado com uma sonda cônica de 30 graus. As medições de indentação são realizadas um determinado número de vezes na superfície do núcleo, longe da borda e de outros locais de teste.

A resistência à penetração é calculada como a razão entre a força aplicada e a projeção vertical da área do cone, é dada em MPa. Se a medição for realizada a uma distância definida, a resistência à penetração pode ser simplesmente registrada como a força máxima registrada durante a penetração.

Alternativamente, esta medição também pode ser feita com uma sonda cilíndrica, como visto neste estudo. Pesquisadores da Universidade de Jiangsu estão investigando o efeito do teor de umidade do solo e da velocidade do efetor na força de captação e danos aos caroços para transplante de mudas. O transplante eficiente foi identificado como um dos passos essenciais para alcançar um maior rendimento na fazenda. No entanto, muitos fatores estão afetando esses processos, como o teor de umidade do solo e a velocidade de coleta. Este estudo foi realizado para investigar o efeito de diferentes teores de umidade do solo e velocidades de coleta na força de coleta, equilíbrio, resistência e danos aos caroços durante o transplante de mudas. Eles usaram seu Analisador de textura TA.XT plus para medir a resistência à penetração de torrões de solo de mudas. Os resultados mostraram que a resistência à penetração foi inversamente proporcional à velocidade e teor de umidade do solo. O dano de pick-up e a velocidade de pick-up são diretamente proporcionais - no entanto, o primeiro aumentou com a diminuição do teor de umidade do solo. Pode-se concluir que para o sucesso do autotransplante de mudas deve-se levar em consideração a condição do solo, a força aplicada e a velocidade. Este trabalho implementará um desempenho eficaz de colheita de mudas e uma base para o design ideal de efetuadores finais. Consulte Mais informação

Estresse de Rendimento Não Confinado

 

 

A consolidação do solo é a mudança no volume em resposta a uma mudança na pressão. Quando uma camada de solo é submetida a tensões verticais, a mudança de volume pode ocorrer através do rearranjo e fratura dos grãos do solo. Tanto a magnitude quanto o tempo necessário para uma mudança de volume são de interesse. A magnitude depende da compressibilidade do solo, da tensão aplicada e da espessura do solo. O solo contém água, que se move mais facilmente do que as partículas sólidas quando a amostra está sendo comprimida. Isso fará com que a água se difunda primeiro para longe das regiões com alta pressão, seguida pela matriz do solo sofrendo sua própria mudança de volume.

Uma compressão unidimensional é uma simples imitação do carregamento aplicado aos solos em muitos ambientes reais, pois o solo distante das bordas de uma área carregada está sujeito à deformação vertical, mas à deformação horizontal muito menor. 

O uso do método Unconfined Yield Stress fornece um teste de duas etapas para testar primeiro a compressibilidade do solo e depois sua resistência não confinada. 

 

 

Cisalhamento Vertical

 

 

Para uma medição de cisalhamento puro do solo, um equipamento de cisalhamento vertical em pó pode ser usado. Durante este teste, uma massa conhecida de solo é transferida para o corpo principal da sonda e comprimida a uma força conhecida para criar um bolo uniforme de solo. Um alçapão abaixo da torta de solo é liberado, expondo uma superfície circular da torta. Uma sonda um pouco menor do que o buraco então empurra um tampão da torta de solo pelo fundo da sonda. O solo é colocado em um estado de cisalhamento quase perfeito (onde a força é paralela ao movimento do solo).

 

 

O principal resultado deste teste é a resistência ao cisalhamento vertical – a tensão que a amostra pode suportar antes que o bolo seja empurrado para fora do restante do volume da amostra. Como tensão de cisalhamento, a força é paralela ao plano de fratura (ao contrário de uma fratura por tração, que quebra em torno de 90° da carga).

 

 

A compressibilidade do solo também pode ser medida em função da distância percorrida pela sonda durante a fase inicial de consolidação.

As propriedades físicas do solo são importantes tanto para o setor agrícola quanto para a estrutura fundiária. A medição de uma variedade dessas propriedades é rápida e simples usando um analisador de textura.

¹   https://www.element.com/more-sectors/environmental-testing/soil-testing-services/physical-properties-of-soil-testing

²   FAO. 2020. Métodos de teste de solo – Programa Global Soil Doctors – Um programa de treinamento de agricultor para agricultor. Roma. https://doi.org/10.4060/ca2796en

³  Moebius, Bianca N., et al. "Avaliação de propriedades do solo medidas em laboratório como indicadores da qualidade física do solo." Ciência do solo 172.11 (2007): 895-912.

Para mais informações sobre Analisadores de Textura ou sobre os dispositivos aqui abordados, entre em contato com os engenheiros da Extralab Brasil por e-mail: contato@extralab.com.br ou telefone: 11 4524 2414.

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