Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-31T16:49:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Severino Martins S. N. - Avaliação da Dinâmica da Água na Resposta de Sensor Tipo TDR em Solos de Pernambuco.pdf: 1714247 bytes, checksum: c6b7cb4fc3435b867746e82b3f9429c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T16:49:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Severino Martins S. N. - Avaliação da Dinâmica da Água na Resposta de Sensor Tipo TDR em Solos de Pernambuco.pdf: 1714247 bytes, checksum: c6b7cb4fc3435b867746e82b3f9429c9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-10 / CAPES / A estimativa da umidade do solo é imprescindível a qualquer estudo que envolva as propriedades do sistema solo-planta-atmosfera, devido à importância da água no desenvolvimento das plantas e suas implicações em várias propriedades do solo. A estimativa da umidade volumétrica do solo pode ser realizada por vários métodos, dentre eles destaca-se o uso da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR). Este método relaciona, a constante dielétrica do meio com a umidade volumétrica do solo, medindo o tempo de trânsito de um pulso elétrico através de um guia de ondas. Este estudo avaliou o alcance e a sensibilidade do sensor tipo TDR CS616 da campbell sci., os efeitos da dinâmica da água na resposta deste sensor, e o desempenho de uma equação quadrática em relacionar o tempo de resposta (t) em umidade volumétrica de diferentes solos de Pernambuco, além de, realizar calibrações, visando propor equações específicas para os solos estudados. Para a determinação do alcance, foram realizados experimentos, em função de diferentes lâminas e níveis de água. Para analisar a sensibilidade, o sensor foi avaliado em função do uso de diferentes comprimentos do guia de ondas, submetidos à água destilada. Para a medição da umidade volumétrica e da influência da dinâmica da água, foram realizados experimentos simulado calibrações em laboratório, com gotejadores realizando a irrigação, permitindo o umedecimento do solo seco até a saturação em um recipiente transparente. Foram utilizados três tipos de solos com características texturais contrastantes: um solo tipo Areia franca, que foi coletado no município de São João-PE (8º 52’ 30’’ S, 36º 22’ 00’’ O), um solo tipo Franco, coletado no município de Recife-PE (8º 03’ S e 34º 58’ O) e um solo tipo Franco argiloso, coletado no município de Serra Talhada-PE (07◦ 56’50,4” S e 38◦ 23’29,0” O). Os resultados permitiram concluir que: (i) o alcance do sensor de umidade CS616 é de aproximadamente 3 cm acima e abaixo do guia de ondas; (ii) o modelo quadrático não apresentou bom desempenho em estimar umidade volumétrica, subestimando em 20 % para o solo arenoso, e superestimando em 4 % e 34 % para os solos siltosos e argilosos respectivamente; (iii) o erro na estimativa do armazenamento de água, aumenta significativamente quando o sensor é utilizado em uma profundidade de solo, maior que o alcance do sensor; (iv) um modelo de terceiro grau, apresentou bom ajuste entre os valores medidos e estimados, com valores de coeficiente de determinação superiores a 95%. / The estimation of soil moisture is essential to any study involving the properties of the soil-plant-atmosphere system due to the importance of water in plant development and its implications in various soil properties. The estimate of the volumetric soil moisture can be accomplished by various methods, among them stands out the use of the Time Domain Reflectometry (TDR). This method relates the dielectric constant of the medium with the volumetric soil moisture by measuring the transit time of an electrical pulse through a waveguide. This study evaluated the extent and the sensitivity of the sensor TDR CS616 Campbell of Sci., The effects of water on the dynamic response of the sensor and the performance of a quadratic equation relating the response time (t) for different water content soils of Pernambuco, besides, perform calibrations, aiming to propose specific equations for soils. To determine the range, experiments were carried out for different slides and water levels. To analyze the sensitivity, the sensor was assessed by reference to the use of different lengths of the waveguide, submitted to distilled water. For the measurement of water content and the influence of the dynamics of water, simulated calibration experiments were performed in the laboratory, with drip irrigation