O objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho do reflectômetro no domínio do tempo (TDR) comparativamente ao tensiômetro com manômetro de mercúrio (considerado como instrumento padrão), dando-se ênfase na sensibilidade de detecção de variações na umidade do solo sob condições de molhamento e secagem. Foi instalado um experimento em um solo classificado como Nitossolo Vermelho distrófico latossólico de textura muito argilosa, localizado próximo ao Posto Meteorológico do Departamento de Ciências Exatas, ESALQ/USP, Piracicaba (SP), Brasil, 22 o 42’ 30’’ de latitude sul e 47 o 38’ 00’’ de longitude oeste. Com dados de um ensaio de determinação da condutividade hidráulica do solo pelo Método do Perfil Instantâneo, de um período de secagem e de inundações intermitentes do solo, analisou-se a concordância entre a constante dielétrica obtido pelo TDR e o potencial matricial da água no solo obtido pelo tensiômetro, além dos valores de umidade volumétrica obtidos pelas mesmas técnicas. Concluiu-se que o desempenho do TDR foi superior ao do tensiômetro sob condições de secagem do solo e na detecção de variações de umidade. / The performance of a time domain-reflectometer (TDR) was compared with a mercury tensiometer (considered to be the norm), emphasizing the detection of variations in soil water content under wetting and drying conditions (as in instantaneous profile method to determine soil hydraulic conductivity). An experiment was performed in a Nitossolo Vermelho distrófico latossólico argiloso (Brazilian classification system), close to the meteorological observatory of the ESALQ/USP, Piracicaba (SP), Brazil, latitude 22 o 42’30’’ S, longitude 47 o 38’00’’ W. Data of matric potential, dieletric constant and water content during a dry period and water application were analyzed. The TDR cable tester was better than the tensiometer to detect the soil moisture variation.

Este trabalho de pesquisa apresenta uma nova abordagem para calibrar uma sonda helicoidal TDR, usada para medir o teor de umidade do solo. Foi empregada uma aproximação tomando em consideração a interpretação física dos valores de constantes dielétricas. As equações de calibração foram determinadas mediante um modelo dielétrico misto, quais relacionam a constante dielétrica da mistura multifase com a constante dielétrica e frações de volumes dessas componentes. Ensaios realizados em laboratório permitirem o desenvolvimento de duas equações de calibração para a avaliação de teor de umidade volumétrico e gravimétrico dos solos. A calibração foi executada com medições de constante dielétrica em diferentes líquidos e solos, usando uma sonda convencional TDR e a sonda helicoidal TDR. As leituras realizadas com as duas sondas foram depois comparadas. O modelo dielétrico das duas fases permitiu descrever a contribuição dos materiais dielétricos do corpo da sonda helicoidal e os materiais investigados. Mostrou-se que o conhecimento das características físicas e geométricas da sonda TDR usada nos ensaios é de crucial para garantir a qualidade das constantes dielétricas lidas, e conseqüentemente a determinação do teor de umidade in situ. / The objective of this work was to calibrate a coiled TDR probe used to measure the water content of soil. It was used an approach that takes into account a physical interpretation of the values of the dielectric constants. The calibration equations were determined by means of a mixed dielectric model, which relates the dielectric constant of a multi-phase mixture with the dielectric constants and volume fractions of its components. Tests carried out in the laboratory allowed development of two calibration equations for the assessment of the volumetric and gravimetric soil water content. Calibration was performed with measurements of dielectric constants in different liquids and soils, using a conventional TDR probe and a coiled TDR. The readings performed with the two probes were then compared. The dielectric model of two phases permitted describing the contribution of the dielectric material of the body of the probe coil and the materials investigated. It has been shown that knowledge of the physical and geometrical characteristics of the TDR probe used in the tests is crucial for the quality of the dielectric constant readings, and consequently the determination of water content in situ.