performing, allowing the dry soil wetting to saturation in a transparent container. Three types of soils with contrasting textural characteristics were used: one free sand type soil, which was collected in São João-PE (8 52 '30' 'S, 36 22' 00 '' W), a solo type Franco, collected in the city of Recife-PE (8 03 'S and 34 ° 58' W) and soil type Franco clay, collected in Serra Talhada-PE (07◦ 56'50,4 "S and 38◦ 23'29, 0 "O). The results showed that: (i) the scope of the CS616 humidity sensor is approximately 3 cm above and below the waveguide; (Ii) the quadratic model did not show good performance in estimating soil moisture, underestimating by 20% for sandy soil, and overestimated by 4% and 34% for silty and clay soils respectively; (Iii) the error in the estimated water storage significantly increases when the sensor is used in a soil depth greater than the range of the sensor; (Iv) a third-degree model showed good agreement between the measured and estimated values, with determination coefficient values greater than 95%

Orientador: Edson Eiji Matsura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:37:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MestasValero_RogerManuel_M.pdf: 1264659 bytes, checksum: bbb3d9d1a7966c854866628251702d0c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O aumento na utilização de estufas para produção agrícola e o conseqüente cultivo em recipientes fez com que houvesse uma substituição de solos por substratos para plantas. Em cultivos em substratos, o pequeno volume e o baixo efeito tampão podem ocasionar prejuízos na produção, mas também podem aumentar as chances de sucesso agronômico. Conseqüentemente um sistema sensível como este deve ser continuamente monitorado, a fim de se obter bons resultados. É preciso avaliar metodologias que determinem a umidade (?) e condutividade elétrica (CE) nos substratos, com maior rapidez e in situ, mantendo boa correlação com o método padrão. Das várias propostas para determinação da umidade e CE dos meios porosos, a técnica da TDR (Reflectometria no domino do tempo) vem despertando cada vez mais interesse, pois apresentam características desejáveis, como a mensuração em tempo real e a possibilidade de leituras automatizadas, porém apresenta como desvantagens seu alto custo e sua necessidade de calibração. Apesar da técnica da TDR para determinação de umidade em solos ser mais estudada é necessário novos conhecimentos acerca desta técnica quando se utiliza substratos. O objetivo deste trabalho foi de avaliar o uso da técnica TDR na estimativa de umidade e condutividade elétrica em dois substratos orgânicos: casca de pinus (CP) e fibra de coco (FC), na qual, determinou-se as principais características físicas destes substratos (densidade, granulometria e curva de retenção de umidade). A calibração da TDR foi feita através de duas metodologias; umedecimento e secagem do substrato. Já para estimativa da condutividade elétrica utilizou-se modelos matemáticos desenvolvidos por Rhoades et al., (1976). Os resultados mostraram que os valores da constante dielétrica (Ka) e da umidade volumétrica (?) dos substratos puderam ser ajustados através de equações polinomiais cúbicas, estatisticamente significativas a nível de1%. Conclui-se que o uso da TDR para estimativa de umidade em substratos é possível, desde que se faça a calibração para cada um. Além disso, houve correlação da condutividade elétrica determinada pela TDR com a condutividade elétrica determinada pelo condutivímetro no extrato de solução dos substratos, possibilitando o uso da TDR na estimativa de condutividade elétrica nos substratos estudados / Abstract: The increasing use of greenhouse in agricultural production and the resulting grow of container crops is determining the substitution of soil for substrates. The small container volume and the low tampon effect can cause failures in substrate crops production, but also has the potential to increase the opportunities of agronomic success. Therefore, this sensible production system must be continuously monitored in order to obtain good results. So, more precise and fast methodologies that determine in situ the water content and electrical conductivity (EC) in substrates has to be evaluated, when compared to standard method. From the several proposals methods to determinate water content and EC in a porous means, the technique of the TDR (Time Domain Reflectometry) show some desirable characteristics, like real time measurements and the possibility of automated readings. Some disadvantages of this technique are the high initial cost and necessity of calibration. Although, the number of information of TDR use in soil moisture determination its use in substrate still needs more developments. The objective of this work was to evaluate the use of TDR technique in the measurement of water content and electrical conductivity in two organic substrates: pine bark (CP) and coconut fiber (FC). The specific gravity, particle size distribution and water content retention curve of both substrates were determined. The calibration of the TDR was done using two methodologies: dryness and saturation cycles. In the electrical conductivity determination it was applied mathematical models developed by Rhodes et al. (1976). The results showed that the values of water content and dielectric constant of the substrates can be mathematically adjust in cubic polynomial equations with 1% significant level. Therefore, the use of TDR technique of the TDR is feasible since a calibration curve is determined for each substrate. In addition, there was correlation of the electrical conductivity determined by the TDR with the electrical conductivity determined in the extract saturation by conductivimeter, making possible the use of the TDR in the EC measuring of the studied substrates / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3737.pdf: 2114096 bytes, checksum: 58f7480198ad07cce74706f2adf51cad (MD5) Previous issue date: 2011-07-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / Among various systems, the drip irrigation has been increasingly used, mainly because of its greater efficiency in water use. This work aimed to study the dynamics of soil solution, characterizing the distribution and storage of nutrients in the soil solution, and their absorption by pepper through the management of drip fertigation with two flows rates. The experiment was conducted in a greenhouse located in the Department of Agricultural Science, Unitau. The soil of study is an Oxisol Yellow, medium texture. The crop cycle lasted 120 days. From the readings of TDR probes were possible to estimate water content and soil solution concentration. Thus, the distribution of soil solution was monitored and counted in layers of 0,1m to 0,6 m. The evaluation of root system showed that the treatment of 4 L h-1 had an area of 69,31 cm2, while the treatment of 2 L h-1 had an area of 45,21 cm2. The productivity was 0,19 kg m-2 and 0,27 kg m-2 for 2 Lh-1 and 4 L h-1, respectively, what reinforces the results of nutrients distribution and root system development. It was found that for treatment with the flow rate of 2 L h-1 there was a trend of nutrient loss by percolation, increasing possible contamination of groundwater. The dripper with a flow rate of 4 L h-1 was more efficient at distributing and storing water and nutrients in a soil profile, which improved crop yield. / Dentre os vários sistemas, a irrigação por gotejamento tem sido crescentemente utilizada, principalmente pela sua maior eficiência no uso da água. O objetivo deste trabalho foi estudar a dinâmica da solução do solo caracterizando a distribuição, armazenamento e absorção de nutrientes pela planta de pimentão através do manejo da fertirrigação por gotejamento, em função de duas vazões. O ensaio foi realizado em uma casa de vegetação localizado no Departamento de Ciências Agrárias da Unitau. O solo do local do estudo é um Latossolo Vermelho Amarelo de textura média. O ciclo da cultura durou 120 dias. A partir das leituras das sondas de TDR foi possível estimar a umidade e a concentração da solução do solo. Assim, a distribuição da solução no solo foi monitorada e contabilizada em camadas de 0,1 m até 0,6 m. A avaliação do sistema radicular mostrou que o tratamento de 4L h-1 apresentou uma área de 69,31 cm2 enquanto o tratamento de 2 L h-1 apresentou uma área de 45,21 cm2. A produtividade observada foi de 0,19 kg m-2 e 0,27 kg m-2 para 2 e 4 L h-1, reforçando os resultados vistos na distribuição de nutrientes, desenvolvimento do sistema radicular. Verificou-se que para o tratamento com vazão de 2 L h-1 houve uma tendência de perda de nutrientes por percolação, potencializando possíveis contaminações do lençol freát ico. O gotejador com vazão de 4 L h-1 mostrou-se mais eficiente na distribuição e armazenamento de água e nutrientes em um perfil do solo, o que favoreceu o rendimento da cultura.