Les nanocomposites polymères diélectriques ayant une constante diélectrique élevée et une faible perte diélectrique ont reçu un grand intérêt pour une utilisation dans le domaine du condensateur électrostatique. De manière générale, les performances diélectriques améliorées des nanocomposites sont déterminées par le type et la nature des polymères et des nanocharges sélectionnés, ainsi que par l'effet de couplage interfacial entre les matrices et les nanocharges. Parmi ces facteurs, les propriétés physiques, les géométries et les structures des composants des nanocharges jouent un rôle essentiel dans la détermination des performances diélectriques des nanocomposites. Selon les conductivités des nanocharges, les nanocomposites polymères diélectriques peuvent être classés en deux types: les nanocomposites polymères diélectriques conducteurs (CDPN) et les nanocomposites polymères diélectriques-diélectriques (DDPN). Cependant, la perte diélectrique élevée accompagnée au voisinage du seuil de percolation pour les CDPN et la charge élevée de nanocharges en céramique entravent le développement de nanocomposites polymères diélectriques à haute performance.Tout d'abord, des nanocomposites ternaires BNNS/CNT/PVDF ont été fabriqués. L'incorporation de BNNS dans les nanocomposites binaires CNT/PVDF a amélioré la dispersion des NTC et optimisé le réseau conducteur. La connexion directe entre les CNT pourrait être entravée en augmentant le contenu de BNNS.Deuxièmement, des hybrides CNT@AC à structure cœur-coquille ont été préparés par méthode CVD. La couche de carbone amorphe entrave non seulement le contact direct des NTC, mais améliore également la dispersibilité des NTC dans la matrice de PVDF. Le seuil de percolation augmente avec la prolongation du temps de dépôt du carbone. Plus important encore, la perte diélectrique a subi une forte diminution après le processus de revêtement. Troisièmement, les hybrides BNNSs@C avec des teneurs en carbone différentes ont été synthétisés par la méthode CVD. La fraction de carbone dans les hybrides BNNSs@C pourrait être ajustée avec précision en contrôlant le temps de dépôt de carbone. Les propriétés diélectriques des nanocomposites BNNSs@C/PVDF pourraient être ajustées avec précision en ajustant la teneur en carbone. Les polarisations interfaciales améliorées des interfaces BNNS/C et C/PVDF ont doté les nanocomposites de performances diélectriques améliorées.Quatrièmement, les hybrides TiO2@C NW structurés en noyau et en coquille ont été synthétisés par une combinaison d'une réaction hydrothermale et du procédé CVD. L'épaisseur de la couche de carbone dans les hybrides TiO2@C NW obtenus pourrait être précisément ajustée en contrôlant le temps de dépôt du carbone. De plus, les propriétés diélectriques des nanocomposites TiO2@C NWs/PVDF pourraient être ajustées avec précision en ajustant l'épaisseur de la coque en carbone. Les polarisations interfaciales améliorées des interfaces TiO2/C et C/PVDF ont doté les nanocomposites d'excellentes performances diélectriques.Enfin, des nanofils structurés de TiO2@C@SiO2 structurés à double coques ont été synthétisés par une combinaison de réactions hydrothermales modifiées, de CVD et de réactions sol-gel. L'introduction de carbone comme enveloppe interne entre le noyau de TiO2 et l'enveloppe externe de SiO2 a induit deux types supplémentaires de polarisation interfaciale. Les nanocomposites de PVDF obtenus avec TiO2@C@SiO2 NWs présentaient simultanément une constante diélectrique améliorée et des caractéristiques de perte diélectrique supprimées. La constante diélectrique et la perte de nanocomposites ont augmenté avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche interne de carbone et ont diminué avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche externe de SiO2. La relation entre la perte diélectrique et l'épaisseur de l'enveloppe extérieure en SiO2 a été démontrée par les résultats de la simulation finie. / Dielectric polymer nanocomposites with a high dielectric constant and low dielectric loss have received broad interest for use in the field of the electrostatic capacitor and they are usually composed of dielectric polymers as matrix and inorganic or organic nanofillers as the reinforcement. Generally, the improved dielectric performance of nanocomposites is decided by the type and nature of selected polymers and nanofillers as well as interfacial coupling effect between matrices and nanofillers. Among these factors, the physical properties, geometries, component structures of nanofillers play a critical role in deciding the dielectric performance of nanocomposites. According to the conductivities of nanofillers, the dielectric polymer nanocomposites can be classified into two types: conductive-dielectric polymer nanocomposites (CDPNs) and dielectric-dielectric polymer nanocomposites (DDPNs). However, the accompanied high dielectric loss in the vicinity of the percolation threshold for CDPNs and high loading of ceramic nanofillers hinders the development of high performance dielectric polymer nanocomposites.Firstly, ternary BNNSs/CNTs/PVDF nanocomposites were fabricated. The incorporation of BNNSs into the binary CNTs/PVDF nanocomposites improved the dispersion of CNTs and optimized the conductive network, which contributed to the enhanced dielectric constant. The direct connection between CNTs could be hindered by increasing the content of BNNS.Secondly, core-shell structured CNTs@AC hybrids were prepared by CVD method. The amorphous carbon layer not only hindered the direct contact of CNTs but also improved the dispersibility of CNTs in the PVDF matrix. The percolation threshold increased with the prolongation of carbon deposition time. More importantly, the dielectric loss underwent a sharp decrease after the coating process, which was attributed to the decrease in leakage current. The results suggested that the influence of AC interlayer on the final dielectric performance after percolation was much more obvious than that before percolation.Thirdly, BNNSs@C hybrids with different carbon contents were synthesized by the CVD method. The carbon fraction in the BNNSs@C hybrids could be accurately adjusted through controlling the carbon deposition time. The dielectric properties of BNNSs@C/PVDF nanocomposites could be accurately tuned by adjusting the carbon content. The improved interfacial polarizations of BNNSs/C and C/PVDF interfaces endowed the nanocomposites with enhanced dielectric performance.Fourthly, core-shell structured TiO2@C NW hybrids were synthesized by a combination of a hydrothermal reaction and the CVD method. The carbon shell thickness in the obtained TiO2@C NW hybrids could be precisely tuned by controlling the carbon deposition time. The TiO2@C NWs/PVDF nanocomposites exhibited a percolative dielectric behavior. Moreover, the dielectric properties of the TiO2@C NWs/PVDF nanocomposites could be accurately adjusted by tuning the carbon shell thickness. The enhanced interfacial polarizations of the TiO2/C and C/PVDF interfaces endowed the nanocomposites with excellent dielectric performance.Lastly, core@double-shells structured TiO2@C@SiO2 nanowires were synthesized by a combination of modified hydrothermal reaction, CVD, and sol-gel reaction. The introducing of carbon as an inner shell between the TiO2 core and SiO2 outer shell induced two additional types of interfacial polarization. The obtained PVDF nanocomposites with TiO2@C@SiO2 NWs exhibited simultaneously enhanced dielectric constant and suppressed dielectric loss characteristics. The dielectric constant and loss of nanocomposites increased with the increase of carbon inner shell thickness and decreased with the increasing of SiO2 outer shell thickness. The relationship between the dielectric loss and SiO2 outer shell thickness was further demonstrated by the finite simulation results.

Orientadores: Edson Correa da Silva e Antonio Manoel Mansanares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. / Made available in DSpace on 2018-09-26T17:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albuquerque_MarcosLazarodeSouza_D.pdf: 2664850 bytes, checksum: 47305c651cc9350b772372c3f4181f3e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se um experimento de detecção fototémica com dois sensores piroelétricos em uma célula capacitiva que permite a realização de medidas térmicas e elétricas em materiais pastosos em função da temperatura.A célula idealizada para medidas elétricas e térmicas é um capacitor plano de placas paralelas capaz de obter das amostras investigadas os parâmetros de efusividade térmica, difusividade térmica,condutividade térmica e constante dielétrica relativa,simultaneamente,além de detectar transições,em especial fusão.A célula capacitiva fotopiroelétrica é composta por dois sensores piroelétricos entre os quais a amostra é posicionada.Um elemento Peltier associado a um termistor é utilizado para o controle de temperatura.Incide sobre a célula um feixe de radiação eletromagnética oriunda de uma fonte Laser Ar + (514,5 nm ).A radiação modulada atinge diretamente um dos sensores que é opaco e que está em contato térmico com a amostra.O calor gerado no primeiro sensor se propaga, então,pelo sistema amostra-segundo sensor gerando sinais nos dois sensores que são amplificados em amplitude e fase por dois amplificadores seletivos.Ao mesmo tempo,os sinais elétricos da célula capacitiva são registrados por uma ponte RCL operando em 2 kHz.A aquisição de dados dos sinais térmicos é procedida em programa escrito em ambiente LabView para