Orientadores: Edson Eiji Matsura, Zigomar Menezes de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-17T15:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizari_DouglasRoberto_D.pdf: 8370822 bytes, checksum: e5f2514514958e8b994537236acbeec8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A potencialidade do sistema plantio direto (SPD) na conservação da água e do solo, aliado à necessidade de pesquisas com culturas irrigadas nesse sistema, principalmente no Estado de São Paulo, determina uma demanda de informações nessa área, visando minimizar a degradação dos recursos hídricos, normalmente utilizado de maneira inadequada na busca por elevadas produtividades. Diante da importância da necessidade da água para irrigação, torna-se imprescindível a conscientização do produtor rural com relação ao seu manejo racional, que pode ser alcançado tanto pela implantação de técnicas conservacionistas quanto pela utilização de equipamentos de monitoramento da umidade do solo mais práticos e eficientes. Apesar da sua importância para o sucesso do SPD irrigado, há uma carência, no Estado de São Paulo, de estudos voltados para a quantidade adequada de cobertura morta na superfície do solo, que possa proporcionar disponibilidade de água necessária para as plantas, durante o seu ciclo de desenvolvimento, levando-se em conta a sua decomposição, que pode ser mais ou menos rápida, dependendo das condições climáticas da região. Baseado nisso, estudou-se a influência de diferentes quantidades de cobertura morta de milho na conservação da umidade e produtividade da cultura do feijoeiro, avaliando-se também a técnica da TDR (Reflectometria no domínio do tempo) no monitoramento da umidade do solo, na redistribuição da água no seu interior e no manejo da irrigação. Para isso, foi semeada a cultura do feijão, variedade Pérola, na época de inverno nos anos de 2007, 2008 e 2009. Na primeira safra, caracterizou-se o sistema radicular da cultura ao longo de todo seu ciclo de desenvolvimento, buscando-se uma relação com os parâmetros da parte aérea, e também, como uma forma de aprimorar o cálculo da lâmina de água aplicada nas culturas irrigadas, contribuindo para um manejo mais racional da irrigação e um menor desperdício de água aplicada no SPD. Na segunda safra, verificou-se a influência de diferentes quantidades de cobertura morta de milho na temperatura e umidade do solo na cultura do feijoeiro irrigado em SPD e na última safra avaliou-se a decomposição dessas diferentes quantidades de cobertura morta ao longo de todo o ciclo da cultura e também, desenvolveu-se um equipamento portátil para otimizar as leituras de umidade no campo por sondas de TDR, como proposta de uma ferramenta para ser utilizada no manejo da irrigação e ensaios de redistribuição de água no interior do solo. Foi possível verificar que a profundidade efetiva de raízes do feijoeiro variou ao longo do ciclo da cultura, apresentando boa correlação com a altura de plantas, índice de área foliar e massa seca da parte aérea. Que a maior quantidade de cobertura morta de milho proporcionou as menores taxa de decomposição, os maiores valores de umidade do solo, os menores valores de temperatura do solo e a maior produtividade de grãos e de seus componentes de produtividade. Finalmente a técnica da TDR juntamente com o equipamento portátil para uma única sonda de TDR foi viável no monitoramento da umidade do solo, podendo também ser empregada no manejo da irrigação e ensaios de redistribuição de água no interior do solo. / Abstract: Due to the potential of the no-tillage system (SPD) in the water and soil conservation combined with the need for research with irrigated crops in this system, mainly in the State of São Paulo, has been increasing the demand for information to minimize the degradation of hydrical resources, inappropriately used in the search for higher productivities. However, due to the importance of the need of water for irrigation, it becomes essential to farmers awareness to water rational management, by implementation of conservation techniques and also practical and efficient equipments for monitoring soil moisture. Despite its importance in the success of the SPD, there is a lack of studies, about permanence and adequate amount of mulch on the