varredura de freqüência de 0 a 100 Hz.Preliminarmente,medidas foram realizadas com margarina e mostraram o potencial da metodologia na verificação do comportamento térmico e elétrico de materiais pastosos.Foi investigado um conjunto de oito amostras constituídas por pares de componentes em proporções e métodos de sínteses diferentes de três tipos de óleos vegetais:algodão,palma e soja.Para a obtenção da constante dielétrica relativa da amostra,o valor da capacitância da mesma foi normalizado pelo valor de capacitância da célula vazia (dielétrico o ar).Modelos para a interpretação dos dados experimentais das medidas térmicas e elétricas foram desenvolvidos.Os gráficos dos sinais de amplitude e fase térmicas detectados pelos sensores foram plotados em função da freqüência de modulação e ajustados pelas equações teóricas dos sensores para a obtenção dos parâmetros térmicos.Foram obtidos valores dos parâmetros efusividade térmica, difusividade térmica,condutividade térmica e constante dielétrica relativa das oito amostras investigadas, além da identificação da região do ponto de fusão das mesmas.Os resultados mostraram que a célula desenvolvida neste trabalho para a aplicação em materiais pastosos pode identificar a região do ponto de fusão,obter os parâmetros térmicos e a constante dielétrica relativa das amostras investigadas / Abstract: This work consists in the development of an experimental apparatus of photopyroelectric detection using two pyroelectric sensors in a capacitive cell which allows the accomplishment of electrical and thermal measurements of pasty materials as a function of the temperature.The idealized cell for electrical and thermal measurements is based in a parallel plane-plate capacitor whose metallic plates are the internal surfaces of the pyroelectric sensors.The system is capable to obtain thermal parameters like effusivity, diffusivity and conductivity,and electric parameters like the dielectric constant for the investigated samples.The identification of the melt point region from either the thermal measurements of the photopyroelectric signal amplitude and phase or the electrical measurements is possible as well.The capacitive photopyroelectric cell is composed by two pyroelectric sensors.An insulator support is used to accommodate the samples which are placed between the sensors.An aluminum piece hold all parts of the cell;one Peltier element is associated with a termistor to control the temperature.An eletromagnetic radiation beam from a Ar + laser incides on the cell and is modulated by an acoustic-optic modulator.The modulated radiation reaches one of the sensors which is opaque and in contact with the sample.Two L ck-in amplifiers amplify the signals originated in each sensor due to the propagation of heat while the electrical signals are registered by an automatic RCL bridge operating at 2 kHz.For data acquisition a Labview language computer software was used allowing to frequency scanning from 0 to 100 Hz. Preliminary experiments were carried out with margarine and showed the methodology pontential in the verification of the thermal and electrical behavior of pasty materials.It was investigated a set of eight samples formed by different compositions of three vegetable oils:cotton,palm and soy in different proportions and within two synthesis methods (basic mixture of intersterification).The sample capacitance was normalized by the empty cell to obtain the relative dielectric constant of the sample.The models for the thermal and electrical data interpretation were developed.For the thermal case simulations were proceeded for a basic oil in order to verify the model.The graphs for thermal amplitude and phase from both sensors were plotted as a function of modulation frequency from which the thermal properties were obtained by fitting the model equations.The values of thermal effusivity,thermal diffusivity, thermal conductivity and relative dielectric constant were obtained for the samples and the transition melting region as well.The results have shown that the cell here developed is very suitable for the determination of thermal and electrical properties of pasty samples and the determination of transition as well. / Doutorado / Física Geral / Doutor em Ciências