soil surface, which may provide water availability needed for plants for a longer period of time, considering mulch decomposition. So, studies were conducted to evaluate the influence of different amounts of maize mulch in the moisture conservation and dry bean productivity and also, to evaluate the TDR technique to monitor soil moisture and irrigation management and soil water redistribution. For that, was sown dry bean, Pérola variety, in the winter period, during years 2007, 2008 and 2009. In the first year, was characterized the dry bean root sytem, throughout its development cycle to find a relation with the aerial part, and also, as way to improve the irrigation water applied calculation to crops irrigated, contributing to rational irrigation management. On the second year, the objective was to verify the influence of different amounts of maize mulch in the soil moisture conservation, temperature and crop productivity, and in the last year was development a portable equipment to optimize the moisture readings in the field with TDR probes, such as proposed tool to be used for irrigation management and soil water redistribution tests. It was possible to verify that the dry bean effective root depth varied during the crop cycle, showing good correlation with plant height, leaf area index and dry mass of aerial part. The largest quantify of maize mulch provided largest values of soil moisture, less values of soil temperature and largest grain yield and its productivity components. The TDR technique with the portable equipment was feasible to monitor soil moisture and can be used for irrigation management and soil water redistribution tests. / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

O conhecimento da movimentação da água no solo é de grande importância para a agricultura, pois a água é um dos fatores que mais influenciam no rendimento das culturas. Das várias técnicas utilizadas para o monitoramento do conteúdo de água no solo, a reflectometria no domínio do tempo (TDR) vem sendo bastante difundida entre os pesquisadores por apresentar inúmeras vantagens, dentre as quais a mensuração em tempo real e a possibilidade de leituras automatizadas. Com o objetivo de avaliar a movimentação da água num perfil de um Latossolo vermelho-amarelo, conduziu-se um experimento obtendo-se os valores de umidade do solo e condutividade elétrica através das leituras de um equipamento de TDR com sondas instaladas em uma trincheira em diversas profundidades (0,10 m a 0,60 m) e com diferentes taxas de aplicação (2, 4 e 8 L.h-1) de solução em intervalos de 1 hora, via irrigação por gotejamento. A partir dos resultados obtidos, pôde concluir-se que diferentes vazões de aplicação determinam características particulares de formação do bulbo molhado e da movimentação da solução no solo. Para as condições de solo e de acordo com o volume e a frequência utilizada durante este experimento, recomenda-se a aplicação de pequenas quantidades de solução em intervalos mais frequentes para reduzir a perda por percolação de água e solutos. / The knowledge of the water distribution in soil has great importance to the agriculture because of the crop yield the cultures income has a direct influence by the water. There are many techniques used to monity soil moisture, and the time domain reflectometry (TDR), has a satisfactory application among the researches because the advantages, allow the real time measurements can be automatized and the automatized. With the objective to appraise the water distribution and electrical conductivity in a Red-yellow Latosol profile, the experiment was conducted measuring soil moisture through the TDR equipment reading with probes fixed in a trench in various depths (0,10 m to 0,60 m) and with different applications rates of solution (2,4 and 8 L.h-1) , with one hour interval by dripping irrigation. The results allowed us to that the different sewages applications determinate the particular characteristics of the wet bulb arrangement and the water soil distribution. For the soil conditions and according to the volume and frequency used during this experiment, it is recommended to apply of small quantities of a solution at more frequent intervals to reduce the loss by percolation of water and solute.