Este trabalho de pesquisa apresenta a avaliação de uma sonda TDR helicoidal para estimar o teor de umidade dos solos, em diferentes profundidades, através da técnica da reflectometria no domínio do tempo (TDR). Essa sonda, desenvolvida especificamente para esse fim, foi devidamente calibrada em laboratório para diferentes tipos de solo. O processo de calibração consistiu na determinação da constante dielétrica aparente (Ka) e condutividade elétrica volumétrica (ECb) de um mesmo solo com diferentes teores de umidade. Posteriormente foram buscadas correlações entre Ka e o teor de umidade gravimétrico (w), obtido em estufa. São propostas correlações entre w e Ka, entre w e \'KA POT. 1/2\' e entre teor de umidade volumétrico (\'teta\') e Ka. Também foram consideradas as correlações propostas por Yu e Drnevich (2004), visando estimar também a massa específica seca dos solos. Foram realizados ensaios de campo para a validação das equações de calibração. Os valores dos teores de umidade estimados através da técnica da reflectometria no domínio do tempo, tanto em laboratório como em campo, foram comparados com os valores de teor de umidade obtidos com o método da estufa. Com base nos resultados foram determinados os erros referentes às calibrações. Nos ensaios de campo, os teores de umidade obtidos através da correlação entre w e \'KA POT. 1/2\' apresentaram melhores resultados, quando comparados com aqueles estimados com as outras correlações. Pelos resultados obtidos conclui-se que a técnica TDR é uma alternativa viável para a estimativa em campo do teor de umidade em grandes profundidades. / In this work is presented the evaluation of a recently developed helicoidal probe used for estimating the soil water content through the time domain technology (TDR). This probe has been calibrated in laboratory for different types of soils. The calibration process consisted in assessing the values of the apparent dielectric constant (Ka) and the bulk electric conductivity (ECb) of a specific soil at different levels of water content (w). Subsequently, correlations between the apparent dielectric constant and the water content have been established. The same has done with the bulk electric conductivity. Correlations between Ka and w, \'KA POT. 1/2\' and w, \'teta\' (volumetric water content) and Ka have been proposed. Also, the correlations proposed by Yu and Drnevich (2004) have been considered. To validate the proposed correlations, tests using the helicoidal probe were performed in the field. Estimated values of field water content, using the TDR technology have been compared to the correspondent oven water content values. Based on these comparisons, errors regarding the calibrations have been calculated. In the field tests, the correlations between \'KA POT. 1/2\' and w have presented more accurate results than those obtained with the other correlations. Experimental results have shown that the TDR technology for estimating water content at different depths in the field is feasible and expedite.

High dielectric constant materials are of technological importance as they lead to the miniaturization of the electronic devices. In this context, the observation of anomalously high dielectric constant (>104) in the body-centered cubic perovskite-related (Space group Im3) material Calcium Copper Titanate ((CaCu3Ti4O12)(CCTO)) over wide frequency (100 Hz – 1MHz at RT) and temperature (100 – 600 K at 1 kHz ) ranges has attracted a great deal of attention. However, high dielectric constant in CCTO is not well understood yet, though internal barrier layer capacitor (IBLC) mechanism is widely been accepted. Therefore, the present work has been focused on the preparation and characterization of CCTO ceramic and to have an insight into the origin of high dielectric constant. Influence of calcination temperature, processing conditions, microstructure (and hence grain size), composition, doping etc on the electrical characteristics of CCTO ceramics were investigated. Electrical properties were found to be strongly dependent on these parameters. The dielectric constant in CCTO was observed to be reduced considerably on substituting La+3 on Ca+2 site. The formation temperature of CCTO was lowered substantially (when compared to conventional solid-state reaction route) by adopting molten-salt synthesis. The dielectric loss in CCTO was reduced by incorporating glassy phases at the grain boundary. Potential candidates for the practical applications such as charge storage devices, capacitors etc, with dielectric constant as high as 700 at 300 K was accomplished in a three-phase percolative composite fabricated by incorporating Aluminium particle into CCTO-epoxy composite. Polycrystalline CCTO thin films with dielectric constant as high as ~ 5000 (1 kHz and 400 K) were fabricated on Pt(111)/Ti/SiO2/Si substrates using radio frequency magnetron sputtering. Effect of sintering conditions on the microstructural, ferroelectric and varistor properties of CCTO and LCTO ceramics belonging to the high and low dielectric constant members of ACu3M4O12 family of oxides were investigated in detail and are compared. Ferroelectric-like hysteresis loop (P vs E) and weak pyroelectricity were observed in CCTO and plausible mechanisms for this unusual phenomenon have been proposed.

Submitted by EVERLIN CAROLINA FERREIRA DA SILVA null (everlinferreira@hotmail.com) on 2016-04-19T16:13:05Z No. of bitstreams: 1 DissertaçãoFinal.pdf: 3642722 bytes, checksum: f19af99a16e56b2846a689e39c66c05b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-04-20T19:11:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ecf_me_rcla.pdf: 3642722 bytes, checksum: f19af99a16e56b2846a689e39c66c05b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T19:11:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ecf_me_rcla.pdf: 3642722 bytes, checksum: f19af99a16e56b2846a689e39c66c05b (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A técnica de espectroscopia de impedância foi aplicada para caracterizar um monocristal da ludwigita homometálica Fe3O2BO3, em que uma transição de ordenamento de carga (CO) ocorre em temperatura ambiente (~ 300 K) conforme reportada na literatura. Utilizando diferentes valores de amplitude do sinal AC aplicado, pudemos pelo estudo do comportamento da condutividade AC identificar nessas medidas o fenômeno de soltura de ondas de densidade de carga (CDW) e usamos a teoria de Bardeen, na faixa de temperatura em que foi possível aplica-la, para obter a razão entre a massa do condensado MF e a massa m do elétron, da ordem de 109 - 107. As características deste material foram comparadas a uma amostra de um sistema sem ordenamento de carga reportada, uma pastilha prensada de α-MnO2 dopado com cobre. Para ambos os materiais informação sobre o comportamento da constante dielétrica também foi obtido. / The impedance spectroscopy technique was applied to the characterization of a single crystal of the homometallic ludwigite Fe3O2BO3, in which a charge ordering transition (CO) occurs around room temperature (~ 300K), as reported in the literature. By using different values of the AC amplitude signal we could study the AC conductivity behavior and identify the depinning of the charge-density wave phenomenon (CDW). Applying the Bardeen theory, in a proper temperature range, to obtain the rate of the mass of the condensate MF in relation to that of the electron m, we found a ratio the order of 109 - 107 . The characteristics of this material were compared with a system without reported charge ordering transition, Cu doped α-MnO2 pressed pellets. For both materials, information about the behavior of the dielectric constant was also obtained.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4751258 bytes, checksum: 0e480b21213f063f9d31d1243a36f77a (MD5) Previous issue date: 2010-06-29 / This paper aims to analyze the Ground Penetrating RADAR as tool in the determination of the thickness of the layers of the flexible road pavement of automatic way and the density of the asphalt layer supported by integrated testing of GPR and geotechnical data. The first experiment was conducted at the Presidente Dutra highway (BR116), Pirai - RJ, while the data for the second experiment were obtained from the BR040 highway, Sete Lagoas - MG. In order to achieve the objectives of this study, two methodologies were developed: the first one, directed to the identification of the thicknesses of the layers of flexible pavements of automated way; the second one, focused on determining the density of the layer of asphalt surfaces. The first methodology showed promising results, once it presented good classification results for the classes 1 (off-set) and 3 (macadam), however, was confusion between the "blocks" classified for the classes 2 (asphalt) and 4 (subgrade). A possible alternative, for improvement, would be: to use other texture extractor of the wavelet transform family; to use another type of interpolation, using a that better represents the trends of the coefficients to be generated the surface; to increase the number of training and testing samples, or even to use another type of classifier, such as Artificial Neural Networks. However, this is a field that is worth being investigated more deeply, since the results proved to be significant. The second methodology, regarding the correlation of the density of the asphalt layer through the dielectric value, measured by means an ground coupled antenna, of 1,6GHz, using the technique of the reflection, it presented satisfactory values in spite of the few sampling points, showing to be a good alternative to determine indirectly the density of the asphalt layer and for future works in the area. / Este trabalho tem o propósito de analisar o desempenho do RADAR de penetração no solo como ferramenta na determinação das espessuras das camadas do pavimento rodoviário flexível de maneira automática e a densidade da camada de revestimento apoiado em testes integrados de GPR e dados geotécnicos. O primeiro experimento foi realizado na rodovia Presidente Dutra (BR116), município de Piraí - RJ, em quanto os dados para o segundo experimento foram obtidos na rodovia BR040, município de Sete Lagoas - MG. Para atingir os objetivos do trabalho foram elaboradas duas metodologias: a primeira delas, direcionada à identificação das espessuras das camadas de pavimentos flexíveis de modo automatizado; a segunda, voltada para a determinação da densidade da camada de revestimento asfáltico. A primeira metodologia apresentou, de uma maneira geral, resultados promissores, uma vez que foram bons os resultados de classificação para as classes 1 (off-set) e 3 (macadame), no entanto, houve confusão entre os “blocos” classificados para as classes 2 (revestimento) e 4 (subleito). Uma possível alternativa para a melhoria dos resultados seria mudar o extrator de textura utilizado (transformada wavelet), valeria apena testar outros extratores da família wavelet; outra opção seria utilizar outro tipo de interpolador, usando um que pegue mais as tendências dos coeficientes ao se gerar a superfície; também seria interessante aumentar o número de amostras de treinamento e teste, ou até mesmo, utilizar outro tipo de classificador, como por exemplo, Redes Neurais Artificiais. Todavia, esse é um campo que vale ser pesquisado mais profundamente, uma vez que os resultados alcançados se mostraram esperançosos. A segunda metodologia, referente à correlação da densidade da camada de revestimento através do valor dielétrico, medido por meio de uma antena de contato no solo, de 1,6 GHz, utilizando a técnica da reflexão, apresentou valores satisfatórios apesar dos poucos pontos amostrados, mostrando ser uma boa escolha para se determinar a densidade da camada de revestimento de maneira indireta e para trabalhos futuros na área.