Este trabalho apresenta um estudo da técnica da Reflectometria no Domínio do Tempo - TDR, para qualificação de álcool combustível. Há grande interesse na qualificação de combustíveis pois a adulteração é uma prática comum no Brasil e tem implicações nocivas no funcionamento do motor, causa maior poluição ambiental e evasão fiscal. O presente estudo foi focado em etanol adulterado com água, utilizando uma sonda comercial e sondas desenvolvidas neste trabalho, tendo sido dividido em três etapas: a primeira etapa consistiu em confirmar a viabilidade da técnica TDR para o tema proposto utilizando o sensor comercial de umidade de solo VG400 da Vegetronix, enquanto que o segundo passo tratou da simulação de sondas dos tipos bifilar, microstrip, coaxial e helicoidal em simulador tridimensional de eletromagnetismo, visando a escolha e otimização do tipo de sonda a ser usada para a qualificação do combustível. O terceiro e último passo consistiu na fabricação das sondas simuladas escolhidas e na realização de ensaios utilizando amostras de etanol com variadas proporções de água. Este estudo mostrou que a sonda helicoidal, que é uma proposta original deste trabalho, apresentou maior sensibilidade entre os modelos escolhidos, mostrando uma variação de resposta entre as amostras de etanol e água puros 12,5% maior que a sonda bifilar, que é a segunda sonda mais sensível dentre as estudadas. / This work presents a study of the Time-Domain Reflectometry - TDR technique for ethanol fuel qualification. There is a great interest in fuel qualification since adulteration is a common practice, which brings harmful consequences to the vehicle motor functioning, besides causing higher environmental pollution and tax evasion. The present study is focused on the qualification of ethanol adulterated with water, by using a commercial probe and probes developed in this work. It was divided in three steps: the first step has confirmed the viability of the technique for the proposed theme using a commercial sensor Vegetronix VG400 for soil moisture analysis. The second step was the simulation of bifilar, microstrip, coaxial and helical probe geometries using a 3D eletromagnectics software, leading to the optimization of the probe for fuel qualification. The last step was the fabrication of the simulated probes and the test of their performance into alcohol adulterated with various proportions of water. This study showed that the helical probe, an original proposal of this work, presented higher sensibility among the chosen models. Its response variation between pure alcohol and pure water was 12.5% greater than the bifilar probe, which was the second most sensitive sensor among the studied geometries.

Este trabalho apresenta um estudo da técnica da Reflectometria no Domínio do Tempo - TDR, para qualificação de álcool combustível. Há grande interesse na qualificação de combustíveis pois a adulteração é uma prática comum no Brasil e tem implicações nocivas no funcionamento do motor, causa maior poluição ambiental e evasão fiscal. O presente estudo foi focado em etanol adulterado com água, utilizando uma sonda comercial e sondas desenvolvidas neste trabalho, tendo sido dividido em três etapas: a primeira etapa consistiu em confirmar a viabilidade da técnica TDR para o tema proposto utilizando o sensor comercial de umidade de solo VG400 da Vegetronix, enquanto que o segundo passo tratou da simulação de sondas dos tipos bifilar, microstrip, coaxial e helicoidal em simulador tridimensional de eletromagnetismo, visando a escolha e otimização do tipo de sonda a ser usada para a qualificação do combustível. O terceiro e último passo consistiu na fabricação das sondas simuladas escolhidas e na realização de ensaios utilizando amostras de etanol com variadas proporções de água. Este estudo mostrou que a sonda helicoidal, que é uma proposta original deste trabalho, apresentou maior sensibilidade entre os modelos escolhidos, mostrando uma variação de resposta entre as amostras de etanol e água puros 12,5% maior que a sonda bifilar, que é a segunda sonda mais sensível dentre as estudadas. / This work presents a study of the Time-Domain Reflectometry - TDR technique for ethanol fuel qualification. There is a great interest in fuel qualification since adulteration is a common practice, which brings harmful consequences to the vehicle motor functioning, besides causing higher environmental pollution and tax evasion. The present study is focused on the qualification of ethanol adulterated with water, by using a commercial probe and probes developed in this work. It was divided in three steps: the first step has confirmed the viability of the technique for the proposed theme using a commercial sensor Vegetronix VG400 for soil moisture analysis. The second step was the simulation of bifilar, microstrip, coaxial and helical probe geometries using a 3D eletromagnectics software, leading to the optimization of the probe for fuel qualification. The last step was the fabrication of the simulated probes and the test of their performance into alcohol adulterated with various proportions of water. This study showed that the helical probe, an original proposal of this work, presented higher sensibility among the chosen models. Its response variation between pure alcohol and pure water was 12.5% greater than the bifilar probe, which was the second most sensitive sensor among the studied geometries.