Este trabalho de pesquisa apresenta uma nova abordagem para calibrar uma sonda helicoidal TDR, usada para medir o teor de umidade do solo. Foi empregada uma aproximação tomando em consideração a interpretação física dos valores de constantes dielétricas. As equações de calibração foram determinadas mediante um modelo dielétrico misto, quais relacionam a constante dielétrica da mistura multifase com a constante dielétrica e frações de volumes dessas componentes. Ensaios realizados em laboratório permitirem o desenvolvimento de duas equações de calibração para a avaliação de teor de umidade volumétrico e gravimétrico dos solos. A calibração foi executada com medições de constante dielétrica em diferentes líquidos e solos, usando uma sonda convencional TDR e a sonda helicoidal TDR. As leituras realizadas com as duas sondas foram depois comparadas. O modelo dielétrico das duas fases permitiu descrever a contribuição dos materiais dielétricos do corpo da sonda helicoidal e os materiais investigados. Mostrou-se que o conhecimento das características físicas e geométricas da sonda TDR usada nos ensaios é de crucial para garantir a qualidade das constantes dielétricas lidas, e conseqüentemente a determinação do teor de umidade in situ. / The objective of this work was to calibrate a coiled TDR probe used to measure the water content of soil. It was used an approach that takes into account a physical interpretation of the values of the dielectric constants. The calibration equations were determined by means of a mixed dielectric model, which relates the dielectric constant of a multi-phase mixture with the dielectric constants and volume fractions of its components. Tests carried out in the laboratory allowed development of two calibration equations for the assessment of the volumetric and gravimetric soil water content. Calibration was performed with measurements of dielectric constants in different liquids and soils, using a conventional TDR probe and a coiled TDR. The readings performed with the two probes were then compared. The dielectric model of two phases permitted describing the contribution of the dielectric material of the body of the probe coil and the materials investigated. It has been shown that knowledge of the physical and geometrical characteristics of the TDR probe used in the tests is crucial for the quality of the dielectric constant readings, and consequently the determination of water content in situ.

O objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho do reflectômetro no domínio do tempo (TDR) comparativamente ao tensiômetro com manômetro de mercúrio (considerado como instrumento padrão), dando-se ênfase na sensibilidade de detecção de variações na umidade do solo sob condições de molhamento e secagem. Foi instalado um experimento em um solo classificado como Nitossolo Vermelho distrófico latossólico de textura muito argilosa, localizado próximo ao Posto Meteorológico do Departamento de Ciências Exatas, ESALQ/USP, Piracicaba (SP), Brasil, 22 o 42’ 30’’ de latitude sul e 47 o 38’ 00’’ de longitude oeste. Com dados de um ensaio de determinação da condutividade hidráulica do solo pelo Método do Perfil Instantâneo, de um período de secagem e de inundações intermitentes do solo, analisou-se a concordância entre a constante dielétrica obtido pelo TDR e o potencial matricial da água no solo obtido pelo tensiômetro, além dos valores de umidade volumétrica obtidos pelas mesmas técnicas. Concluiu-se que o desempenho do TDR foi superior ao do tensiômetro sob condições de secagem do solo e na detecção de variações de umidade. / The performance of a time domain-reflectometer (TDR) was compared with a mercury tensiometer (considered to be the norm), emphasizing the detection of variations in soil water content under wetting and drying conditions (as in instantaneous profile method to determine soil hydraulic conductivity). An experiment was performed in a Nitossolo Vermelho distrófico latossólico argiloso (Brazilian classification system), close to the meteorological observatory of the ESALQ/USP, Piracicaba (SP), Brazil, latitude 22 o 42’30’’ S, longitude 47 o 38’00’’ W. Data of matric potential, dieletric constant and water content during a dry period and water application were analyzed. The TDR cable tester was better than the tensiometer to detect the soil moisture variation.