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.

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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4272.pdf: 2401909 bytes, checksum: 472e7aaca2322a7de8b1b169aa30fdd5 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The increasing current demand of water has caused conflicts between their multiple uses, being the agriculture responsible for the use of the largest portion of this natural resource. In this context, drip irrigation has shown growth in irrigated area due to their potential to achieve high efficiency in water application. Drip irrigation is characterized by the application of small volumes of water at high frequency directly in the root zone of plants, helping to maintain soil moisture near field capacity in a given volume of soil usually called the wet bulb. Knowing the dimensions of the wetted generated to be used in drip irrigation project is of fundamental importance for the proper design and operation of drip irrigation systems. The objective of this study was to test the performance of the mathematical models Schwartzman and Zur Reprinted and HYDRUS-2D in predicting dimensions of wet bulb generated generated by emitters of different flow flow rates. In its first part, held at the experimental field of Taubate University, were collected the dimensions of the wet bulbs generated by drip of 2, 4 and 8 L h-1 in a dystrophic red-yellow. In the second, were simulated the dimensions of wet bulb using Schwartzman and Zur Reprinted and HYDRUS-2D models. Statistical analysis used to evaluate the performance of these models have shown that the model Schwartzman Zur Reproduced predicted the experimental data set with an accuracy of 94%, whereas in the case of model HYDRUS-2D, this accuracy was 85%. It was concluded that the two studied models can adequately estimate the dimensions of the wet bulb, for the studied conditions, highlighting, however, that the model performed better was Schwartzman-Zur Reprinted. / A crescente demanda de água tem originado conflitos entre seus usos múltiplos, sendo a agricultura responsável pela utilização da maior parcela deste recurso natural. Neste quadro, a irrigação por gotejamento tem apresentado crescimento em área irrigada devido a sua potencialidade de obter alta eficiência na aplicação de água. A irrigação por gotejamento é caracterizada pela aplicação de pequenos volumes de água em alta frequência diretamente na zona radicular das plantas, permitindo manter a umidade do solo próxima a sua capacidade de campo em um determinado volume de solo denominado normalmente de bulbo molhado. O conhecimento das dimensões do bulbo molhado gerado pelo gotejador a ser utilizado no projeto de irrigação é de fundamental importância para o correto dimensionamento e operação dos sistemas de irrigação por gotejamento. O objetivo deste trabalho foi testar o desempenho dos modelos Schwartzman-Zur Reproduzido e HYDRUS-2D na previsão das dimensões dos bulbos molhados gerados por gotejadores de diferentes vazões. Na sua primeira parte, realizada na área experimental da Universidade de Taubaté, foram coletadas as dimensões dos bulbos molhados gerados por gotejadores de 2, 4 e 8 L.h-1 em um Latossolo vermelhoamarelo. Na segunda, foram simuladas as dimensões dos bulbos molhados utilizando-se os modelos matemáticos Schwartzman-Zur Reproduzido e HYDRUS-2D. Os estudos estatísticos utilizados para avaliar o desempenho desses modelos mostraram que o modelo de Schwartzman-Zur Reproduzido ajustou os dados experimentais com precisão de 94%, enquanto que, no caso do modelo HYDRUS-2D, esta precisão foi de 85%. Concluiu-se que os dois modelos estudados podem estimar adequadamente as dimensões do bulbo molhado para as condições estudadas, destacando-se, porém, que o modelo que apresentou melhor desempenho foi o de Schwartzman-Zur Reproduzido.